Обеспечение единства измерений в квалиметрии

 

Под единством измерений понимается такое их осуществление, которое обеспечивает достоверность и сопоставимость результатов однородных измерений, а значения измеряемых величин при этом выражаются в узаконенных и общепринятых единицах.

Общественная практика деятельности людей и особенно их познавательный процесс требуют одинаковости, единство сходных по сути измерений. Поэтому с течением времени возникали различные единицы измерений – меры.

Так, например, из древности известна единица измерения драгоценных камней – карат (в переводе «семя боба», «горошина»). А также аптекарская единица измерения веса лекарственных гранул – гран («зерно»). На Руси прежде применялись такие единицы длины, как вершок («верх перста», т.е. длина концевой фаланги указательного пальца) и пядь (от слова «пять», «пятерня» - расстояние между концами вытянутых большого и указательного пальцев). Были и такие русские меры длины, как аршин, равный примерно 0,7 метра, а также сажень (от слова «сягать» - достигать), т.е. расстояние, на котором что-либо можно достать рукой, и равное длине трех локтей; косая сажень – расстояние от подошвы легой ноги до конца среднего пальца вытянутой вверх правой руки; маховая сажень – расстояние между концами пальцев раскинутых рук; верста (от «верт, поворот» - поворот плуга обратно) – это длина борозды пашни, равная от 500 до 1000 саженей; поприще – расстояние, которое пробегает лошадь от отдыха до отдыха, равное примерно 20 верстам.

В отношении измерения веса тел долгое время тоже не было однообразия и определенности (точности). Поэтому товарообмен (торговля) был затруднен из-за отсутствия из-за единства измерений как физических величин, так и стоимости (цены) товаров. В связи с этим, в XVII – XVIII вв. ряд стран (Франция, Анлия, Германия, Россия и др.) стали активно создавать и принимать государственные эталонные меры основных свойств товаров: длины, веса и цены.

Известно, что ученый Х. Гюйгенс, исследуя движение маятниковых часов, ещё в 1664 г. установил: при малых отклонениях маятника период его колебаний равен:

 

где   l  – длина маятника;

q=const  – ускорение тяжести свободного падения тела.

Это уравнение позволяет выразить меру длины через естественную меру времени. Гюйгенс предложил единицей длины считать  длины маятника с периодом колебаний, равным 1 секунде. Секунда как единица времени тогда уже была общепринятой. Идея Гюйгенса содержит естественную связь мер длины и времени, но тогда она не была не понята не принята. Однако вопрос о введении единой меры длины оставался актуальным.

В 1575 году Тит Буратини в книге «Универсальная мера» развил идею Гюйгенса и для обозначения универсальной единицы длины – длины секундного маятника, ввел название «метр» (от греческого слова metron, мера).

В те же годы 1000 гран (грамм) стали называть килограммом, а его эталоном, единицей веса, был неофициально принят вес кубического диаметра воды при температуре +4 ^оС.

В 1736 году в России была создана государственная комиссия по мерам и весам. Вскоре из бронзы была отлита и позолочена образцовая мера веса – 1 фунт. Эталон английского фунта был создан в 1766 г.

Правительство Франции 7 апреля 1795 г. впервые официально объявило о введении десятичной системы счета мер с двумя основными, сначала временными, единицами измерений – метром и килограммом. Несколько позднее (1799 г.) специальным декретом (законодательно) Национальным собранием Франции были утверждены и переданы на хранение в Национальный архив эталоны метра и килограмма. Эти эталоны получили названия «метр архива» и «килограмм архива». Они соответствовали прежнему метру и килограмму, но были изготовлены из сплава на основе платины.

Наши соотечественники Б.С. Якоби и Д.И. Менделеев в 1780 – 1872 гг. выступили с инициативой создания Международной комиссии по изучению метрической системы измерений. А 20 мая 1875 г. семнадцать государств, в том числе и Россия, подписали метрическую конвенцию – соглашение, направленное на обеспечение международного единства мер. За последующие десять лет было изготовлено 30 эталонов метра.

