И. И. Серегина, Т. И. Шатилова, Г. А. Ступакова

Межлабораторные сличительные испытания на примере работы агрохимической службы

Учебное пособие

ebooks@prospekt.org

Информация о книге

УДК 631.8(075.8)

ББК 40.4я73

С32

Авторы:
Серегина И. И., доктор биологических наук, профессор кафедры агрономической, биологической химии и радиологии РГАУ – МСХА имени К. А. Тимирязева;
Шатилова Т. И., кандидат биологических наук, доцент кафедры агрономической, биологической химии и радиологии РГАУ – МСХА имени К. А. Тимирязева;
Ступакова Г. А., кандидат биологических наук, заведующая лабораторией метрологического обеспечения агроэкологического мониторинга ВНИИА имени Д. Н. Прянишникова.

Рецензенты:
Пуховский А. В., доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры общей и инженерной экологии РГАУ – МСХА имени К. А. Тимирязева;
Костылева О. Ф., кандидат биологических наук, доцент кафедры стандартизации Академии стандартизации, метрологии и сертификации.

В учебном пособии рассмотрены вопросы значения метрологического обеспечения аналитических исследований в работе агрохимической службы РФ. Большое внимание уделено проблемам теории измерений и концепции единства измерений. Приведены методы и средства измерений и их основные характеристики. Разобраны вопросы применения и разработки стандартных образцов, их метрологические характеристики и обеспечение СО лабораторий АПК РФ.

Пособие предназначено для студентов факультета почвоведения, агрохимии и экологии, обучающихся по направлению «Агрохимия и агропочвоведение», подготовки бакалавров по профилям «Питание растений и качество урожая», «Генетическая и агроэкологическая оценка земель», «Органическое сельское хозяйство», а также магистров по программам «Агрохимсервис и оценка качества сельскохозяйственной продукции», «Почвообразование и плодородие почв».

УДК 631.8(075.8)

ББК 40.4я73

© Серегина И. И., Шатилова Т. И., Ступакова Г. А., 2021

© ООО «Проспект», 2021

Измерить все, что поддается измерению,
а что не поддается — сделать измеряемым.
Галилео Галилей

ВВЕДЕНИЕ

С учетом международного опыта в настоящее время наиболее эффективной формой контроля и подтверждения аккредитованными испытательными лабораториями (ИЛ) качества своих результатов признано внедрение в практику деятельности ИЛ их участие в межлабораторных сравнительных испытаниях (МСИ). МСИ — это важнейший инструментарий обеспечения единства измерений, их повторяемости и воспроизводимости, является наиболее объективным и эффективным методом определения реального уровня работы лабораторий.

Заинтересованные аккредитованные ИЛ могут принимать участие в конкретных программах МСИ с учетом области своей аккредитации, что создает основу для выполнения положений одного из основополагающих национальных стандартов в области оценки соответствия ГОСТ Р ИСО/МЭК 17011, согласно которому «орган по аккредитации там, где это является доступным и применимым, должен обеспечить участие аккредитованных им лабораторий в программах проверки квалификации или других программах сравнений», и способствует выполнению требований к компетенции аккредитованных организаций и ИЛ, гармонизированных с межгосударственными.

Реализация комплексного подхода к планированию и проведению МСИ, выполнение работ по гармонизации нормативной базы в области МСИ с международными требованиями, нацеленность на применение в МСИ образцов для контроля (ОК) с декламируемой прослеживаемостью, использование информативности и многоплановости МСИ способствуют повышению статуса и роли аккредитованных аналитических лабораторий АПК в обеспечении достоверности измерительной информации и обоснованности принимаемых на ее основе решений в области оценки соответствия, учитывая многообразие объектов аналитического контроля.

В целом опыт регулярного проведения МCИ позволяет эффективно оценить достоверность результатов ИЛ и является реальным механизмом повышения качества результатов анализов, что позволяет обеспечить оптимальные условия проверки и корректировки системы обеспечения единства измерений в лабораториях АПК.

1. МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

1.1. Общие положения

Основные термины и определения в области метрологии устанавливаются Рекомендациями по межгосударственной стандартизации РМГ 29-2013 «Метрология. Основные понятия и определения».

Метрология — наука об измерениях физических величин, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. В переводе с греческого «метрология» означает учение о мерах. К разделам метрологии относят теоретическую, законодательную и практическую.

1. Теоретическая метрология. Раздел метрологии, предметом которого является разработка фундаментальных основ метрологии.

2. Законодательная метрология — устанавливаются обязательные технические и юридические требования по применению единиц физических величин, эталонов, методов и средств измерений, направленных на обеспечение единства и необходимой точности измерений в интересах общества.

3. Практическая (прикладная) метрология — предметом являются вопросы практического применения разработок теоретической метрологии и положений законодательной метрологии.

Метрологическое обеспечение измерений (МОИ) — установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерения [Вакорин, 2010].

Цели метрологического обеспечения измерений:

• повышение качества продукции, эффективности управления производством и уровня автоматизации производственных процессов;

• обеспечение достоверного учета и повышение эффективности использования материальных ценностей и энергетических ресурсов;

• повышение эффективности мероприятий по профилактике, диагностике и лечению болезней, нормированию и контролю условий труда и быта людей, охране окружающей среды, оценке и рациональному учету использования природных ресурсов;

• повышение эффективности международного научно-технического, экономического и культурного сотрудничества.

Одним из важнейших аспектов МОИ является обеспечение единства измерений [Сергеев А. Г., 2008; Пономарев С. В. с соавт., 2010; Аристов А. И. с соавт., 2013].

Единство измерений — Состояние измерений, характеризующееся тем, что их результаты выражаются в узаконенных единицах, размеры которых в установленных пределах равны размерам единиц, воспроизводимых первичными эталонами, а погрешности результатов измерений известны и с заданной вероятностью не выходят за установленные пределы.

Первым условием обеспечения единства измерений является представление результата измерений в узаконенных единицах измерения, которые были бы одинаковыми всюду, где проводят измерения и используют их результаты. В различных странах, где принята Международная система единиц SI, результаты измерения температуры среды выражают в кельвинах или градусах Цельсия, массы — в килограммах, длины — в метрах.

Важнейшей задачей метрологии является обеспечение единства измерений, которое необходимо для того, чтобы можно было сопоставить результаты измерений, выполненных в разных местах (странах), в разное время, с использованием разных методов и средств измерений. Единство измерений осуществляют путем передачи единиц величин от государственных эталонов (эталонов наивысшей точности) к рабочим средствам измерений.

Второе условие соблюдения единства измерения — необходимость выполнить их так, чтобы погрешности, неизбежно сопровождающие результат измерения, были бы известны и не превышали допускаемые пределы. Наиболее существенной в результате измерения является погрешность используемого средства измерения, которую указывают в прилагаемом к нему техническом описании (паспорте, технических условиях и др.). В некоторых случаях необходимо также учитывать погрешность метода измерения и другие составляющие общей (суммарной) погрешности измерения. Их заранее рассчитывают, многократно проводя измерения величины, и указывают в специальном документе — методике выполнения измерений.

Выделяют три главные функции измерений в народном хозяйстве [Сергеев А. Г., 2008; Лифиц И. М., 2018]:

1) учет продукции народного хозяйства, исчисляющейся по массе, длине, объему, расходу, мощности, энергии;

2) измерения, проводимые для контроля и регулирования технологических процессов (особенно в автоматизированных производствах) и для обеспечения нормального функционирования транспорта и связи;

3) измерения физических величин, технических параметров, состава и свойств веществ, проводимые при научных исследованиях, испытаниях и контроле продукции в различных отраслях народного хозяйства.

Эффективность выполнения указанных функций зависит от качества измерений, т. е. от достоверности информации о качестве и количестве товара [Лифиц И. М., 2018].Повышение точности измерений позволяет определить недостатки тех или иных технологических процессов и устранить эти недостатки, что в конечном счете приводит к повышению качества продукции, экономии энергетических и тепловых ресурсов, а также сырья и материалов. Например, известно, что урожайность сельскохозяйственных культур помимо почвенно-климатических условий в значительной степени зависит от оптимального и заранее установленного количества вносимых в почву удобрений и расхода воды при орошении, т. е. от точности измерений массы удобрений и расхода воды.

Таким образом, метрологическое обеспечение технического регулирования предупреждает действия, вводящие в заблуждение приобретателей. Поэтому в каждом техническом регламенте должны быть указаны минимально необходимые требования по обеспечению единства измерений [Лифиц И. М., 2018]. В связи с этим измерения являются важнейшим инструментом познания объектов и явлений окружающего мира и играют огромную роль в развитии народного хозяйства. Повышение качества измерений и успешное внедрение новых методов измерений зависят от уровня развития метрологии как науки [Лифиц И. М., 2018].

Главным нормативным документом по обеспечению единства измерений является Федеральный закон № 102 от 26 июня 2008 г. «Об обеспечении единства измерений». Целями этого закона являются:

1) установление правовых основ обеспечения единства измерений в Российской Федерации;

2) защита прав и законных интересов граждан, общества и государства от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений;

3) обеспечение потребности граждан, общества и государства в получении объективных, достоверных и сопоставимых результатов измерений, используемых в целях защиты жизни и здоровья граждан, охраны окружающей среды, животного и растительного мира, обеспечения обороны и безопасности государства, в том числе экономической безопасности;

4) содействие развитию экономики Российской Федерации и научно-техническому прогрессу.

