Раздел I. Метрология

Предмет и задачи метрологии.

Метрология (от греч. “метро” - мера, “логос” - учение) - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности (РМГ 29-99).

Предметом метрологии является извлечение количественной информации о свойствах объектов и процессов с заданной точностью и достоверностью. Средства метрологии - это совокупность средств измерений и метрологических стандартов, обеспечивающих их рациональное использование.

Одна из главных задач метрологии - обеспечение единства измерений. Эту задачу можно решить при соблюдении 2 основополагающих условий:

1. выражение результатов измерений в единых узаконенных единицах;

2. установление допустимых погрешностей результатов измерений и пределов, за которые они не должны выходить при заданной вероятности.

Структура теоретической метрологии. История развития метрологии (самостоятельно стр. 8 - 16 лит. № 1).

Основы метрологического обеспечения

Под метрологическим обеспечением понимается установ­ление и применение научных и организационных основ, тех­нических средств, правил и норм, необходимых для достиже­ния единства и требуемой точности измерений.

Метрологическое обеспечение базируется на четырех основах: научной, организационной, технической и нормативной.

Научной основой метрологического обеспечения является метрология — наука об измерениях, методах и средствах обес­печения их единства и способах достижения требуемой точно­сти.

Организационной основой метрологического обеспечения являются Государственная метрологическая служба России, метрологические службы федеральных органов управления и метрологические службы юридических лиц. Государственное управление деятельностью по обеспечению единства измере­ний в РФ осуществляет Госстандарт России.

Технической основой метрологического обеспечения явля­ются: система государственных эталонов единиц физических величин, обеспечивающих воспроизведение единиц с наивыс­шей точностью; система передачи размеров единиц физичес­ких величин от эталонов всем средствам измерений; система разработки, постановки на производство и выпуска в обраще­ние рабочих средств измерений; система государственных ис­пытаний средств измерений; система государственной и ведом­ственной поверки средств измерений; система стандартных справочных данных о физических константах и свойствах ве­ществ и материалов.

Нормативной основой обеспечения единства измерений явля­ется законодательная метрология: Закон РФ «Об обеспечении единства измерений», стандарты, правила, рекомендации и другие нормативные документы.

Отдельные аспекты метрологического обеспечения рас­смотрены в рекомендациях МИ 2500—98 «ГСИ. Основные по­ложения метрологического обеспечения на малых предприя­тиях».

Государственное управление деятельностью по обеспечению

единства измерений

Федеральным органом государственной власти, осуществ­ляющим государственное управление деятельностью по обес­печению единства измерений в РФ, является Государственный Комитет Российской Федерации по стандартизации и метро­логии (Госстандарт России).

Госстандарт осуществляет свою деятельность непосред­ственно и через находящиеся в его ведении территориальные центры стандартизации, метрологии и сертификации, а также через государственных инспекторов по надзору за государствен­ными стандартами и обеспечению единства измерений. В ведении Госстандарта России находятся:

— Государственная метрологическая служба (ГМС);

— Государственная служба времени и частоты и определе­ния параметров вращения Земли (ГСРН);

— Государственная служба стандартных образцов и свойств веществ и материалов (ГССО);

— Государственная служба стандартных справочных дан­ных о физических константах и свойствах веществ и ма­териалов (ГСССД).

В соответствии с законодательством РФ и «Положением о Государственном комитете Российской Федерации по стандар­тизации и метрологии» Госстандарт отвечает за решение следу­ющих основных задач:

— выработку и реализацию государственной политики в сфере стандартизации, метрологии и сертификации, ус­тановление и использование стандартов, эталонов и еди­ниц величин и исчисления времени;

— осуществление мер по защите прав потребителей и инте­ресов государства в области контроля за соблюдением тре­бований безопасности товаров, работ, услуг;

— обеспечение функционирования и развития систем стан­дартизации, обеспечение единства измерений, сертифика­ции, а также их гармонизации с международными и наци­ональными системами зарубежных стран;

— организация и проведение государственного контроля и надзора за соблюдением обязательных требований госу­дарственных стандартов, правил обязательной сертифи­кации, за сертифицированной продукцией, а также го­сударственного метрологического контроля и надзора;

— формирование совместно с федеральными органами ис­полнительной власти федеральных информационных ресурсов и инфраструктуры стандартизации, метроло­гии и сертификации, аккредитации, качества и класси­фикации технико-экономической информации. В целях решения возложенных на Госстандарт задач коми­тет выполняет целый ряд соответствующих функций, оговорен­ных Положением о Госстандарте России.

