6

1.8. Научные и методические основы метрологического обеспечения

По ГОСТ 1.25-76 системой метрологического обеспечения (МО) называется установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для обеспечения единства и требуемой точности измерений.

Под единством измерений понимают такое состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности измерений известны с заданной вероятностью.

Основными целями метрологического обеспечения являются повышение качества продукции и обеспечение взаимозаменяемости изделий.

Для достижения этих целей разработаны три составляющие МО - научная, организационная и правовая.

Научной основой метрологического обеспечения является метрология, основные термины и определения которой регламентированы ГОСТ 16263-70.

Метрология - это наука об измерениях физических величин, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

Измерением называется нахождение значения физической величины опытным путём при помощи специальных технических средств.

Значение величины, полученное при измерении, называется

действительным.

Метрология состоит из двух равнозначных и взаимосвязанных частей - научной и прикладной.

К основным задачам первой части относятся следующие. 1. Установление единиц физических величин.

Системой единиц называется совокупность единиц основных

ипроизводных физических величин.

В1918 г. в России была введена метрическая система мер и весов. Из обращения навсегда исчезли аршины, вёрсты, пуды, сажени и фунты.

Международная система единиц (МСИ) была принята в 1960 г., и наша страна перешла на неё в 1980 г.

К основным семи единицам физических величин в МСИ относятся: метр (м) - для измерения длины; килограмм (кг) – массы;

21

секунда (с) - времени; ампер (А) - силы электрического тока; кельвин (К) - термодинамической температуры; моль (моль) - количества вещества и кандела (кд) - силы света.

Предусмотрены также две дополнительные единицы – радиан (рад) и стерадиан (ср), для измерения соответственно плоского и телесного углов.

Производные единицы МСИ получены с помощью определённых зависимостей между основными и производными единицами.

Например, единицей силы является ньютон (1 Н =1 кг м с-2), единицей давления – паскаль (1 Па = 1 кг м-1 с-2).

Для обозначения десятичных кратных, умноженных на 10 в положительной степени, и дольных единиц, умноженных на 10 в отрицательной степени, приняты следующие приставки: мега (М) - 106 ; кило (к) - 103 ; гекто (г) - 102 ; дека (да) - 101; деци (д) - 10 1; санти (с) - 10 2 ; милли (м) - 10 3 ; микро (мк) - 10 6 и др.

Так, одна тысячная доля миллиметра (микрометр) равна

1 мкм = 0,001 мм.

2.Разработка методов измерений (МИ), т.е. различных правил

иприёмов использования измерительных средств.

На практике применяют следующие методы.

Прямой (абсолютный) МИ позволяет определить значение искомой величины непосредственно по шкале прибора (штангенциркуль, микрометр).

При косвенном методе значение физической величины получают вычислением по известной зависимости между искомой величиной и её значением, полученным прямым измерением (параметры шероховатости поверхностей деталей).

Контактный метод измерения производится при соприкос-

новении прибора с деталью (штангенциркуль, микрометр), бесконтактный - без их механического соединения (оптические и электрические устройства).

Дифференцированный (поэлементный) метод характеризу-

ется измерением каждого параметра изделия в отдельности (бочкообразность, конусообразность, овальность у цилиндрических деталей).

Комплексный метод заключается в измерении суммарного показателя качества, на который оказывают влияния отдельные его

22

составляющие (радиальное или торцовое биение цилиндрических деталей).

3.Создание эталонов - официально утверждённых на общегосударственном и мировом уровне устройств для воспроизведения и (или) хранения единиц физических величин с наивысшей достижимой точностью с целью передачи их размеров нижестоящим по поверочной схеме средствам измерения.

Они могут быть первичными, вторичными, государственными, рабочими и т.д.

В 1960 г. в качестве естественного эталона единицы длины был утвержден метр, определенный через длину волны газа криптон - 86 вместо использования искусственного метра в виде платино - иридиевого стержня.

На XVII Генеральной конференции мер и весов принято новое определение метра - это длина пути, проходимого светом в вакууме за 1/299792458 долю секунды.

Эталон единицы массы (1 кг) представляет собой цилиндр из сплава платины (90%) и иридия (10%), у которого диаметр и высота примерно равны 30 мм.

Погрешность государственного эталона времени составляет 1с за 30 тыс. лет.

4.Разработка средств измерений (СИ), т.е. механических устройств с нормированными метрологическими свойствами, используемых при измерениях.