Метрологическое обеспечение имеет четыре основы (рис. 1):

1. Научная основа метрологического обеспечения. Метрология — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

2. Организационной основой метрологического обеспечения является Государственная метрологическая служба (ГМС) Российской Федерации. Государственная метрологическая служба несет ответственность за метрологическое обеспечение измерений в стране на межотраслевом уровне и осуществляет государственный метрологический контроль и надзор. В состав ГМС входят государственные научные метрологические центры и научно-исследовательские институты, несущие в соответствии с законодательством ответственность за создание, хранение и применение государственных эталонов и разработку нормативных документов по обеспечению единства измерений в закрепленном виде изменений. Руководство ГМС осуществляет Росстандарт.

Руководство метрологическим обеспечением народного хозяйства страны осуществляет Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт).

Рис. 1. Основы метрологического обеспечения

3. Нормативную основу составляют правила и нормы метрологического обеспечения, установленные в стандартах Государственной системы обеспечения единства измерений (ГСИ).

4. Технические основы метрологии:

• система государственных эталонов единиц физических величин, обеспечивающая воспроизведение единиц с наивысшей точностью;

• система передачи размеров единиц физических величин от эталона всем средствам измерений с помощью образцовых средств измерений и других средств поверки;

• система разработки, постановки на производство и выпуска в обращение рабочих средств измерений, обеспечивающих определение с требуемой точностью характеристик продукции, технологических процессов и других объектов в сфере материального производства, при научных исследованиях и других видах деятельности;

• система обязательных государственных испытаний средств измерений, обеспечивающая единообразие средств измерений при разработке и выпуске в обращение;

• система государственной проверки и калибровки средств измерений;

• система стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов, обеспечивающая воспроизведение единиц величин, характеризующих состав и свойства веществ и материалов;

• система стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов.

Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ) [Сергеев А. Г., 2008; Пономарев С. В., с соавт., 2010; Аристов А. И. с соавт., 2013] — государственная система управления субъектами, нормами, средствами и видами деятельности по обеспечению заданного уровня единства измерений в стране. Деятельность по обеспечению единства измерений направлена на охрану законных интересов граждан и установлению правопорядка и экономики, а также на содействие экономическому и социальному развитию страны путем защиты от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений во всех сферах общества.

Основной целью Государственной системы обеспечения единства измерений (ГСИ) является создание общегосударственных правовых, нормативных, организационных, технических и экономических условий для решения задач по обеспечению единства измерений.

Основными задачами ГСИ являются:

1) разработка оптимальных принципов управления деятельностью по обеспечению единства измерений;

2) организация и проведение фундаментальных научных исследований с целью создания более совершенных и точных методов и средств воспроизведения единиц и передачи их размеров;

3) установление системы единиц величин и шкал измерений, допускаемых к применению;

4) установление основных понятий в метрологии, унификация их терминов и определений;

5) установление экономически рациональной системы государственных эталонов, их создание, утверждение, применение и совершенствование;

6) установление систем передачи размеров единиц величин от государственных эталонов средствам измерений, применяемым в стране;

7) создание и совершенствование вторичных и рабочих эталонов, комплектных поверочных установок и лабораторий;

8) установление общих метрологических требований к эталонам, средствам измерений, методикам выполнения измерений, методикам поверки (калибровки) средств измерений и всех других требований, соблюдение которых является необходимым условием обеспечения единства измерений;

9) разработка и экспертиза разделов метрологического обеспечения федеральных и иных государственных программ, в том числе программ создания и развития производства оборонной техники; осуществление государственного метрологического контроля: поверка средств измерений;

10) испытания с целью утверждения типа средств измерений, лицензирование деятельности юридических и физических лиц по изготовлению, ремонту, продаже и прокату средств измерений;

11) осуществление государственного метрологического надзора за выпуском, состоянием и применением средств измерений, аттестованными методиками выполнения измерений, эталонами единиц физических величин, соблюдением метрологических норм и правил; разработка принципов оптимизации материально-технической и кадровой базы органов государственной метрологической службы;

12) аттестация методик выполнения измерений;

13) калибровка и сертификация средств измерений, не входящих в сферы государственного метрологического контроля и надзора;

14) аккредитация метрологических служб и иных юридических и физических лиц по различным видам метрологической деятельности;

15) аккредитация поверочных, калибровочных, измерительных, испытательных и аналитических лабораторий, лабораторий неразрушающего и радиационного контроля в составе действующих в Российской Федерации систем аккредитации;

16) участие в работе международных организаций, деятельность которых связана с обеспечением единства измерений;

17) разработка совместно с уполномоченными федеральными органами исполнительной власти порядка определения стоимости метрологических работ и регулирование тарифов на эти работы;

18) организация подготовки и переподготовка кадров метрологов;

19) информационное обеспечение по вопросам обеспечения единства измерений;

20) совершенствование и развитие ГСИ.

Государственная система обеспечения единства измерений состоит из следующих подсистем [Сергеев А. Г., 2008; Пономарев С. В. с соавт., 2010; Аристов А. И. с соавт., 2013]:

— правовой;

— организационной;

— технической.

Правовая подсистема — комплекс взаимосвязанных законодательных и подзаконных актов, объединенных общей целевой направленностью и устанавливающих согласованные требования к следующим взаимосвязанным объектам деятельности по обеспечению единства измерений:

• совокупности узаконенных единиц величин и шкал измерений;

• терминологии в области метрологии;

• воспроизведению и передаче размеров единиц величин и шкал измерений;

• способам и формам представления результатов измерений и характеристик их погрешности;

• методам оценивания погрешности и неопределенности измерений;

• порядку разработки и аттестации методик выполнения измерений;

• комплексам нормируемых метрологических характеристик СИ;

• методам установления и корректировки межповерочных (рекомендуемых межкалибровочных) интервалов;

• порядку проведения испытаний в целях утверждения типа СИ и сертификации СИ;

• порядку проведения поверки и калибровки СИ;

• порядку осуществления метрологического контроля и надзора;

• порядку лицензирования деятельности юридических и физических лиц по изготовлению и ремонту СИ;

• порядку аккредитации метрологических служб по различным направлениям метрологической деятельности;

• порядку аккредитации поверочных, калибровочных, измерительных, испытательных и аналитических лабораторий, лабораторий неразрушающего и радиационного контроля;

• терминам и определениям по видам измерений;

• государственным поверочным схемам;

• методикам поверки (калибровки) СИ;

• методикам выполнения измерений.

Техническая подсистема представлена совокупностью:

• межгосударственных, государственных эталонов, эталонов единиц величин и шкал измерений;

• стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов;

• стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов;

• средств измерений и испытательного оборудования, необходимых для осуществления метрологического контроля и надзора;

• специальных зданий и сооружений для проведения высокоточных измерений в метрологических целях;

• научно-исследовательских, эталонных, испытательных, калибровочных и измерительных лабораторий.

Организационная подсистема ГСИ — совокупность подразделений Росстандарта, осуществляющих функции по обеспечению единства измерений. Организационную подсистему ГСИ составляют следующие метрологические службы обеспечения единства измерений:

• Государственная метрологическая служба;

• иные государственные метрологические службы;

• метрологические службы федеральных органов исполнительной власти и юридических лиц.

В Государственную метрологическую службу входят:

— подразделения центрального аппарата Росстандарта, осуществляющие функции планирования, управления, контроля деятельностью по обеспечению единства измерений на межотраслевом уровне;

— государственные научно-метрологические центры;

— органы Государственной метрологической службы на территории республик в составе Российской Федерации, автономной области, автономных округов, краев, областей, округов и городов.

К иным государственным службам обеспечения единства измерений относятся:

— Государственная служба времени и частоты и определения параметров вращения Земли;

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

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

Организационную, научную и практическую деятельность по обеспечению единства измерений осуществляют 11 научно-исследовательских метрологических институтов и центров, около 100 Государственных региональных центров стандартизации, метрологии и испытаний (ФБУ ЦСМ), более 30 тыс. метрологических служб организаций и предприятий.

1.2. Метрологические службы и организации

Разработка и проведение мероприятий по метрологическому обеспечению возложены на метрологические службы.

Метрологическая служба — это совокупность субъектов деятельности и видов работ, направленных на обеспечение единства измерений.

В настоящее время метрологическая служба России состоит из:

1) Государственной метрологической службы, руководство которой осуществляется Ростехрегулированием;

2) метрологических служб органов государственного управления;

3) юридических лиц.

Государственная метрологическая служба включает государственные научные метрологические центры (ГНМЦ) и территориальные органы, расположенные в субъектах Российской Федерации (республиках, автономных областях, автономных округах, областях, городах Москве и Санкт-Петербурге).

Для целей обеспечения единства измерений созданы и другие государственные службы:

Государственная служба времени и частоты и определения параметров вращения Земли (ГСВЧ) — сеть организаций, несущих ответственность за воспроизведение и хранение единиц времени и частоты и передачу их размеров, а также за обеспечение потребителей в народном хозяйстве информацией о точном времени, за выполнение измерений времени и частоты в установленных единицах и шкалах;

Государственная служба стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов (ГССО) — сеть организаций, несущих ответственность за создание и внедрение стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов с целью обеспечения единства измерений;

Государственная служба стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов (ГСССД) — сеть организаций, несущих ответственность за получение и информационное обеспечение заинтересованных лиц данными о физических константах и свойствах веществ и материалов, основанных на исследованиях и высокочастотных измерениях.

Руководство этими Службами и координацию их деятельности осуществляет Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии.

