Введение. Учебное пособие разработано в рамках общепрофессиональной дисциплины ОПД. Ф. 05 «метрология, стандартизация и сертификация» учебного плана по ряду направлений

Учебное пособие разработано в рамках общепрофессиональной дисциплины ОПД.Ф.05 «Метрология, стандартизация и сертификация» учебного плана по ряду направлений подготовки дипломированных специалистов и направлений подготовки бакалавров и магистров в соответствии с требованиями Государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования.

Задачей дисциплины является формирование у студентов достаточных знаний в области основ метрологии, стандартизации и сертификации, позволяющих использовать современные измерительные технологии, которые представляют собой последовательность действий, направленных на получение измерительной информации требуемого качества.

Измерения – один из важнейших путей познания природы человеком. Они играют огромную роль в современном обществе. Наука, техника и промышленность не могут существовать без них. Каждую секунду в мире производятся многие миллиарды измерительных операций, результаты которых используются для обеспечения надлежащего качества и технического уровня выпускаемой продукции, обеспечения безопасной и безаварийной работы транспорта, для медицинских и экологических диагнозов и других важных целей. Практически нет ни одной сферы деятельности человека, где бы интенсивно не использовались результаты измерений, испытаний и контроля.

Диапазон измеряемых величин и их количество постоянно растет. Так, например, длина измеряется в диапазоне от 10^-10м до 10¹⁷м, температура – от 0,5 К до 10⁶ К, электрическое сопротивление – от 10^-6Ом до 10¹⁷Ом, сила электрического тока – от 10^-16А до 10⁴А, мощность – от 10^-15 Вт до 10⁹ Вт. С ростом диапазона измеряемых величин возрастает и сложность измерений. Они, по сути дела, перестали быть одноактным действием и превратились в сложную процедуру подготовки и проведения измерительного эксперимента, обработки и интерпретации полученной информации. Поэтому следует говорить об измерительных технологиях, понимаемых как последовательность действий, направленных на получение измерительной информации требуемого качества.

Другой фактор, подтверждающий важность измерений, – их значимость. Основой любой формы управления, анализа, прогнозирования, планирования контроля или регулирования является достоверная исходная информация, которая может быть получена только путем измерения требуемых ФВ, параметров и показателей. Естественно, что только высокая и гарантированная точность результатов измерений обеспечивает правильность принимаемых решений.

Сотрудничество с зарубежными странами, совместная разработка научно-технических программ требуют взаимного доверия к измерительной информации. Ее высокое качество, точность и достоверность, единообразие принципов и способов оценки точности результатов измерений имеют первостепенное значение.

Метрологии посвящено много публикаций, основную массу которых составляют научно-технические труды, освещающие отдельные вопросы теории измерений. Среди лучших работ такого плана следует отметить работы Г.Д. Бурдуна и Б.Н. Маркова [1], В.А. Грановского [4], М.А. Земельмана [7], В.П. Короткова и Б.А. Тайца [10], П.В. Новицкого и И.А. Зографа [17, 18], С.Г. Рабиновича [22], Шишкина И.Ф. [32, 33].

Данное учебное пособие состоит их восьми разделов. Первый раздел посвящен основным терминам и определениям метрологии и системам физических величин и единиц. Во втором разделе представлены основные понятия теории погрешностей, приведена классификация погрешностей. Систематическим и случайным погрешностям посвящены третий и четвертый разделы. В пятом разделе рассмотрены вопросы единства измерений и эталоны единиц ФВ. Классификация средств измерений их метрологические характеристики, классы точности, а также основы теории надежности СИ раскрыты в шестом разделе. Основы стандартизации и сертификации представлены в седьмом и восьмом разделах учебного пособия.

В пособии использованы новые метрологические термины и определения, введенные с января 2001 г. В доступной форме изложены теоретические положения метрологии, в конце каждого раздела для самопроверки приведены контрольные вопросы.

Список используемых сокращений:

ИС измерительный сигнал

ИСО Международная организация по стандартизации

ИУ измерительное устройство

МБМВ Международное бюро мер и весов

МКМВ Международный комитет мер и весов

ММ математическая модель

МНК метод наименьших квадратов

МО метрологическое обеспечение или математическое ожидание

МОЗМ Международная организация законодательной метрологии

МС Метрологическая служба

МХ Метрологические характеристики