К ним относятся меры, измерительные приборы, установки, системы и преобразователи.

Для обеспечения единства измерений 1...2 раза в год проводится обязательная поверка измерительных средств территориальными органами Государственного комитета РФ по стандартизации, метрологии и сертификации (Госстандарта России) или метрологическими службами предприятий.

На пригодные к применению СИ выдаются соответствующие свидетельства или аттестаты.

Поверка заключается в определении погрешностей и служит для установления метрологической исправности средств измерения.

На учебных средствах, не подлежащих поверке, наносится обозначение “У” и разрешается производить только демонстрационные измерения.

23

5. Обеспечение передачи размеров измеряемых величин. Порядок передачи размера единиц физических величин от эта-

лонов или образцовых СИ к рабочим средствам определяется одной из поверочных схем.

Поверочная схема – это утвержденный в установленном порядке документ, в котором регламентируются средства, методы и точность передачи размера единицы от эталона или образцового устройства к рабочему.

При этом точность воспроизведения единицы физической величины понижается в 1,5...3 раза с переходом на каждую ступень поверочной схемы.

Поверочные схемы оформляют в виде чертежа и текстовой части и подразделяют на государственные, ведомственные и локальные.

Первые разрабатываются метрологическими институтами и распространяются на все средства измерения конкретной физической величины, применяемые в стране.

Ведомственные схемы имеют отраслевой характер, а локальные - относятся к определённым метрологическим службам предприятий или организаций.

Прикладная часть метрологии является организационной и правовой основой метрологического обеспечения.

Дополнительный материал по рассматриваемому вопросу со-

держится в [8, С. 23...28; 10, С. 63...71; 11, С. 223...228].

1.9. Организационные основы метрологического обеспечения

Организационной основой метрологического обеспечения является метрологическая служба Госстандарта России.

Согласно ГОСТ 16263-70 – это сеть государственных и ведомственных метрологических организаций и их деятельность, направленная на обеспечение единства измерений и единообразия средств измерений в стране.

Единообразие определяется состоянием, при котором СИ проградуированы в узаконенных единицах и их метрологические свойства соответствуют нормам.

24

Всоответствии с Законом РФ “Об обеспечении единства измерений” от 1993 г. деятельность метрологической службы осуществляется на Федеральном и ведомственном уровнях.

Государственная метрологическая служба (ГМС) занята решением межотраслевых проблем и выполняет законодательные и контрольные функции; ведомственные службы предназначены для обеспечения единства измерений и единообразия СИ в конкретных отраслях экономики страны.

Государственная метрологическая служба включает федеральные научные центры и свои территориальные представительства.

Веё состав входят Государственные службы: времени, частоты и определения параметров вращения Земли (ГСВЧ); стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов (ГССО); стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов (ГСССД).

Государственные метрологические центры несут ответственность за создание, совершенствование, хранение и применение государственных эталонов единиц величин, а также за разработку нормативных документов по обеспечению единства измерений.

В1997 г. в состав региональных представительств метрологической службы Госстандарта РФ входили 102 территориальных центра стандартизации, метрологии и сертификации (ЦСМС).

За Братским центром закреплено 6 районов Иркутской области от г. Тайшета до г. Усть-Кута. Он осуществляет государственный надзор за соблюдением требований стандартов, правил метрологии и сертификации в рамках Законов РФ “О защите прав потребителей”, “О стандартизации”, “Об обеспечении единства измерений”, “О сертификации продукции и услуг”.

Всостав ведомственной метрологической службы (ВМС), руководство которой осуществляет специальное подразделение министерства, входят головная организация и отделы главного метролога на предприятиях.

Задачи, обязанности и права подразделений ВМС отражены в типовых положениях РДТП 54 – 75 … РДТП 57 – 75.

Основные виды метрологической деятельности:

1)проведение научных исследований;

2)выполнение работ по созданию, хранению и применению высшего звена поверочной схемы – эталонов;

25

3)выпуск нормативно – технологической документации (НТД) на международном, государственном и ведомственном уровнях;

4)проведение государственных испытаний СИ для обеспечения единства измерений;

5)осуществление метрологического надзора и ревизии для достижения единообразия измерительных средств.

Кроме того, сотрудники отделов выполняют работы для обеспечения контроля качества выпускаемой продукции.