Государственная метрологическая служба

Государственная метрологическая служба (ГМС) несет от­ветственность за метрологическое обеспечение в стране на меж­отраслевом уровне и осуществляет государственный контроль и надзор.

Особенностью правового положения ГМС является под­чиненность ее по вертикали одному ведомству — Госстандарту России, в рамках которого она существует обособленно и авто­номно.

В состав ГМС входят: государственные научные метро­логические центры (ГНМЦ); органы Государственной мет­рологической службы на территориях республик, в составе ав­тономной области, автономных округов, областей, городов Москвы и Санкт-Петербурга.

Государственные научные метрологические центры (их семь) представлены такими институтами, как Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы (ВНИИМС, Москва), научно-производственное объединение «ВНИИ метрологии имени Д. И. Менделеева» (ВНИИМ, Санкт-Петербург), научно-производственное объединение «ВНИИ физико-технических и радиотехнических измерений» (ВНИИФТРИ, Московская область). Сибирский государствен­ный научно-исследовательский институт метрологии (СНИИМ, Новосибирск), Уральский научно-исследовательский институт метрологии (УНИИМ, Екатеринбург), Всероссийский научно-исследовательский институт расходометрии (ВНИИР, Казань), Восточно-Сибирский научно-исследовательский институт фи­зико-технических и радиотехнических измерений (ВС ВНИ­ИФТРИ, Иркутск).

ГНМЦ являются хранителями государственных эталонов, проводят исследования в области теории измерений, примене­ния принципов и методов высокоточных измерений, разработ­ки научно-методических основ совершенствования Российской системы измерений, разрабатывают нормативные документы по обеспечению единства измерений.

В состав Государственной метрологической службы входят свыше 100 региональных центров стандартизации, метрологии и сертификации (ЦСМиС), расположенных на всей террито­рии РФ, городов Москвы и Санкт-Петербурга.

Основными функциями ЦСМ и С являются:

— государственный метрологический контроль и надзор за обеспечением единства измерений в регионе;

— метрологическое обеспечение предприятий и органи­заций;

— поверка и калибровка средств измерений;

— аккредитация поверочных и калибровочных лаборато­рий;

— обучение и аттестация поверителей;

— разработка новых средств измерений;

— техническое обслуживание и ремонт средств измерений, Деятельность ГНМЦ регламентируется Постановлением Правительства Российской Федерации от 12.02.94 № 100.

Государственные службы времени и частоты, образцов состава и свойств веществ, стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов

К числу государственных служб, обеспечивающих единство измерений, кроме Государственной метрологической службы относятся также Государственная служ­ба времени, частоты и определения параметров вращения Зем­ли (ГСВЧ), Государственная служба стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов (ГССО) и Государствен­ная служба стандартных справочных данных о физических кон­стантах и свойствах веществ и материалов (ГСССД).

ГСВЧ осуществляет межрегиональную и межотраслевую координацию работ по обеспечению единства измерений вре­мени, частоты и определения параметров вращения Земли, а также воспроизведение, хранение и передачу размеров единиц времени и частоты, шкал атомного, всемирного и координи­рованного времени, координат полюсов Земли. Измерительную информацию ГСВЧ используют службы навигации и управле­ния судами, самолетами и спутниками, Единая энергетическая система России и др.

ГССО организует создание и применение стандартных (эта­лонных) образцов состава и свойств веществ и материалов (ме­таллов и сплавов, медицинских препаратов, нефтепродуктов, минерального сырья, почв и т. п.). Служба обеспечивает разра­ботку средств сопоставления характеристик стандартных образ­цов с характеристиками веществ и материалов, которые про­изводятся промышленными, сельскохозяйственными и други­ми предприятиями, для их идентификации или контроля.