Метрологическая служба органа государственного управления представляет собой систему, образуемую приказом его руководителя, и может включать подразделение (службу) главного метролога в центральном аппарате; головные и базовые организации метрологической службы в отраслях; метрологические службы предприятий.

К основным задачам метрологических служб относятся:

• калибровка средств измерения;

• надзор за состоянием и применением средств измерения, за аттестованными методиками выполнения измерений и эталонами единиц величин, применяемыми для калибровки средств измерения, за соблюдением метрологических правил и норм и нормативных документов по обеспечению единства измерений;

• выдача обязательных предписаний, направленных на предотвращение, прекращение или устранение нарушений метрологических правил и норм;

• проверка своевременности представления средств измерения на испытания для утверждения типа, а также на поверку и калибровку;

• анализ состояния измерений, испытаний и контроля на предприятии.

Международное сотрудничество Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии осуществляется в рамках:

• Международной организации законодательной метрологии (МОЗМ) (http://www.oiml.org/);

• Международного бюро мер и весов (МБМВ) (http://www.bipm.fr/);

• Евро-Азиатское сотрудничество государственных метрологических учреждений (КООМЕТ) (http://www.coomet.org/);

• Азиатско-Тихоокеанского форума по законодательной метрологии (АТФЗМ) (http://www.aplmf.org/);

• Межгосударственного совета СНГ по стандартизации, метрологии и сертификации (http://www.easc.org.by/);

• Международной организации по стандартизации (ИСО) (http://www.iso.org/);

• Международной электротехнической комиссии (МЭК) (http://www.iec.org/);

• Европейской экономической комиссии ООН (ЕЭК ООН) (http://www.unece.org/Welcome.html);

• Европейского сотрудничества по эталонам (Евромет) (http://www.euromet.org/).

1.3. Международные и региональные организации по метрологии

1.3.1. Международные организации

Международные метрологические организации, созданные на основе международных соглашений, призваны разрабатывать, хранить основные единицы физических величин и способствовать обеспечению международного единства мер. Благодаря их усилиям в большинстве стран мира принята Международная система единиц физических величин (SI), действует сопоставимая терминология, приняты рекомендации по способам нормирования метрологических характеристик средств измерений, по сертификации средств измерений, по испытаниям средств измерений перед выпуском серийной продукции.

Крупнейшие международные метрологические организации работают в области теоретической и законодательной метрологии, а также занимаются разработкой нормативов измерительной техники и приборостроения, т. е. прикладной метрологией [Ломина, 2008] (рис. 2).

Рис. 2. Основные международные метрологические организации

Метрическая конвенция (Convention du Mètre)

В 1875 г. 17 странами (в том числе и Россией) была подписана Метрическая конвенция, цель которой — унификация национальных систем единиц измерений и установление единых фактических эталонов длины и массы (метра и килограмма). Вот уже более 125 лет страны — члены Метрической конвенции (сегодня их около 50) работают над унификацией национальных систем единиц измерений и установлением единых фактических эталонов длины и массы (метра и килограмма).

В соответствии с Метрической конвенцией каждые четыре года организовываются Генеральные конференции по мерам и весам, принимающие решения по совершенствованию метрической системы мер. Эти решения подготавливает Международное бюро мер и весов, состоящее из представителей 18 стран. Международное бюро, находящееся в Севре (близ Парижа), является научным учреждением, в котором хранятся международные эталоны основных единиц и выполняются международные метрологические работы, связанные с разработкой и хранением международных эталонов и сличением национальных эталонов с международными и между собой. Государства — члены Международного бюро мер и весов представлены своими крупнейшими научными институтами. Россию представляет Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии и Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений.

Международная организация мер и весов

На основе Метрической конвенции была создана межправительственная Международная организация мер и весов, МОМВ (International des Poids et Mesures, BIPM). Среди инициаторов создания организации была Петербургская Академия наук. Метрическая конвенция действует по сей день (с дополнениями от 1921 г.). Членами ее состоят около 50 государств мира. В соответствии с Конвенцией было создано Международное бюро мер и весов (МБМВ) — первая международная научно-исследовательская лаборатория, которая хранит и поддерживает международные эталоны: прототипы метра и килограмма, единицы ионизирующих изучений, электрического сопротивления и др. МБМВ расположено во Франции (г. Севр), его деятельностью руководит Международный комитет мер и весов (МКМВ). Главная практическая задача МБМВ — сличение национальных эталонов с международными эталонами различных единиц измерений. Фактически МБМВ координирует деятельность метрологических организаций более 100 государств.

В соответствии с общей целью Метрической конвенции Международное бюро мер и весов в настоящее время выполняет следующие функции:

— хранение международного прототипа килограмма, имеющего статус международного эталона, и периодические сличения с ним национальных прототипов килограмма;

— проведение метрологических исследований по повышению точности воспроизведения величин Международной системы единиц при помощи эталонов;

— создание необходимых эталонов и проведение сличений этих эталонов с национальными эталонами.

Научное направление работы этой организации — совершенствование метрической системы измерений. МБМВ постоянно совершенствует международные эталоны, разрабатывает и применяет новые и новейшие методы и средства точных измерений, создает новые и заменяет устаревшие концепции основных единиц измерений, координирует метрологические исследования в странах-членах.

Международная организация законодательной метрологии

Международная организация законодательной метрологии, МОЗМ (фр. Organisation Internationalede Métrologie Légale, OIML, англ. International Organization of Legal Metrology, IOLM) учреждена на основе межправительственной Конвенции, подписанной в 1956 г. Россия участвует в МОЗМ как правопреемница Советского Союза. Организация объединяет более 80 государств.

Цель МОЗМ — разработка общих вопросов законодательной метрологии, в том числе установление классов точности средств измерений; обеспечение единообразия определения типов, образцов и систем измерительных приборов; рекомендации по их испытаниям для унификации метрологических характеристик; порядок поверки и калибровки средств измерений; гармонизация поверочной аппаратуры, методов сличения, поверок и аттестации эталонных, образцовых и рабочих измерительных приборов; выработка оптимальных форм организации метрологических служб и обеспечение единства государственных предписаний по их ведению; оказание научно-технического содействия развивающимся странам в создании и организации работ метрологических служб и их оснащение надлежащим оборудованием; установление единых принципов подготовки кадров в области метрологии с учетом различных уровней квалификации.

Высший руководящий орган МОЗМ — Международная конференция законодательной метрологии, которая созывается с интервалом в четыре года. В работе конференции обычно участвуют не только страны-члены, но и те, которые не планируют стать членами, а также различные международные союзы, чья деятельность связана с метрологией. Решения, принятые МОЗМ, носят рекомендательный характер и лишь морально обязуют страны — члены организации внедрить их по возможности. Дальнейшее зависит от многих факторов.

Исполнительный орган МОЗМ — Международный комитет законодательной метрологии, состоящий из представителей от каждой страны — члена МОЗМ. Представители не наделены правом брать на себя обязательства от имени правительства своего государства. При Комитете действует консультативный орган — Совет президента (Международного комитета законодательной метрологии). В состав его входят два вице-президента, директор Международного бюро законодательной метрологии и пять наиболее активных членов Международного комитета законодательной метрологии.

CEN, CENELEC, ISO, IEC

Международные и региональные организации стандартов, цель которых — способствовать развитию процесса стандартизации в Европе и других крупных регионах, сотрудничеству с другими международными организациями стандартизации, проведению технической политики в международной стандартизации с учетом европейских интересов, обеспечению нормативной базы для создания и эффективного функционирования общеевропейского рынка.

CEN (European Committee for Standardization) — Стандарты EN — Европейский комитет по стандартизации (Евронормы / Еврокоды).

CENELEC (European Committee for Electrotechnical Standardization) — Европейский комитет по стандартизации в электротехнике.

ISO (International Organization for Standardization) — ИСО (Международная организация по стандартизации). ИСО — неправительственная организация, которая является крупнейшей международной организацией по стандартизации. Стандартизацией в области метрологии занимаются в технических комитетах, как ИСО/ТК 12 «Величины, единицы, обозначения, переводные коэффициенты и таблицы», ИСО/ТК 57 «Метрология и свойства поверхности», ИСО/ТК 113 «Измерения расхода жидкости в открытых каналах», ИСО/ТК 158 «Анализ газа» и т. д.

Структура ИСО состоит из руководящих и рабочих органов. К руководящим органам относится Генеральная ассамблея и Техническое руководящее бюро. Генеральная ассамблея состоит из должностных лиц, а также делегатов, которые назначаются комитетами. Совет организует работу между сессиями Генеральной ассамблеи. Он может направлять вопросы в комитеты и поручать им решать их. Решения принимаются большинством голосов из всех присутствующих лиц. В подчинении руководящего органа находятся семь комитетов.

Рабочими органами ИСО являются технические комитеты, подкомитеты, технические консультативные группы.

К техническим комитетам относятся:

— ПЛАКО — это техническое бюро, которое готовит предложения по планированию работы ИСО;

— СТАКО изучает научные принципы стандартизации и помогает информационно Совету, разрабатывая требования международных стандартов;

— КАСКО оценивает соответствие продукции и услуг, изучает практику по этому вопросу и анализирует ее;

— ДЕВКО оказывает помощь развивающимся странам, разрабатывая рекомендации по стандартизации;

— КОПОЛКО — комитет по защите потребителей, изучает возможность содействия им, посредством введения института стандартизации;

— РЕМКО, являясь комитетом по стандартным образцам, оказывает организации методическую помощь.

ISO 9000 — серия международных стандартов, содержащих термины и определения, основные принципы менеджмента качества, требования к системе менеджмента качества организаций и предприятий, а также руководство по достижению устойчивого результата.