Более подробные сведения по этому подразделу отражены в

[8, С.256…293; 10, С.71…81].

1.10.Правовые аспекты обеспечения единства измерений

Нормативно-правовой основой метрологического обеспечения являются стандарты государственной системы обеспечения единства измерений (ГСИ).

Назначение стандартов ГСИ таково:

1)совершенствование системы метрологического обеспечения

встране, создание и совершенствование государственных эталонов единиц физических величин, а также методов и средств измерений высшей точности;

2)разработка норм и требований при проектировании и изготовлении продукции;

3)установление единых терминов и обозначений;

4)определение единой системы показателей качества продукции, методов и средств её контроля и испытаний;

5)установление единых правил выполнения работы по обеспечению единства измерений;

6)своевременное изменение и дополнение правил законодательной метрологии и постоянного контроля за их выполнением;

7)установление обязанностей и прав государственных и ведомственных органов метрологической службы по обеспечению единства измерений.

Все нормативные документы ГСИ разрабатываются на основе базовых, которыми могут быть только Государственные стандарты.

Основными базовыми стандартами являются ГОСТ 8.417-81 “ГСИ. Единицы физических величин”, ГОСТ8.057-80 “ГСИ. Эталоны единиц физических величин. Основные положения”, ГОСТ 8.372-80 “ГСИ. Эталоны единиц физических величин. Порядок раз-

26

работки, утверждения, регистрации, хранения и применения” и ГОСТ 8.381-80 “ГСИ. Эталоны. Способы выражения погрешностей”.

Передача информации о размере единицы от эталонов к средствам измерений регламентирована базовыми стандартами ГОСТ

8.061-80, ГОСТ 8.395-80, ГОСТ 8.375-80, ГОСТ 8.042-83, а также ГОСТ 8.513-84 ”ГСИ. Поверка средств измерений. Организация и порядок проведения”.

Группа из четырех базовых стандартов ГОСТ 8.009-84, ГОСТ 8.401-80, ГОСТ 8.256-77 и ГОСТ 8.251-77 устанавливает порядок нормирования метрологических характеристик измерительных средств.

Правила выполнения и оформления результатов измерений регламентированы базовыми стандартами ГОСТ 8.010-72 и ГОСТ

8.207-76.

Единообразие средств измерений обеспечивается тремя базовыми стандартами – ГОСТ 8.383-80, ГОСТ 8.001-80 и ГОСТ 8.32678.

Метрологический надзор за разработкой, состоянием и применением измерительных средств осуществляется в соответствии с базовыми стандартами ГОСТ 8.002-86, ГОСТ 8.513-84, ГОСТ

8.310-78, ГОСТ 8.344-79, ГОСТ 8.315-78 и ГОСТ 8.316-78.

Базовым стандартом является также ГОСТ 16263-70 “ГСИ. Метрология. Термины и определения”.

Остальные Государственные стандарты относятся к рабочим документам ГСИ и делятся на четыре группы:

1)стандарты государственных эталонов и поверочных схем;

2)стандарты методов и средств поверки мер и измерительных приборов;

3)стандарты норм точности измерений;

4)стандарты типовых методик выполнения измерений. Положения Государственных стандартов конкретизируются с

учётом выпускаемой продукции, особенностей технологических процессов и общей специфики производства в отраслевых и республиканских стандартах, технических условиях, методических указаниях, инструкциях и других рабочих документах ГСИ, входящих в систему нормативно-технической документации по метрологическому обеспечению единства измерений.

27

1.11. Структура и функции метрологической службы юридических лиц

Всоответствии с Законом РФ “Об обеспечении единства измерений” предприятия, организации и учреждения, являющиеся юридическими лицами, в необходимых случаях могут создавать в установленном порядке метрологические службы (МС) для выполнения работ по обеспечению единства и требуемой точности измерений, а также осуществления метрологического контроля и надзора.

Типовые структуры и функции метрологических служб определяются спецификой предприятий и характером решаемых задач.

Вобщем случае работу этой службы возглавляет главный метролог, который подчиняется главному инженеру предприятия.

Всостав МС входят бюро подготовки метрологического обеспечения, лаборатория данного обеспечения и лаборатории по видам измерений; последние находятся в подчинении заместителя главного метролога.

Права и обязанности работников метрологической службы определяются соответствующим положением, утвержденным руководителем юридического лица.

Метрологический контроль и надзор осуществляется МС юридических лиц по следующим направлениям.