Первая международная Генеральная конвенция по мерам и весам (ГКМВ) состоялась в 1889 г. на этом форуме Россия получила два эталона метра из платино - иридиевого сплава. Длина 1 метр на эталонах отмечалась штрихами. Последующие регулярно созываемые ГКМВ уточняли величины основных единиц измерений и совершенствовали их эталоны – эталоны килограмма, метра, секунды.

Решения международных ГКМВ многими странами принимались к исполнению на добровольных началах. Так, например, 14 сентября 1918 г. Совнарком РСФСР принял законодательный декрет «О введении международной метрической десятичной системы мер и весов».

В 1960 году на XI ГКМВ были приняты и используются по настоящее время всеми странами мира основные международные единицы измерений (СИ – система международная) и их эталоны.

Последний специальный Закон «Об обеспечении единства измерений» был принят в нашей стране 27 апреля 1993 г. этот закон устанавливает правовые основы обеспечения единства измерений в России с юридическими и физическими лицами по вопросам изготовления, выпуска, эксплуатации, ремонта, продажи и импорта средств измерений и направлен на защиту прав и законных интересов граждан, установленного правопорядка и экономики России от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений.

Для целей единства измерений установлены следующие основные понятия и определения:

Ø единство измерений  – состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин и погрешности измерений не выходят за установленные границы с заданной вероятностью;

Ø средство измерений  – техническое устройство, предназначенное для измерений;

Ø эталон единицы величины  – средство измерений, предназначенное для воспроизведения и хранения единицы величины (или кратных, или довольных значений единицы величины) с целью передачи ее размера другим средствам измерений данной величины;

Ø государственный эталон единицы величины – эталон единицы величины, признанный решением уполномоченного на то государственного органа в качестве исходного на территории Российской Федерации;

Ø нормативные документы по обеспечению единства измерений  - государственные стандарты, применяемые в установленном порядке международные (региональные) стандарты, правила, положения, инструкции и рекомендации;

Ø метрологическая служба  – совокупность субъектов деятельности и видов работ, направленных на обеспечение единства измерений;

Ø метрологический контроль и надзор – деятельность, осуществляемая органом государственной метрологической службы (государственный метрологический контроль и надзор) или метрологической службой юридического лица в целях проверки соблюдения установленных метрологических правил и норм;

Ø проверка средства измерений – совокупность операций, выполняемых органами государственной метрологической службы (или другими уполномоченными на то органами, организациями) с целью определения и подтверждения соответствия средства измерений установленным техническим требованиям;

Ø калибровка средств измерений  –совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик и (или)пригодности к применению средства измерений, не подлежащего государственному метрологическому надзору и контролю.

Обеспечение единства измерений осуществляется комплексом правовых, организационных, технических и экономических мер.

Правовой основой для реализации единства измерений является законодательная метрология, создающая государственные акты и нормативные документы различного уровня (например, государственные и отраслевые стандарты, стандарты предприятий, технические условия, методы и т.д.), регламентирующие метрологические правила, требования и нормы. Юридической гарантией обеспечения единства измерений выступает административная и уголовная ответственность за нарушения требований за конодательной метрологии.

Организационное обеспечение  единства измерений осуществляют Государственный комитет по стандартизации РФ и его подразделения в регионах страны, а также ведомственные и метрологические службы.

Технической базой  для единства измерений является система хранения эталонов, а также система воспроизведения и распространения прототипов или эквивалентов с передачей информации о них всем заинтересованным в этом лицам.

Экономический фактор  обеспечения единства измерений состоит в объективных требованиях этого для создания необходимой продукции и ее рыночного товарообмена. Соответственно вся практическая экономика нуждается в единстве измерений свойств, их сочетаний, качеств, стоимостей и т.д.