Что такое метрология: определение и назначение

Метрология – что это такое

В переводе с греческого языка «μέτρον» («ме´трон» в русской транскрипции) — это «мера», а «λόγος» (логос) — «мысль, учение». Следовательно, «метрология» в прямом переводе обозначает «учение о мерах».

Примечание: не путаем «ме´трон» и «метро´», т.е. науку об измерениях и транспортную логистику.

Вывод: метрология – это наука, изучающая систему измерений физических величин, характеризующих материальные объекты, процессы и явления.

Основные цели метрологии:

1. изучение и стандартизация процесса измерений;
2. обеспечение единства измерений в рамках единой международной СИ (системы единиц физических величин);
3. создание и хранение эталонов измерений;
4. получение количественной информации об объектах измерений;
5. совершенствование методов оценок точности измерений.

Метрология как наука разделяется на 3 части:

1. Теоретическая – занимается теоретическим обоснованием измерений физических величин, единиц измерений и методов измерений материальных объектов, процессов и явлений.
2. Прикладная – внедряет теоретические разработки фундаментальной метрологии в практику.
3. Законодательная – устанавливает единые требования по применению единиц измерения, методов измерения и средств измерения.

Краткая история развития метрологии и метрологические организации

Основными международными организациями, занимающимися проблемами стандартизации в области метрологии, являются:

1. Международное бюро мер и весов (МБМВ) – отвечает за функционирование СИ (подробней о СИ – в следующем разделе статьи) в странах-участницах Метрической Конвенции. Это происходит посредством регулярного сравнения национальных эталонов мер и весов (об эталонах – в следующем разделе статьи) с международными эталонами, совершенствованием точности всех метрологических измерений;
2. Международный комитет мер и весов (МКМВ).

В РФ:

1. Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии;
2. Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии (ВНИИМ) имени Д.И.Менделеева.

Деятельность в сфере метрологии в России осуществляется на основании следующих законодательных актов:

Также в РФ действует ГОСТ 8.417—2002, который регламентирует обязательное применение СИ и прописывает определение всех используемых единиц СИ.

Далее немного подробней рассмотрим некоторые аспекты деятельности метрологии.

Обеспечение единства измерений, или для чего нужна СИ

Краткая справка: СИ – русская транскрипция французской аббревиатуры SI (Système International d’Unités – международная система единиц).

СИ – это единая международная система единиц физических величин, применяется практически во всем мире.

Необходима для стандартизации и унификации международных связей в сфере науки, промышленности, медицины, торговли и т.д.

Одной из целей науки метрологии является обеспечение единства измерений.

Еще не так давно во многих странах были свои системы мер. За примером далеко ходить не надо – на Руси длину мерили не метром (километром, сантиметром, миллиметром), а пядью, локтем, аршином, саженью, верстой.

СИ нужна именно для того, чтобы все измерения соответствовали единому стандарту. Говоря проще, для того, чтобы удава мерили не попугаями, а метрами.

Актуальная международная система единиц измерений выглядит так:

*при клике по картинке она откроется в полный размер в новом окне

Обратите внимание: сокращенное обозначение единиц измерение пишется без точки и через пробел после численного значения. Например: 5 метров – «5 м», а не «5м.».

Создание и хранение эталонов измерений

Казалось бы, зачем нужны эталоны измерений? А все очень просто – чтобы не сбиться «с курса».

Например, есть линейка длиной 1 метр. Потребовалось сделать еще 10 таких же линеек. Но случайно из-за халатности изготовителя эти линейки стали короче на 1 мм. И эти линейки тоже кто-то «размножил». В результате получится, что в одном городе 1 м = 1000 мм, а в другом 1 м = 999 мм.

Чтобы подобных ситуаций не произошло, нужно чтобы существовал единый эталон каждой единицы измерений, т.е. их идеальные модели.

История создания эталонов международных единиц измерения имеет давние корни.

Например, изначально метр = длине маятника, период колебания которого равен 1 секунде. Но длина такого маятника не одинакова, она зависит от силы тяжести. Доказано, что сила тяжести уменьшается от полюсов к экватору, поэтому длина маятника не может являться эталоном.

Затем эталоном метра стала одна сорокамиллионная часть расстояния от Северного полюса до экватора на долготе, на которой расположен Париж. В 1960 году эталон метра вновь поменяли. На сегодняшний день 1 м = расстоянию, которое свет проходит в вакууме за 1/299792458 секунды.

20 мая 2019 года был изменен и эталон килограмма. Ранее эталоном являлся цилиндр из сплава платины и иридия (соответственно 90 и 10 %) размером 39,17 мм по диаметру и высоте. Хранится он и по сей день во Франции в Международном бюро мер и весов.

Причиной замены эталона стало множественные изменения веса копий эталона от веса оригинала. В связи с этим было принято решение «увязать» вес 1 кг с не с массой конкретного объекта, а с фундаментальными физическими свойствами вещества (т.е. со свойствами вещества вне химического воздействия). В результате получили формулу, по которой определяется эталон килограмма.

В кратком обзоре трудно объяснить вывод формулы, поэтому для тех, кому это интересно, привожу ссылку на Википедию.

Единица времени – секунда. Определение ее столь сложно, что, боясь ошибиться в деталях, привожу цитату объяснения ученого-метролога:

Читайте наш блог, будьте в тренде!

Автор статьи: Елена Копейкина