1.Выполнение калибровки измерительных средств, т.е. совокупности операций, выполняемых с целью определения действительных метрологических характеристик и пригодности к применению СИ, не подлежащих Государственному контролю и надзору.

Результаты калибровки удостоверяются соответствующим клеймом, который наносится на средство измерения, или соответствующим сертификатом, а также записью в эксплуатационных документах.

Сертификат о калибровке – документ, подтверждающий факт

ирезультаты контроля СИ.

2.Осуществление надзора за состоянием и применением аттестованных средств измерений и соблюдением метрологических

28

нормативных документов и правил по обеспечению единства измерений.

3.Выдача обязательных предписаний, направленных на предотвращение, прекращение или устранение нарушений метрологических норм и правил.

4.Проверка своевременности представления средств измерений на поверку и калибровку.

Поверка средств измерения – это совокупность операций с целью определения и подтверждения соответствия СИ установленным техническим требованиям.

Средства измерений, подлежащие Государственному метроло-

гическому контролю и надзору подвергаются поверке органами Государственной метрологической службы при выпуске из производства или ремонта, эксплуатации и ввозе по импорту.

По решению Госстандарта России право поверки измерительных средств может быть предоставлено аккредитованным метрологическим службам юридических лиц.

Порядок аккредитации определяется Правительством РФ. При наличии лицензии, выдаваемой Госстандартом России,

юридические и физические лица могут также заниматься изготовлением, ремонтом, продажей и прокатом СИ.

Дополнительный материал по рассматриваемому вопросу со-

держится в [8, С.256…264].

2.ПРАВОВЫЕ АСПЕКТЫ СТАНДАРТИЗАЦИИ

2.1.Основные положения государственной системы стандартизации

Государственная система стандартизации (ГСС) представляет собой комплекс нормативных документов, устанавливающих основные правила и положения, регламентирующие организацию и порядок проведения всех работ по стандартизации в масштабах страны.

В соответствии с Законом РФ “О стандартизации” это плановая деятельность по установлению и применению обязательных правил, норм и требований, выполнение которых обеспечивает оптимальное качество продукции при соблюдении требований техники безопасности, защиты населения и окружающей среды.

29

Основными документами ГСС, определяющими техническую политику государства, являются ГОСТ 1.0-85 “ГСС. Основные положения”, ГОСТ 1.2-85 “ГСС. Порядок разработки стандартов”, ГОСТ 1.3-85 “ГСС. Порядок согласования, утверждения и государственной регистрации технических условий”, ГОСТ 1.4 –85 “ГСС. Порядок разработки и оформления стандартов предприятия”, ГОСТ 1.15-85 “ГСС. Порядок проверки, пересмотра, изменения и отмены стандартов”, ГОСТ 1.20-85 “ГСС. Порядок внедрения стандартов”, ГОСТ 1.25-76 “ГСС. Метрологическое обеспечение. Основные положения” и еще 6 аналогичных документов.

Стандарты – это нормативно-справочные документы, устанавливающие комплекс норм, правил и требований к изделиям и утвержденные соответствующими организациями.

Стандарты разрабатываются на материальные предметы (от сырья до готовой продукции), а также на нормы, правила и требования организационно-методического и технического характера к объектам.

С 1995 г. в РФ используются следующие категории и количество стандартов.

1. Государственные стандарты ГОСТы (21 тыс. штук) – обязательны для всех предприятий, организаций и учреждений страны (применяются с 1965 г., ранее – ОСТы).

Они обозначаются, например, следующим образом:

ГОСТ 8.417 – 81 *(**),

где 8.417 – порядковый номер стандарта; 81 – год утверждения или пересмотра; * - в стандарт внесены изменения; ** - внесены изменения и дополнения.

Номера и названия стандартов печатаются ежегодно в соответствующих справочниках, изменения и дополнения – ежемесячно в информационных указаниях стандартов (ИУСы).

Первый общесоюзный стандарт ОСТ 1 «Пшеница. Селекционные сорта зерна» был введен в 1925 г.

2.Отраслевые стандарты ОСТы используют все предприятия

иорганизации данной отрасли, а также потребители их продукции.

3.Республиканские стандарты РСТ (40 тыс. штук) – разрабатываются на продукцию предприятий государств СНГ.

4.Стандарты предприятий СТП (500 тыс. штук) действуют только на предприятии, утвердившем этот документ.

30