Добавлен: 11.12.2023
Просмотров: 320
Скачиваний: 25
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
В начале ХVIIIв. появились книги, в которых содержалось описание действующей русской метрологической системы:
Л.Ф.Магницкого "Арифметика" (1703г.), "Роспись полевой книги" (1709г.). Позже, в 1849г. была издана первая научно-учебная книга Ф.И. Петрушевского "Общая метрология" (в двух частях), по которой учились первые поколения русских метрологов.
Несмотря на указ царя, применялись самые разнообразные меры длины. Это затрудняло развитие науки, торговли между странами. Поэтому назрела необходимость введения единой системы мер, удобной для всех стран.
Такая система - ее назвали метрической системой мер - была разработана во Франции. 7 апреля 1795 Национальный Конвент принял закон о введении метрической системы во Франции и поручил комиссарам, в число которых входили Кулон, Лагранж, Лавуазье, Лаплас и другие ученые, выполнить работы по экспериментальному определению единиц длины и массы.
Метрическая система выросла из постановлений, принятых Национальным собранием Франции в 1791г. и 1795 г. по определению метра как одной десятимиллионной доли участка земного меридиана от Северного полюса до экватора.
Основная единица длины в метрической системе - 1 метр (от греческого слова " метрон"- мера). Первый прототип эталона метра был изготовлен из латуни в 1795 году.
Рис. 5 - Международный эталон метра, использовавшийся с 1889 по 1960 годы.
С 1960 года отказались от использования изготовленного людьми предмета в качестве эталона метра. Современное определение метра в терминах времени и скорости света было введено в 1983 году: метр - это длина пути, проходимого светом в вакууме за (1 / 299 792 458) секунды.
Метрическая система - общее название международной десятичной системы единиц, основанной на использовании метра и грамма. На протяжении последних двухсот лет, существовали различные варианты метрической системы, различающиеся выбором основных единиц. В настоящее время международно признанной является система СИ. При некоторых различиях в деталях, элементы системы одинаковы во всем мире. Метрические единицы широко используются по всему миру, как в научных целях, так и в повседневной жизни.
Килограмм (кг, kg) - единица измерения массы, одна из основных единиц СИ. Килограмм определяется как масса международного эталона килограмма, хранящегося в Международном бюро мер и весов (расположено в г. Севр близ Парижа) и представляющего собой цилиндр из платино-иридиевого сплава (90% платины, 10% иридия).
Рис. 6 - Эталон килограмма
Основное отличие метрической системы от применявшихся ранее традиционных систем заключается в использовании упорядоченного набора единиц измерения. Для любой физической величины существует лишь одна главная единица и набор дольных и кратных единиц, образуемых стандартным образом с помощью десятичных приставок. Тем самым устраняется неудобство от использования большого количества разных единиц (таких, например, как дюймы, футы, мили и т. д.) со сложными правилами преобразования между ними. В метрической системе преобразование сводится к умножению или делению на степень числа 10, то есть к простой перестановке запятой в десятичной дроби.
Декретом от 4 июля 1837 года, метрическая система была объявлена обязательной к применению во Франции. Она постепенно вытеснила местные и национальные системы в других странах Европы и была законодательно признана как допустимая в Великобритании и США.
Английская система мер и сегодня применяется в Великобритании, США, Канаде и других странах. Постепенно меры английской системы вытесняются метрической системой мер.
Метрическая конвенция - международный договор, служащий для обеспечения единства метрологических стандартов в разных странах. Договор был подписан в 1875 г. в Париже 17-ю странами, в том числе Россией. В настоящее время к конвенции присоединилось 51 государство, в том числе все промышленно развитые страны.
Важным этапом в развитии русской метрологии явилось подписание Россией метрической конвенции 20 мая 1875г. В этом же году была создана Международная организация мер и весов (МОМВ). Место пребывания этой организации- Франция (Севр). Ученые России принимали и принимают активное участие в работе МОМВ. В 1889г. в Депо образцовых мер и весов поступили эталоны килограмма и метра.
В 1893 г. в Петербурге на базе Депо была образована Главная палата мер и весов, которую возглавлял до 1907г. великий русский ученый Д.И.Менделеев. В это время начали проводиться серьезные метрологические исследования. Д.И.Менделеев вложил много сил в развитие и совершенствование поверочного дела; была образована сеть поверочных палаток, осуществляющих поверку, клеймение и ремонт мер и весов, контроль за их правильным применением. В 1900 г. при Московском окружном пробирном управлении состоялось открытие Поверочной палатки торговых мер и весов. Так было положено начало организации метрологического института в Москве (в настоящее время - Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы - ВИНИМС).
В годы советской власти метрология получила дальнейшее развитие. В 1918г. был принят декрет правительства Российской Федерации "О введении международной метрической системы мер и весов".
Русская система мер была отменена в СССР в 1924 году.
В 1930г. произошло объединение метрологии и стандартизации. Была проведена большая работа по изучению состояния метрологической деятельности. Опыт, полученный в эти годы, оказался полезным во время Великой Отечественной войны, когда потребовалось быстрое восстановление измерительного хозяйства на эвакуированных предприятиях и приспособление его к задачам военного производства. После окончания войны сеть поверочных и метрологических организаций начала быстро восстанавливаться. Были созданы новые метрологические институты.
В 1954г. был образован Комитет стандартов, мер и измерительных приборов при СМ СССР (в дальнейшем Госстандарт СССР). После распада СССР управление метрологической службой России осуществляет Государственный комитет РФ по стандартизации и метрологии (Госстандарт России).