Технические комитеты ИСО разрабатывают стандарты. Серия стандартов ISO 9000 разработана Техническим комитетом 176 (ТК 176) Международной организации по стандартизации. Стандарты серии ISO 9000 являются семейством стандартов по менеджменту качества, в основе которого лежат идеи и положения теории всеобщего менеджмента качества (TQM).

ISO 14000 — международный стандарт, содержащий требования к системе экологического управления (environmental management system), по которым проходит сертификация.

ISO 14000 имеет сходство с ISO 9000, поскольку оба стандарта относятся к процессу производства продукта, а не к самому продукту. Как с ISO 9000, сертификация осуществляется сторонними организациями, а не ISO напрямую. Требования ISO 14000 являются незаменимой частью Схемы экологического менеджмента и аудита Европейского союза (EMAS) (англ.). Однако требования EMAS являются более жесткими в вопросах повышения экологической эффективности деятельности организации, соблюдения экологического законодательства, отчетности и вовлечения сотрудников.

Считают, что при разработке первой версии стандартов ISO 9000 Технический комитет 176 руководствовался британским стандартом BS5750, разработанным Британским институтом стандартов (BSI). В свою очередь, считается, что британский стандарт базировался на отраслевых стандартах ВПК.

IEC (International Electrotechnical Commission) — МЭК (Международная электротехническая комиссия). МЭК занимается стандартизацией в области электротехники и электроники на международном уровне. Международная электротехническая комиссия создана в 1906 г., также позволяет совершенствовать работы по обеспечению единства измерений в области электротехники и электроники. На сегодняшний день в нее входят 157 членов, являющихся представителями разных стран. Россия вошла в Совет (структурное подразделение, осуществляющее управление) организации в 2007 году.

EA (European Cooperation for Accreditation) — ЕА (Европейская организация по аккредитации).

International Laboratory Accreditation Cooperation (ILAC)

Создание Международной организации по сотрудничеству в области аккредитации лабораторий (ILAC) — это результат международного сотрудничества в целях гармонизации процедур по аккредитации лабораторий. Аккредитация устанавливает компетентность лабораторий по проведению специфических типов испытаний, измерений и калибровки. Она дает официальное подтверждение того, что лаборатория обладает полномочиями для проведения калибровки и испытаний, тем самым способствуя доступу потребителей к надежным услугам. Товары, прошедшие испытания в одной стране лабораторией, аккредитованной в рамках Соглашения, подписанного сторонами (которых сейчас всего 38), должны быть приняты любой другой подписавшейся стороной.

На уровне каждой отдельной страны научные и методические проблемы, связанные с единством измерений, рассматриваются как государственная задача, и их решение — предмет деятельности государственных метрологических институтов и лабораторий. В России этим занимается Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы (ВНИИМС), в Германии — Федеральный физико-технический институт (Physikalisch-Technische Bundesanstalt, PTB), в Австрии — Федеральное ведомство эталонов и измерений (Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen, BEV), в Швейцарии — Федеральное ведомство по метрологии (Bundesamt für Metrologie, METAS).

Международные метрологические организации

1.3.2. Региональные организации

Метрологические организации стран Западной Европы

Европейская метрологическая организация (ЕВРОМЕТ) – European Association of National Metrology Institutes (EURAMET), созданная в 1987 г., объединяет страны — члены ЕС. Ее цель — развитие более тесного сотрудничества между странами по совершенствованию эталонов в рамках децентрализованных метрологических структур; оптимизация использования национальных ресурсов и служб для ускорения внедрения разработок по метрологии; улучшение качества измерительных служб и др.

Основные направления практической деятельности: координация проектов по созданию эталонов; координация реализации финансовых средств, отведенных для нужд метрологии; проведение экспертизы первичных и национальных эталонов; создание условий для сотрудничества стран-членов по отдельным проектам; информационное обеспечение стран-членов. ЕВРОМЕТ ведет исследовательскую работу в области фундаментальных констант, методов измерений самых высоких уровней точности, создания эталонов; издает справочник «Метрология в Европе». Особенностью организации является отсутствие постоянного места нахождения и своего собственного бюджета. Финансирование конкретных разработок берут на себя члены организации.

Западно-Европейское объединение по законодательной метрологии, ВЕЛМЕТ (European Cooperation in Legal Metrology, WELMEC) основано в 1989 г. с целью координации деятельности национальных служб законодательной метрологии стран ЕС для устранения препятствий в торговле в рамках Европейского союза. Организация считает реальным способом достижения этих целей обеспечение взаимного признания сертификатов испытаний и поверки средств измерений.

ВЕЛМЕТ не имеет собственного финансирования, каждый член Объединения свою деятельность финансирует самостоятельно.

Западно-Европейское объединение по калибровке (EAL) создано в 1989 г. странами-членами ЕС с целью содействия взаимному признанию национальных сертификатов о калибровке средств измерений, не подлежащих государственному метрологическому контролю и надзору. Как известно, эти средства измерения не подлежат обязательной поверке и не попадают в сферу деятельности законодательной метрологии. Членами Объединения являются калибровочные национальные службы. Цели и задачи организации изложены в Меморандуме о взаимопонимании, который подписали представители 15 стран [Ломина, 2008].

1.3.3. Сотрудничество по метрологии в СНГ

Между государствами — членами СНГ подписано Межправительственное соглашение о проведении в пределах СНГ взаимосогласованной политики в области стандартизации, метрологии, сертификации. По этому документу сохраняется единство измерений на основе использования имеющихся эталонов единиц физических величин, стандартных справочных данных, стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов. Большинство эталонов находится в России.

Соглашение содержит положение о взаимном признании результатов испытаний средств измерений, их поверки и калибровки.

В развитие указанного выше Соглашения приняты и другие документы:

— Соглашение о взаимном признании результатов государственных испытаний и утверждения типа, метрологической аттестации, поверки и калибровки средств измерений, а также результатов аккредитации лабораторий, осуществляющих испытания, поверку или калибровку средств измерений;

— Соглашение о сотрудничестве по созданию и использованию данных о физических константах и свойствах веществ и материалов;

— Соглашение о сотрудничестве по созданию и применению стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов.

Для координации работ учреждена Научно-техническая комиссия по метрологии Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (МГС).

Основные функции комиссии:

• координация деятельности национальных органов по реализации межправительственных соглашений и решений МГС, относящихся к вопросам обеспечения единства измерений в государствах-участниках Соглашения;

• организация разработки проектов межгосударственных нормативных документов в области обеспечения единства измерений и выработка рекомендаций по их принятию МГС;

• формирование предложений по разработке программ создания и использования межгосударственных эталонов и образцовых средств измерений, межгосударственных стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов, стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов;

• организация разработки межгосударственных программ проведения сличений национальных исходных эталонов и поверки средств измерений;

• взаимодействие с другими научно-техническими комиссиями МГС, отраслевыми рабочими комиссиями межгосударственных советов СНГ.

Среди стран Центральной и Восточной Европы есть такие, где метрология имеет вековые традиции развития — Германия, Россия, бывшие страны СЭВ (Польша, Чехия, Венгрия, Болгария, Румыния, Словакия). Сотрудничество этих стран положительно сказалось на становлении метрологии, но в то же время в некоторых странах метрология находится в зачаточном состоянии (Албания, Словения, Эстония, Латвия). Для них, особенно актуальны, кадровый вопрос и развитие научного потенциала.

В большинстве стран создана правовая база метрологии и законодательная метрология служит инструментом государственного управления, объект которого — обеспечение единства измерений и защита прав потребителей. Законодательные акты, принятые парламентами этих стран, гармонизованы с методическими документами Международной организации законодательной метрологии (МД МОЗМ) и метрологическим законодательством промышленно развитых стран.

Наряду с этими общими чертами в состоянии метрологии данного региона очевидно, что соотношение между государственной и рыночной составляющими деятельности в этой области зависит от степени реформированности экономики. В целях сокращения государственных расходов на управление государство передает некоторые функции метрологии предприятиям различных форм собственности. В то же время достигнуто понимание того, что гармонизация требований и правил в метрологии — важный фактор, содействующий устранению технических барьеров в международной торговле и интеграционным процессам в Европе.

1.3.4. Метрологическая организация стран Центральной и Восточной Европы (КООМЕТ)

Национальные организации по метрологии стран, входивших ранее в Совет экономической взаимопомощи (СЭВ), в 1991 г. подписали Меморандум о сотрудничестве в области метрологии на уровне национальных метрологических служб. Тогда и была учреждена Метрологическая организация стран Центральной и Восточной Европы, КООМЕТ (Euro-Asian Cooperation of National Metrological Institutions, COOMET) со штаб-квартирой в Братиславе. Цель сотрудничества — содействие ускорению и упрощению товарообмена, экономии энергоресурсов, улучшению охраны труда и экономической ситуации в странах. Основные направления сотрудничества разрабатываются в соответствии с задачами национальных метрологических организаций при обязательном учете рекомендаций и руководств международных организаций, что должно исключить дублирование в работе.

Основные положения Меморандума касаются территориальной принадлежности, членства в организации, областей сотрудничества, структуры организации и ее международных связей. КООМЕТ открыта для сотрудничества со странами других регионов. Членство в организации не препятствует участию в других международных организациях и соглашениях. Областями сотрудничества признаны метрология эталонов физических величин, законодательная метрология, калибровочная деятельность.