ГССД обеспечивает разработку достоверных данных о фи­зических константах, о свойствах веществ и материалов, минераль­ного сырья, нефти, газа и др. Потребителями такой информации являются организации, создающие новую технику, к точности ха­рактеристик которой предъявляют особо высокие требования.

Метрологические службы федеральных органов управления

Метрологические службы федеральных органов управления создаются в министерствах (комитетах, ведомствах) в целях вы­полнения работ по обеспечению единства и требуемой точности измерений, проведения метрологического контроля и надзора.

Метрологические службы организованы в Минздраве, Минатоме, Минприроде, Миноборонпроме и других феде­ральных органах исполнительной власти. Такие службы функ­ционируют в РАО ЕЭС России, РАО «Газпром» и других орга­низациях. Метрологические службы федеральных органов уп­равления и юридических лиц осуществляют свою деятельность в соответствии с Законом РФ «Об обеспечении единства изме­рений». Основные цели, задачи, права и обязанности метроло­гических служб государственных органов управления опреде­лены правилами по метрологии ПР 50.732—93 «Государствен­ная система измерений. Типовое положение о метрологической службе государственных органов управления и юридических лиц». Права и обязанности метрологических служб определя­ются Положением о службе, утверждаемой руководителем ми­нистерства (комитета, ведомства).

К основным задачам метрологических служб федеральных органов управления относятся:

— надзор за состоянием и применением средств измере­ний, за аттестованными методиками выполнения измерений, за соблюдением метрологических правил и норм, нормативных документов по обеспечению един­ства измерений;

— калибровка средств измерений;

— проверка своевременности представления средств из­мерений на испытаниях в целях утверждения типа средств измерений, а также на поверку и калибровку;

— выдача обязательных предписаний, направленныхнапредотвращение, прекращение или устранение наруше­ний метрологических правил и норм;

— анализ состояния измерений, испытания и контроля на предприятии, в организации.

Метрологическая служба федерального органа управления представляет собой систему, образуемую его руководителем. Служба может включать в себя:

— структурное подразделение главного метролога в цент­ральном аппарате федерального органа;

— головные и базовые организации метрологической служ­бы в отраслях и подотраслях, назначаемые органом уп­равления;

— метрологические службы предприятий, объединений и организаций (юридических лиц).

Метрологические службы юридических лиц

Метрологические службы юридических лиц (предприятий, организаций) относятся к числу основных звеньев метрологи­ческой службы федеральных органов управления (министерств, комитетов, ведомств).

Задачи, права и обязанности метрологических служб юри­дических лиц любой формы собственности изложены в прави­лах по метрологии ПР 50/732—93.

Изложим подробнее представление о структуре, основных задачах и обязанностях метрологической службы юридическо­го лица на примере промышленного предприятия.

На крупном промышленном предприятии приказом ру­ководства формируется самостоятельное структурное под­разделение (отдел, бюро), возглавляемое главным метрологом предприятия, подчиняющимся непосредственно главному ин­женеру (техническому директору). В службе главного метроло­га рекомендуется организовать следующие подразделения: ком­плексные (или по видам измерений) метрологические лабора­тории, бюро подготовки и лабораторию организации метрологического обеспечения.

Структура и штаты метрологической службы утверждаются руководством предприятия исходя из специфики производства и объема работ, возлагаемого на метрологическую службу.

Основными задачами метрологической службы предпри­ятия являются:

— обеспечение единства измерений, повышение уровня и совершенствование техники измерений, испытаний и контроля на предприятии;

— организация и проведение работ по подготовке и со­вершенствованию метрологического обеспечения во всех областях деятельности предприятия;

— определение необходимой номенклатуры и планомерное внедрение средств и методик выполнения измерений, испытаний и контроля, отвечающих современным тре­бованиям и обеспечивающих повышение эффективно­сти научных исследований, проектных, конструкторс­ких и экспериментальных работ, поддержание заданных режимов технологических процессов, объективный кон­троль качества продукции, контроль соблюдения безо­пасных условий труда, учет и рациональное использо­вание материальных и энергетических ресурсов.