В отличие от зарубежных стран управление метрологической службой в РФ осуществляется в рамках единой сферы управления, включающей и стандартизацию. Однако между этими видами деятельности существуют различия, которые углубляются по мере развития рыночных отношений. Если руководство метрологией и государственный метрологический надзор сохраняется в качестве важнейшей функции государственного управления, то стандартизация, в основу которой, судя по опыту стран с рыночной экономикой, положен диктат производителя, может претерпеть существенные изменения.
-
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ
С расширением сферы человеческой деятельности и развитием современной измерительной техники, ориентированной на обеспечение решения проблемы автоматизации управления различными процессами (технологическими, испытательными, исследовательскими, диагностическими и т.п.) не удивителен и рост разнообразия видов измерений, расширение диапазонов измеряемых величин и условий эксплуатации средств измерений, повышение быстродействия и точности измерений.
Принципиальная особенность и основная предпосылка для расширения функциональных возможностей используемых средств измерений (СИ) заключается во введении в измерительную цепь программируемых ЭВМ.
Переход от простейших измерительных приборов к современным процессорным измерительным средствам происходил в следующей последовательности:
-
электромеханические измерительные механизмы (ИМ); -
измерительные механизмы с дополнительными устройствами; -
электронные измерительные приборы (ЭИП); -
цифровые измерительные приборы (ЦИП); -
информационно-измерительные системы (ИИС; -
измерительно-вычислительные комплексы (ИВК); -
процессорные измерительные средства (ПрИС) -
интеллектуальные информационно-измерительные системы
Совершенствование современных средств измерений сопровождается объединением программной и аппаратной частей измерительных устройств, при возрастающей роли программного обеспечения. Расширение функциональных возможностей, повышение метрологических характеристик СИ основаны на совершенствовании методов измерений, на разработке соответствующего программного обеспечения, использовании новых материалов и технологий, в частности, нанотехнологий.
Таким образом, современный подход к изучению дисциплин в области методов и средств измерений должен включать в себя рассмотрение следующих вопросов:
-
алгоритмизация измерительного процесса, обусловливающая повышение уровня формализованного описания измерительных процедур; -
влияние методов измерений на метрологический уровень результатов измерений; -
перспективы совершенствования методов измерений, коррекции погрешностей, обеспечение помехоустойчивости измерений.
Важнейшую роль в обеспечении качества и конкурентоспособности продукции практически всех отраслей промышленности играет контрольно-измерительная техника, в которой особое место занимают средства измерения и контроля геометрических параметров ответственных деталей, узлов машин и механизмов.
В основу создания нового поколения средств контроля и измерений геометрических параметров изделий положены следующие исходные принципы:
-
использование перспективной элементной базы для автоматической обработки результатов контроля; -
цифровое представление измерительной информации; -
возможность выдачи цифровой информации на внешние устройства обработки, управления и регистрации; -
паспортизация результатов измерений; -
возможность встройки в автоматизированные технологические комплексы.
Общая тенденция к миниатюризации продукции и внедрению субмикронных технологий, таких как «lab-on-a-chip», предопределяет появление совершенно новых принципов измерений. Нанометрология — это новое направление, предусматривающее разработку новых методов и средств измерений, в том числе разработку первичных и вторичных эталонов и стандартных образцов, предназначенных для измерения объектов в нанометровом диапазоне или для измерения новых параметров.
Международный товарообмен газом и нефтепродуктами, фармацевтическими препаратами, химической и пищевой продукцией продолжает расти, что вызывает необходимость пересмотра метрологических требований в области химии и биотехнологии. При этом достоверные и сравнимые измерения в области испытаний пищевой продукции приобретают все большую важность не только вследствие большого объема и ее существенной стоимости, но также в связи с необходимостью контроля безопасности этой продукции.
Дальнейшая разработка и применение новых типов лазеров и интерферометрических методов измерений имеют большое значение для прецизионных линейно-угловых измерений и измерений субшероховатости поверхности, а также, в частности, для измерения наноструктур, применяемых в электронике, оптике и медицине.
Использование абсолютных радиометров и расширение измерительного диапазона для дальней инфракрасной и дальней ультрафиолетовой областей спектра особенно важны, например, для дистанционных измерений, для производства микросхем и литографии.
Более точные прослеживаемые измерения весьма востребованы в области ионизирующих излучений. Повышенное внимание к атомной энергетике и широкое применение ионизирующих излучений в области диагностики, терапии и радиационной защиты требуют создания прецизионного дозиметрического оборудования. Вот далеко не полный перечень примеров, характеризующих возросшие потребности в высокоточных измерениях.
Стремительно растут требования к точности измерений, быстроте получения измерительной информации, качеству измерений комплекса величин. Автоматизация производства обусловливает необходимость полной автоматизации измерений, использование систем автоматического контроля, измерительных роботов.
В последние годы создано новое поколение приборов активного контроля, предназначенных для управления процессом обработки валов, отверстий и плоских поверхностей с непрерывной и прерывистой поверхностью на кругло- и внутришлифовальных станках-автоматах, полуавтоматах и станках с ЧПУ, отличающееся от ранее выпускавшихся существенно более высоким техническим уровнем.
Стремительное развитие приборной базы, предназначенной для испытаний продукции и получения доказательств ее качества, как правило, отстает от развития нормативно-методической базы. Это объективная закономерность, с которой ежедневно сталкиваются как производители измерительной техники, так и ее потребители. В стандартах на методы испытаний продукции, как правило, содержатся упоминания о морально устаревших приборах. Фирмы-производители предлагают ультрасовременные средства измерений, о которых нет упоминания в стандартах.