В структуре КООМЕТ постоянные представители государственных метрологических учреждений стран-участниц во главе с председателем, избираемым на определенный период. Заседания организации проводятся один раз в год. Для разработки конкретных проблем по инициативе членов организации создаются рабочие группы, причем каждая рабочая группа назначает своего координатора. КООМЕТ сотрудничает с ИСО, МЭК, ЕВРОМЕТ (региональная организация западноевропейских стран), западноевропейскими объединениями по законодательной метрологии и по калибровке. Организация не имеет бюджета. Ее решения носят рекомендательный характер.

Членами КООМЕТ состоят: Белоруссия, Болгария, Германия, Польша, Россия, Румыния, Словакия, Украина, Куба. Заинтересованность в сотрудничестве выразили Армения, Грузия, Литва. Члены КООМЕТ рассматривают участие в этой организации как одну из возможных форм общения с международными и региональными организациями по метрологии. В частности, установлены контакты с EAL и ЕВРОМЕТ, которые дают право присутствия специалистам стран — участниц КООМЕТ на заседаниях руководящих органов и совещаниях специалистов этих западноевропейских организаций. Кроме того, происходит обмен информационными материалами, копиями протоколов и др.

1.4. Метрологическая служба в РФ

Государственная метрологическая служба России (ГМС) представляет собой совокупность государственных метрологических органов и создается для управления деятельностью по обеспечению единства измерений [Крылова, 2012].

Общее руководство ГМС осуществляет Росстандарт, на который Законом «Об обеспечении единства измерений» возложены следующие функции:

• межрегиональная и межотраслевая координация деятельности по обеспечению единства измерений;

• представление Правительству РФ предложений по единицам величин, допускаемым к применению;

• установление правил создания, утверждения, хранения и применения эталонов единиц величин;

• определение общих метрологических требований к средствам, методам и результатам измерений;

• государственный метрологический контроль и надзор;

• контроль за соблюдением условий международных договоров РФ о признании результатов испытаний и поверки средств измерений;

• руководство деятельностью Государственной метрологической службы и иных государственных служб обеспечения единства измерений;

• участие в деятельности международных организаций по вопросам обеспечения единства измерений;

• утверждение нормативных документов по обеспечению единства измерений;

• утверждение государственных эталонов;

• установление межповерочных интервалов средств измерений;

• отнесение технических устройств к средствам измерений;

• установление порядка разработки и аттестации методик выполнения измерений;

• ведение и координация деятельности Государственных научных метрологических центров (ГНМЦ), Государственной метрологической службы, Государственной службы времени и частоты (ГСВЧ), Государственной службы стандартных образцов (ГССО), Государственной службы стандартных справочных данных (ГСССД);

• утверждение типа средств измерения;

• ведение Государственного реестра средств измерений;

• утверждение перечней средств измерений, подлежащих поверке;

• установление порядка лицензирования деятельности юридических и физических лиц по изготовлению, ремонту, продаже и прокату средств измерений;

• организация и координация деятельности государственных инспекторов по обеспечению единства измерений;

• планирование и организация выполнения метрологических работ.

В состав ГМС входят семь государственных научных метрологических центров, Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы (ВНИИМС) и около 100 центров стандартизации, метрологии и испытаний (ФБУ ЦСМ). Наиболее крупные среди научных центров — НПО «ВНИИ метрологии имени Д. И. Менделеева» (ВНИИМ, Санкт-Петербург), НПО «ВНИИ физико-технических и радиотехнических измерений» (ВНИИФТРИ, Московская область), Сибирский государственный научно-исследовательский институт метрологии (СНИИМ, Новосибирск), Уральский научно-исследовательский институт метрологии (УНИИМ филиал ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева», Екатеринбург). Научные центры являются держателями государственных эталонов, а также проводят исследования по теории измерений, принципам и методам высокоточных измерений, разработке научно-методических основ совершенствования российской системы измерений.

В состав ГМС входят центры государственных эталонов, которые специализируются на различных единицах физических величин. Среди них как выше названные метрологические институты, так и специализированные организации. В частности, УНИИМ руководит исследованиями по стандартным образцам состава и свойств веществ и материалов.

Чтобы обеспечить единообразие средств измерений в стране, необходима отлаженная служба передачи размеров единиц величин от государственных эталонов к соподчиненным эталонам. Для этого следует поддерживать метрологические характеристики эталонов на уровне лучших мировых образцов, а главное — их погрешности. Этим занимаются государственные научные метрологические центры, которые хранят и совершенствуют около 120 государственных эталонов различных величин, включая НПО «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» и НПО «ВНИИФТРИ».

Метрологические службы государственных органов управления и юридических лиц организуют свою деятельность на основе положений Законов «Об обеспечении единства измерений», «О техническом регулировании», «Об аккредитации в национальной системе аккредитации», а также постановлений Правительства РФ, административных актов субъектов федерации, областей и городов, нормативных документов Государственной системы обеспечения единства измерений и постановлений Росстандарта.

В соответствии с действующим законодательством к основным задачам метрологических служб относятся обеспечение единства и требуемой точности измерений, повышение уровня метрологического обеспечения производства, осуществление метрологического контроля и надзора путем:

• калибровки средств измерений;

• надзора за состоянием и применением средств измерений, аттестованными методиками выполнения измерений, эталонами единиц величин, применяемыми для калибровки средств измерений, соблюдением метрологических правил и норм;

• выдачи обязательных предписаний, направленных на предотвращение, прекращение или устранение нарушений метрологических правил и норм;

• проверки своевременности представления средств измерений на испытания в целях утверждения типа средств измерений, а также на поверку и калибровку.

В России принято Типовое положение о метрологических службах. Этим Положением определено, что метрологическая служба государственного органа управления представляет собой систему, образуемую приказом руководителя государственного органа управления, которая может включать:

• структурные подразделения (службу) главного метролога в центральном аппарате государственного органа управления;

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

• метрологические службы предприятий, объединений, организаций и учреждений.

В составе концернов, акционерных обществ, ассоциаций, межотраслевых объединений по решению их руководящих органов создается и функционирует аналогичная структура метрологической службы. В состав метрологических служб предприятий и организаций могут входить самостоятельные калибровочные лаборатории, а также структурные подразделения по ремонту средств измерений. Допускается возложение отдельных функций метрологической службы на иные структурные подразделения юридических лиц.

Права и обязанности структурных подразделений метрологической службы в центральном аппарате, в головных и базовых организациях метрологической службы, а также на предприятиях и в организациях определяются Положением о метрологической службе государственного органа управления или юридического лица (концерна, ассоциации и т. д.), утверждаемым их руководителем.

Деятельность метрологических служб поддерживается законодательными и нормативными документами, регламентирующими различные направления, в том числе по метрологическому обеспечению производства и сертификации систем качества; эталонами и средствами измерений, контроля и испытаний; специалистами, имеющими специальную профессиональную подготовку, квалификацию и опыт в выполнении метрологических работ и услуг.

Финансирование работ по выполнению задач головной организации осуществляется из централизованных фондов соответствующего государственного органа управления, а базовой организации — из специально создаваемых внебюджетных фондов, в том числе за счет средств объединений и предприятий, прикрепленных к базовой организации. Целесообразно также долевое финансирование отдельными группами предприятий метрологических работ, направленных на решение проблем удовлетворения требований потребителя в отношении функциональных характеристик продукции, выпускаемой предприятиями, условий ее эксплуатации и сервисного обслуживания.

Метрологические службы предприятий особое внимание должны уделять: состоянию измерений; соблюдению метрологических правил и норм при испытаниях и контроле качества выпускаемой продукции; в целях определения соответствия обязательным требованиям государственных стандартов Российской Федерации; при выполнении предприятием работ по обязательной сертификации продукции и услуг; в производстве продукции, поставляемой предприятием по контрактам для государственных нужд в соответствии с законодательством РФ.

Специалисты метрологических служб предприятия должны принимать активное участие в аккредитации испытательных подразделений, в подготовке и аттестации производств к сертификации систем качества в соответствии с соответствующими требованиями. Головные и базовые организации метрологической службы подлежат аккредитации, которую проводит Федеральная служба по аккредитации (Росаккредитация).

Контрольные вопросы

1. Назовите условия обеспечения единства измерений.

2. Назовите НД и цели по обеспечению единства измерений.

3. Назовите цели задачи и подсистемы ГСИ.

4. Каковы цели метрологического обеспечения РФ?

5. Перечислите и охарактеризуйте основы метрологического обеспечения.

6. Перечислите основные организации, входящие в состав метрологической службы.

7. Перечислите и охарактеризуйте государственные службы обеспечения единства измерения.

8. Каковы задачи метрологических служб?

9. Каковы цели международных метрологических организаций?

10. Перечислите основные международные метрологические организации.

11. Значение и структура ИСО.

12. Значение стандартов ISO 9000 и ISO 14000.

13. Значение и структура МЭК.

14. Перечислите региональные метрологические организации.

15. Каковы функции Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (МГС)?

16. Основные цели создания КООМЕТ. Структура КООМЕТ.

17. Перечислите функции ГМС РФ.

2. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ИЗМЕРЕНИЙ И ПОГРЕШНОСТЕЙ

2.1. Измерения

В соответствии со статьей 2 Федерального закона «Об обеспечении единства измерений» (№ 102-ФЗ) под измерением понимается «совокупность операций, выполняемых для определения количественного значения величины».

В процессе планирования и обработки результатов измерений выполняются следующие задачи:

— выбор цели измерений;

— выбор исходных данных;

— выбор оборудования;

— проведение измерений;

— обработка результатов;

— анализ результатов.