Метрологическая служба осуществляет свою работу под ме­тодическим руководством базовой организации метрологичес­кой службы министерства в тесном взаимодействии со служба­ми стандартизации, надежности и сертификации продукции предприятия.

На метрологическую службу предприятия возлагаются сле­дующие обязанности:

— проведение систематического анализа состояния мет­рологического обеспечения производства, научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ;

— разработка, согласование и внедрение стандартов и других нормативных документов по вопросам метрологического обеспечения;

— организация и участие в проведении метрологической экспертизы конструкторской и технологической документации, разрабатываемой на предприятии;

— разработка для нужд предприятия совместно с другими подразделениями СИ, их испытания и контроль;

— участие в проведении испытаний продукции и подго­товке ее к сертификации;

— участие в разработке и внедрении локальных повероч­ных схем, поддержание в надлежащем состоянии эталон­ных СИ и организация своевременной поверки рабочих СИ;

— организация и проведение ремонта СИ, изучение их экс­плуатационных свойств;

— участие в обеспечении подразделений предприятия СИ, стандартными образцами состава и свойств веществ и материалов, ведение учета СИ;

— организация обучения по повышению квалификации работников предприятия, связанных с выполнением измерений;

— предъявление руководителям подразделений предпи­саний об устранении выявленных нарушений метрологи­ческих правил, требований и норм, об изъятии из приме­нения непригодных СИ.

На небольших предприятиях, при малых объемах работ Гос­стандарт России рекомендует вместо организации метроло­гических служб назначать лиц, ответственных за обеспечение единства измерений. Для ответственных лиц (инженеров-метро­логов) утверждается должностная инструкция, в которой огова­риваются их функции, права, обязанности и ответственность.

Метрологическое обеспечение подготовки производства на предприятии

Работы по метрологическому обеспечению подготовки про­изводства начинаются с момента получения исходных докумен­тов на разработку новых изделий (освоение новой услуги) и выполняются всеми службами (конструкторскими, технологи­ческими, метрологическими и др.) предприятий, осваивающих их производство. В результате выполнения этих работ должна быть создана нормативная база для определения с требуемой точностью и контроля с заданной достоверностью характерис­тик материалов, деталей, узлов и изделий, технологических процессов, оснастки и оборудования, необходимых для произ­водства и выпуска продукции (выполнения услуги).

Работы по метрологическому обеспечению подготовки производства включают в себя:

— установление рациональной (минимально достаточной) номенклатуры измеряемых и контролируемых парамет­ров и норм точности измерений, обеспечивающих эф­фективное ведение технологических процессов, досто­верную оценку и контроль показателей качества изде­лий на всех этапах их изготовления, приемки и выпуска из производства при минимальных экономических за­тратах;

— разработку, аттестации в соответствии с ГОСТ Р 8.563—96[1] и внедрение методик выполнения измерений и контроля, обеспечивающих установленные требования к точнос­ти результатов измерений и достоверности результатов контроля показателей качества изделий;

— выбор стандартизованных и разработку нестандартизо­ванных (специального назначения) СИ и контроля;

— создание системы метрологического обслуживания ис­пользуемых на производстве СИ и контроля;

— подготовку работников соответствующих служб и производственных подразделений предприятия к выпол­нению контрольно-измерительных операций;

— разработку нормативно-технических документов, регла­ментирующих правила выполнения каждого из указан­ных этапов работ по метрологическому обеспечению подготовки производства.

При выборе средств измерений основными метрологичес­кими характеристиками СИ считаются диапазон измерений,

точность измерений, трудоемкость и стоимость контроля ка­чества объекта измерения.

Диапазон измерений — область значений величины, в преде­лах которых нормированы допускаемые пределы погрешности.

Точность СИ должна быть достаточно вы­сокой по сравнению с заданной точностью выполнения измеря­емого размера, а трудоемкость измерений и их стоимость долж­ны быть возможно более низкими, обеспечивающими эконо­мичность процесса измерения.

Излишняя точность измерений ведет к повышению трудоем­кости и стоимости измерений, а недостаточная точность нередко приводит к тому, что часть годной продукции при контроле каче­ства может быть забракована и, наоборот, фактически негодная продукция может быть принята на контроле как годная.