Можно выделить следующие основные элементы измерений (рис. 3). На первое место необходимо поставить объект измерений. В соответствии с РМГ 29-2013 под ним понимается «тело (физическая система, процесс, явление и т. д.), которое характеризуется одной или несколькими измеряемыми физическими величинами». Таким образом, у объекта измерений можно измерить несколько физических величин (ФВ). Необходимо решить какую ФВ подлежит измерить. Но провести измерения можно лишь в том случае, если существует единица этой ФВ. Из определения «измерение ФВ» следует, что оно выполняется с помощью специального технического средства, которое получило название «средство измерений». Измерения проводятся по определенной процедуре, которая носит название «методика (метод) измерений» (ранее «методика выполнения измерений (МВИ)»). Используя такие элементы, проводят собственно измерения, получая «результат измерения». Измерения считаются законченными, если оценены «показатели точности измерений».

Измеряемые величины имеют качественную и количественную характеристики. Отражением качественного различия измеряемых величин является их размерность. Количественной характеристикой измеряемой величины служит ее размер. Получение информации о размере физической или нефизической величины является содержанием любого измерения.

Рис. 3. Основные элементы измерений

Целью измерения является получение значения физической величины, характеризующей контролируемый объект. С помощью измерения сопоставляют измеряемую величину с. единицей измерения, т. е. если имеется некоторая физическая величина Х, а принятая для нее единица измерения [X], то значение физической величины определяется как

X = q [X],

где q — числовое значение физической величины в приняты единицах измерения.

Данное уравнение называют основным уравнением измерений.

Объектом измерений являются физические величины, которыми делятся на основные и производные.

Физическая величина — одно из свойств физического объекта (физической системы, явления или процесса), общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них.

Основные физические величины входят в систему величин и не зависят друг от друга. Они используются для установления связей с другими физическими величинами. Физическими называют величины, которые характеризуют свойства физического мира и применяются в физических науках и технике. Для физических величин существуют единицы измерения. Физические величины в зависимости от правил их измерения подразделяются на три группы:

• величины, характеризующие свойства объектов (длина, масса);

• величины, характеризующие состояние системы (давление, температура);

• величины, характеризующие процессы (скорость, мощность).

К нефизическим относят величины, для которых нет единиц измерения. Нефизические величины могут характеризовать как свойства материального мира, так и понятия, используемые в общественных науках, экономике, медицине. В соответствии с таким разделением величин принято выделять измерения физических величин и нефизические измерения.

В рекомендациях по межгосударственной стандартизации РМГ 29-2013 даются основные понятия физических величин:

— размер физической величины — количественная определенность физической величины, присущая конкретному материальному объекту, системе, явлению или процессу;

— значение физической величины — выражение размера физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц;

— истинное значение физической величины — значение физической величины, которое идеальным образом характеризует в качественном и количественном отношении соответствующую физическую величину (может быть соотнесено с понятием абсолютной истины и получено только в результате бесконечного процесса измерений с бесконечным совершенствованием методов и средств измерений);

— действительное значение физической величины — значение физической величины, полученное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному значению, что в поставленной измерительной задаче может быть использовано вместо него;

— единица измерения физической величины — физическая величина фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное 1, и применяемая для количественного выражения однородных с ней физических величин;

— система физических величин — совокупность физических величин, образованная в соответствии с принятыми принципами, когда одни величины принимаются за независимые, а другие определяются как функции этих независимых величин;

— основная физическая величина — физическая величина, входящая в систему величин и условно принятая в качестве независимой от других величин этой системы;

— производная физическая величина — входит в систему величин и определяется через основные величины этой системы;

— система единиц физических единиц — совокупность основных и производных единиц физических величин, образованная в соответствии с принципами для заданной системы физических величин.

Основным величинам соответствуют основные единицы измерений, а производным — производные единицы измерений.

Эталоном единицы величины называют средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения единицы величины и передачи ее размера другим средствам измерений данной величины.

Совокупность основных и производных единиц называют системой единиц физических величин.

Первой системой единиц считается метрическая система, где за основную единицу длины был принят метр, за единицу массы — грамм, т. е. масса 1 см химически чистой воды при температуре +4 °C. В 1799 г. были изготовлены первые прототипы (эталоны) метра и килограмма. Кроме этих единиц метрическая система в своем первоначальном варианте включала еще единицу площади — ар (площадь квадрата со стороной 10 м), единицу объема — стер (куб с ребром 10 м) и единицу емкости — литр (куб с ребром 0,1 м).

В 1832 г. было введено понятие системы единиц (совокупность основных и производных единиц). В качестве основных единиц были приняты: единица длины — миллиметр, единица массы — миллиграмм, единица времени — секунда. Эту систему единиц назвали абсолютной.

В 1881 г. была принята система единиц физических величин CGS, названная по начальным буквам основных величин: сантиметр, грамм, секунда.

Необходимость в единстве измерений появилась давно, но даже сейчас некоторые страны не отказались от исторически сложившихся у них единиц измерения. Так в Великобритании, США, Канаде основной единицей массы считается фунт, причем его величина в Системе британских имперских мер и старой Системе винчестерских мер различна.

Сегодня широкое распространение получила Международная система единиц SI.

Основные преимущества Международной системы единиц СИ:

1) универсальность — система охватывает все области измерений;

2) унификация единиц для всех видов измерений — применение одной единицы для данной физической величины, например, для энергии, температуры и т. д.;

3) единицы СИ по своему размеру удобны для практического применения;

4) повышается уровень точности измерений — основные единицы этой системы могут быть воспроизведены более точно, чем единицы других систем;

5) это единая международная система и ее единицы распространены по всему миру.

В СССР Международная система (СИ) была введена в действие ГОСТ 8.417-81. В настоящее время в РФ действует межгосударственный стандарт ГОСТ 8.417-2002, который устанавливает единицы физических величин, применяемых в стране. В стандарте указано, что подлежат обязательному применению единицы СИ, а также десятичные кратные и дольные этих единиц. В соответствии со стандартом допускается применять некоторые единицы, не входящие в СИ, и их дольные и кратные единицы. В стандарте также указаны внесистемные единицы и единицы относительных величин.

Основными единицами СИ являются:

• единица длины — метр, равен длине пути, которую проходит свет в вакууме за 1/299792458 долю секунды;

• единица массы — килограмм, равен массе международного прототипа килограмма, представляющего собой цилиндр из сплава платины и иридия;

• единица времени — секунда, равен продолжительности 9192631770 периодов излучения, соответствующих переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133 при отсутствии возмущения со стороны внешних полей;

• единица силы электрического тока — ампер, равен силе не изменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, вызывает на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия, равную 2 10–7 Н;

• единица термодинамической температуры — кельвин, равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды (допускается также применение шкалы Цельсия);

• единица количества вещества — моль, количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько атомов содержится в изотопе углерода ¹²С массой 0,012 кг;

• единица силы света — кандела, сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540·10¹² Гц, энергетическая сила излучения которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср (ватт на стерадиан).

Кроме основных единиц в системе СИ есть дополнительные единицы для измерения плоского и телесного углов — радиан и стерадиан соответственно, а также большое число производных единиц пространства и времени, физических величин в механике, электронике, акустике и т. д. Используются также и внесистемные единицы, например, тонна, сутки, литр, гектар и др.

2.2. Виды измерений

Измерения различают по способу получения и характеру результата, условиям, методам, степени достаточности, связи с объектом, числу и точности оценки погрешности (см. рис. 4) [Волошенко, 2009].

По способу получения результата измерения делятся на прямые, косвенные, совокупные и совместные.

Прямые измерения — это непосредственное сравнение физической величины с ее единицей. Например, при определении длины предмета с помощью линейки происходит сравнение искомой величины (количественного выражения значения длины) с мерой, т. е. единицей измерения.

Различают шесть методов прямых измерений:

• метод непосредственной оценки, при котором значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора, например, давление — пружинным манометром, массу — на весах, электрический ток — амперметром;

• метод сравнения с мерой, где измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой, например измерение массы с помощью рычажных весов уравновешиванием гирей; измерение напряжения постоянного тока компенсатором, сравнивая с ЭДС параллельного элемента;

• метод дополнения, где значение измеряемой величины дополняется мерой этой же величины с таким расчетом, чтобы на прибор сравнения воздействовала их сумма, равная заранее заданному значению;

• дифференциальный метод характеризуется измерением разности между измеряемой величиной и известной величиной, воспроизводимой мерой. Данный метод позволяет получать результат высокой точности даже при использовании относительно примитивных средств;

• нулевой метод аналогичен дифференциальному, но разность между измеряемой величиной и мерой сводится к нулю;

• метод замещения — метод сравнения с мерой, в которой измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой, например взвешивание с поочередным размещением измеряемого объекта и гирь на одну и ту же чашу весов.

Рис. 4. Классификация видов измерений [Волошенко, 2009]

Косвенные измерения отличаются от прямых тем, что искомое значение устанавливают по результатам прямых измерений таких величин, которые связаны с искомой определенной функциональной зависимостью. Так, если в данной электрической цепи измерить силу тока амперметром, а напряжение вольтметром, то по известной функциональной зависимости можно определить мощность этой электрической цепи.

Совокупные измерения основываются на решении системы уравнений, составляемых по результатам одновременных измерений нескольких одноименных величин. Для вычисления искомой величины число уравнений должно быть не меньше числа величин.

Совместные измерения — это одновременное измерение двух или нескольких не одноименных физических величин для определения зависимости между ними.

Совокупные и совместные измерения часто применяют при измерениях различных параметров и характеристик в электротехнике.

По числу измерений величины различают на однократные и многократные измерения.

Однократные измерения — это когда одно измерение соответствует одной величине, т. е. число измерений равно числу измеряемых величин. Такой вид измерений всегда сопряжен с большими погрешностями, поэтому, как правило, проводят не менее трех однократных измерений и находят конечный результат как среднее арифметическое значение.

Многократные измерения — это когда число измерений превышает число измеряемых величин. В этом случае минимальное число измерений больше трех. Преимуществом многократных измерений является значительное снижение влияния случайных факторов на погрешность измерения (иногда этот вид измерений называют статистическим).

По видам измеряемых физических величин измерения можно разделить на геометрические, механические, теплофизические, физико-химические, электрические, радиотехнические, оптико-физические и др. [МИ 2222-92].

По характеру результата измерения делятся на абсолютные и относительные.

Абсолютными измерениями называют такие, при которых используют прямое измерение одной (иногда нескольких) основной величины и значение физической константы. Так, в формуле Эйнштейна Е = mс масса (m) — основная физическая величина, которая может быть измерена прямым путем (взвешиванием), а скорость света (с) — физическая константа.

Относительные измерения — это установление, как относится измеряемая величина к одноименной величине, применяемой в качестве единицы. Искомое значение зависит от используемой единицы измерения.

По условиям, определяющим точность результата, измерения делятся на три класса.

Измерения максимально возможной точности, достижимой при существующем уровне техники. К ним относятся в первую очередь эталонные измерения. К этому же классу относятся и некоторые специальные измерения, требующие высокой точности.

Контрольно-поверочные измерения, погрешность которых с определенной вероятностью не должна превышать некоторого заданного значения. К ним относятся измерения, выполняемые лабораториями государственного надзора за внедрением и соблюдением стандартов и состоянием измерительной техники и заводскими измерительными лабораториями, которые гарантируют погрешность результата с определенной вероятностью, не превышающей некоторого, заранее заданного значения.

Технические измерения, в которых погрешность результата определяется характеристиками средств измерений. Примерами технических измерений являются измерения, выполняемые в процессе производства на предприятиях.

По характеру зависимости измеряемой величины от времени измерения разделяются на:

— статические, при которых измеряемая величина остается постоянной во времени;

— динамические, в процессе которых измеряемая величина изменяется и является непостоянной во времени.

По характеристике точности измерения делятся на равноточные и неравноточные.

— Равноточными измерениями физической величины называется ряд измерений некоторой величины, сделанных при помощи средств измерений (СИ), обладающих одинаковой точностью, в идентичных исходных условиях.

— Неравноточными измерениями физической величины называется ряд измерений некоторой величины, сделанных при помощи средств измерения, обладающих разной точностью, и (или) в различных исходных условиях.

Основными характеристиками измерений являются: принцип измерений, метод измерений, результат, погрешность, точность, сходимость, воспроизводимость, правильность и достоверность (рис. 5).

2.3. Методы измерений

Принцип измерений — физическое явление или совокупность физических явлений, положенных в основу измерений.

Рис. 5. Основные характеристики измерений

Метод измерений — совокупность приемов использования принципов и средств измерений. Средствами измерений являются используемые технические средства, имеющие нормированные метрологические свойства.

Методы измерений разнообразны.

В зависимости от вида измерений методы измерений подразделяются на группы, а в зависимости от приемов — на подгруппы и виды [Методы измерений] (рис. 6).

Метод непосредственной оценки заключается в том, что значение измеряемой величины снимается непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия.

Преимуществом данного метода является быстрота измерений, обуславливающая незаменимость для практического применения, а недостатком — ограниченная точность.

При методе непосредственной оценки применяются средства измерений:

— показывающие;

— интегрирующие приборы-счетчики;

— самопишущие приборы.

Метод сравнения с мерой состоит в том, что измеряемая величина сравнивается с величиной, воспроизводимой мерой. Пример: измерение длины линейкой.

Преимуществом данного метода является большая точность измерения, чем при методе непосредственной оценки, а недостатком — увеличение затрат времени на подбор мер.

Рис. 6. Классификация методов измерений

Дифференциальный (разностный) метод характеризуется разностью между измеряемой и известной (воспроизводимой мерой) величинами. Например, измерение путем сравнения с рабочим эталоном на компараторе, выполняемое при поверке мер длины. Проверка термометров по температуре таяния льда и кипения воды также проводится этим методом.

Преимущества данного метода: получение результатов с высокой точностью даже при применении относительно грубых средств для измерения разности; большая простота измерений по сравнению с изготовлением средств измерений высокой точности.

Нулевой метод — метод сравнения с мерой, в которой результирующий эффект воздействия на прибор сравнения доводят до нуля.

Дифференциальный и нулевой методы нашли широкое распространение во всех видах измерений: от производства до сличения эталонов, так как используемые меры (гири и др.) точнее, чем соответствующие им по стоимости и степени распространения приборы.

Метод совпадения — метод сравнения с мерой, при котором разность между значениями искомой и воспроизводимой мерой величин измеряют, используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов.

Например, при измерении длины с помощью штангенциркуля с нониусом наблюдают совпадение отметок на шкалах штангенциркуля и нониуса. Иногда данный метод называют нониусным.

Преимущество метода в том, что он позволяет существенно увеличить точность сравнения с мерой. Недостатки: увеличение затрат на приобретение более сложных средств измерений, необходимость наличия профессиональных навыков у оператора.

Метод замещения основан на сравнении с мерой: измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой, сохраняя все условия неизменными.

Например, проверка точности показаний весов путем взвешивания с помещением поочередно измеряемой массы и гирь на разные чашки весов, а на циферблатных весах — гирь массой 1 кг или 0,5 кг на грузоприемную платформу, при этом фиксируется точность показаний массы на циферблате.

Преимуществом метода, безусловно, является небольшая погрешность измерений, определяемая в основном погрешностью меры и зоной нечувствительности прибора (ноль — индикатор). К недостатку следует отнести необходимость применения многозначных мер.

Комбинация методов замещения и дифференциального хотя несколько снижает точность, но позволяет использовать меньшие наборы мер.

Косвенный метод измерения — метод, основанный на измерении физической величины одного наименования, которая связана с другой искомой величиной определенной функциональной зависимостью, с последующим расчетом путем решения уравнения.

Преимущества: возможность измерения величин, для которых отсутствуют методы непосредственной Оценки или они не дают достоверных результатов либо связаны со значительными затратами. К недостаткам следует отнести увеличение затрат времени и средств на измерение.

Косвенные методы широко применяются при химических методах испытания.

Таким образом, разные методы измерений имеют свои характерные особенности, обуславливающие их достоинства и недостатки. Критериями выбора метода измерения служат требуемая точность измерения, наличие конкретных средств измерений, затраты времени на измерения и материальных средств на приобретение средств измерений высоких классов точности.

Методы измерения служат основой методик измерения.

Методика измерения — совокупность конкретно описанных операций, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с установленными показателями точности.

Методики выполнения измерений содержат следующие структурные элементы и разделы:

• наименование;

• область применения;

• нормативные ссылки;

• определения;

• обозначения и сокращения;

• требования к погрешности измерений или приписанные характеристики погрешности измерений;

• средства измерения и вспомогательные устройства;

• методы измерений;

• требования безопасности, охраны окружающей среды;

• требования к квалификации операторов;

• условия измерений;

• подготовка к выполнению измерений;

• выполнение измерений;

• обработка результатов измерений;

• контроль точности результатов измерений;

• приложения.

Порядок разработки и аттестации методик выполнения измерений определяет Росстандарт. Аттестацию методик в сферах распространения государственного метрологического контроля и надзора осуществляют ГНМЦ, территориальные органы Государственной метрологической службы и другие организации, аккредитованные на право проведения аттестации. Аттестацию методик, применяемых вне сфер распространения государственного метрологического контроля и надзора, предприятия проводят в установленном ими порядке.

2.4. Средства измерений и их основные характеристики

В метрологии средства измерений принято классифицировать по виду и метрологическому назначению.

Различают следующие виды СИ: меры, измерительные устройства, измерительные установки и измерительные системы (рис. 7).

Мера — СИ, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера.

Самым многочисленным видом средств измерений являются измерительные устройства (ИУ), применяемые самостоятельно или в составе измерительных установок и измерительных систем. В зависимости от формы представления сигнала измерительной информации ИУ подразделяют на измерительные приборы (ИП) и измерительные преобразователи (ИПр).

Измерительный прибор — СИ, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем, в установленном диапазоне и с установленной погрешностью. Аналоговый ИП — ИП, показания, которого являются непрерывной функцией измеряемой величины. Цифровой ИП — ИП, автоматически вырабатывающий дискретные сигналы измерительной информации, показания которого представлены в цифровой форме.

Рис. 7. Классификация средств измерений

Измерительная установка — совокупность функционально объединенных СИ и вспомогательных устройств, предназначенных для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем.

Измерительная система — совокупность СИ и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, предназначенная для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и (или) использования в автоматических системах управления, а также в форме, удобной для восприятия наблюдателем.

Средства измерения — технические средства, предназначенные для измерений.

Согласно РМГ 29-2013 «ГСИ Метрология. Основные термины и определения», средство измерений — техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени.

В зависимости от назначения эти средства подразделяются на две группы: средства поверки и калибровки; технические измерительные устройства.

Средства поверки и калибровки — технические устройства, предназначенные для ОЕИ путем поверки или калибровки.

Поверка средств измерений — совокупность операций, выполняемых в целях подтверждения соответствия средств измерений метрологическим требованиям.

Калибровка средств измерения — совокупность операций, выполняемых в целях определения действительных значений метрологических характеристик средств измерений.

Поверочная схема — нормативный документ, устанавливающий соподчинение средств измерений, участвующих в передаче размера единицы от эталона рабочим средствам измерений (с указанием методов и погрешности при передаче).

Средствами поверки служат эталоны, а калибровки — калибры.

Эталон единицы физической величины — техническое средство, предназначенное для воспроизведения, хранения и передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений и утвержденное в качестве эталона в установленном порядке.

С помощью эталона передается информация другому эталону или рабочему средству измерений.

Эталоны должны отвечать требованиям (по М. Ф. Маликову):

• неизменность;

• воспроизводимость;

• сличаемость.

Неизменность эталонов — их способность хранить стабильный размер Воспроизводимой им единицы в течение длительного периода времени.

Воспроизводимость эталонов — их способность воспроизводить единицы измерения с наименьшей погрешностью для данного уровня развития измерительной техники.

Сличаемость эталонов — их способность не вносить каких-либо искажений при передаче информации о единице измерения от этих эталонов к другим средствам измерений.

В зависимости от класса точности эталоны подразделяются на подгруппы (рис. 8).

Рис. 8. Средства поверки и калибровки

Международный эталон (англ. international standard) — эталон, принятый по международному соглашению в качестве международной основы для согласования с ним размеров единиц, воспроизводимых и хранимых национальными эталонами.

Государственные эталоны — национальное достояние, которое хранится в специальных эталонных помещениях метрологических институтов страны. Для каждого государственного первичного эталона назначается государственный хранитель, обеспечивающий соблюдение требований к эталонам. В помещении, где хранятся эталоны, поддерживается заданный стабильный режим по температуре, относительной влажности воздуха, вибрациям и другим параметрам.

В международной практике государственные эталоны стран выступают в качестве национальных и поверяются по международным эталонам. Государственные эталоны единиц величин являются исключительной федеральной собственностью, подлежат утверждению Росстандартом и находятся в его ведении.

Первичный эталон (англ. primary standard) — эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы с наивысшей в стране точностью (по сравнению с другими эталонами той же единицы).

Первичный специальный эталон — первичный эталон, воспроизводящий единицу в специфических условиях (высокие и сверхвысокие частоты, малые и большие энергии, давления, температуры, особые состояния вещества и т. п.)

Вторичный эталон — эталон, предназначенный для передачи информации о единице физической величины от первичного эталона к рабочему. Вторичные эталоны могут быть не только в организациях Росстандарта, но и в других ведомствах, приобретай статус ведомственных эталонов. Вторичные эталоны выполняют функцию дублирования первичного эталона и при необходимости могут его заменить.

Эталон сравнения (англ. transfer standard) — вторичный эталон, применяемый для сличений эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличены друг с другом.

Исходный эталон (англ. reference standard) — эталон, обладающий наивысшими метрологическими свойствами из имеющихся в данном виде измерений (в стране или группе стран, в регионе, министерстве (ведомстве), организации, предприятии или лаборатории), от которого получают размер единицы подчиненные ему средства измерений.

Эталон-копия — вторичный эталон, предназначенный для передачи размера единицы рабочим эталонам и заменяющий в обоснованных случаях первичный эталон.

Рабочие эталоны (РЭ) — эталоны, предназначенные для передачи информации о единице физической величины от первичного или вторичного эталона к рабочему эталону низшего разряда или калибрам либо рабочим средствам измерения.

В зависимости от точности рабочие эталоны подразделяются на разряды: 1-й, 2-й, 3-й, 4-й и т. д. На каждой ступени передачи информации о размере единицы точность теряется в 3–5 раз. Рабочие эталоны хранятся в ведомствах и ЦСМ. Отделы метрологии ЦСМ с помощью рабочих эталонов низших разрядов поверяют рабочие средства измерений. Например, с помощью таких РЭ поверяются весы, гири, метры и другие средства измерения в торговых организациях.

Одиночный эталон — эталон, в составе которого имеется одно средство измерений (мера, измерительный прибор, эталонная установка) для воспроизведения и (или) хранения единицы.

Групповой эталон (англ. collective standard) — эталон, в состав которого входит совокупность средств измерений одного типа, номинального значения или диапазона измерений, применяемых совместно для повышения точности воспроизведения единицы или ее хранения.

Эталонный набор (англ. group standard) — эталон, состоящий из совокупности средств измерений, позволяющих воспроизводить и (или) хранить единицу в диапазоне, представляющем объединение диапазонов указанных средств. Эталонные наборы создаются в тех случаях, когда необходимо охватить определенную область значений физической величины.

Транспортируемый эталон (англ. travelling standard) — эталон (иногда специальной конструкции), предназначенный для его транспортирования к местам поверки (калибровки) средств измерений или сличений эталонов данной единицы.

Хранение эталона (англ. conservation of a measurement standard) — совокупность операций, необходимых для поддержания метрологических характеристик эталона в установленных пределах.

Эталонная база страны — совокупность государственных первичных и вторичных эталонов, являющаяся основой обеспечения единства измерений в стране.

Эталонная установка — измерительная установка, входящая в состав эталона.

Поверочная установка — измерительная установка, укомплектованная рабочими эталонами или образцовыми средствами измерений (ОСИ) и предназначенная для передачи размера единицы подчиненным ОСИ и (или) рабочим средствам измерений.

Воспроизведение единицы физической величины — совокупность операций по материализации единицы физической величины с помощью государственного первичного эталона. Различают воспроизведение основных и производных единиц.

Воспроизведение основной единицы — воспроизведение единицы путем создания фиксированной по размеру физической величины в соответствии с определением единицы.

Воспроизведение производной единицы — определение значения физической величины в указанных единицах на основании измерений других величин, функционально связанных с измеряемой величиной.

Передача размера единицы — приведение размера единицы физической величины, хранимой поверяемым средством измерений, к размеру единицы, воспроизводимой или хранимой эталоном, осуществляемое при их поверке (калибровке).

Хранение единицы — совокупность операций, обеспечивающих неизменность во времени размера единицы, присущего данному средству измерений.

Поверку эталонов одного уровня проводят путем сличения.

Сличение — совокупность операций, устанавливающих соотношение между единицами величин, воспроизводимых эталонами единиц величин одного уровня точности и в одинаковых условиях.

Эталонная база России представлена 122 государственными первичными эталонами, 250 вторичными эталонами, 80 установками высшей точности и более 8000 государственными образцами.

По данным международных организаций, Россия по своим измерительным возможностям занимает третье место в мире после США и Германии.

Государственные эталоны единиц величин образуют эталонную базу РФ и не подлежат приватизации. Сведения о них вносятся федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по оказанию государственных услуг и управлению государственным имуществом в области ОЕИ, в Федеральный информационный фонд по ОЕИ.

Государственные первичные эталоны единиц величин содержатся и применяются в государственных научных метрологических институтах; подлежат утверждению федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по оказанию государственных услуг и управлению государственным имуществом в области ОЕИ.

Кроме того, государственные первичные эталоны единиц величин подлежат сличению с эталонами единиц величин Международного бюро мер и весов и национальными эталонами единиц величин иностранных государств. Ответственность за своевременное представление государственного первичного эталона единицы величины на сличение несет государственный научный метрологический институт, содержащий данный государственный первичный эталон единицы величины.

В РФ должны применяться эталоны единиц величин, прослеживаемые к государственным первичным эталонам соответствующих единиц величин. В случае отсутствия соответствующих государственных первичных эталонов единиц величин должна быть обеспечена прослеживаемость средств измерений, применяемых в сфере государственно регулирования ОЕИ к национальным эталонам единиц величин иностранных государств.

Порядок утверждения, содержания, сличения и применения государственных первичных эталонов единиц величин, порядок передачи единиц величин от государственных эталонов, порядок установления обязательных требований к эталонам единиц величин, Используемым для ОЕИ в сфере государственного регулирования ОЕИ, порядок оценки соответствия этим требованиям, а также порядок их применения устанавливается Правительством РФ.

Калибры — средства измерений, предназначенные для калибровки рабочих средств измерений. Калибры поверяются по рабочим эталонам. Они находятся в метрологических службах юридических лиц, осуществляющих калибровку.

Применение калибров взамен дорогостоящих эталонов упрощает и удешевляет рабочие средства измерений в сферах, где не требуется поверка. Например, введение на часовых заводах калибровки часов вместо их поверки позволило снизить себестоимость выпускаемой продукции. Калибровка носит добровольный характер и осуществляется метрологическими службами юридических лиц и физическими лицами, уполномоченными на право калибровки.

Калибровка СИ — совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения действительных значений МХ и пригодности к применению СИ, не подлежащего гос. метрологическому контролю и надзору.

Калибровке подлежат средства измерений, не предназначенные для применения в сфере государственного регулирования ОЕИ. Калибровка средств измерений выполняется с использованием рабочих эталонов единиц величин, которые в свою очередь поверены с помощью государственных первичных эталонов, а при их отсутствии с помощью эталонов национальных единиц величин иностранных государств.

Для проведения калибровочных работ создана Российская система калибровки (РСК), которая представляет собой совокупность субъектов деятельности, направленной на обеспечение единства измерений в сферах, не подлежащих государственному метрологическому