Метрологическое обеспечение производства

Составитель Надежда Лаврова

Фотография https://ru.freepik.com/free-photo/top-view-measuring-tools-still-life_43549334.htm

© Надежда Лаврова, составитель, 2025

ISBN 978-5-0067-4770-8

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Глава 1. Основные понятия метрологии

Тема 1.1 Введение в метрологию

Сегодня измерения пронизывают все сферы нашей жизни. Мы оцениваем температуру воздуха на улице, следим за временем, решаем насколько выгодно и рационально практически любое наше действие.

Развитие науки и техники неразрывно связано с прогрессом в области измерений. Поэтому многие научные исследования сопровождаются измерениями, позволяющими установить количественные соотношения и закономерности изучаемых явлений. Любое современное производство немыслимо сегодня без точного, объективного контроля технологического процесса, осуществляемого с помощью средств измерений. Требования к точности технологических измерений постоянно растут. В таких условиях, чтобы разобраться с вопросами и проблемами измерений, метрологического обеспечения и обеспечения единства измерений, нужен единый научный и законодательный фундамент, обеспечивающий в практической деятельности высокое качество измерений, независимо от того, где и с какой целью они проводятся. Таким фундаментом является метрология.

Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и о способах достижения требуемой точности.

Измерение является способом количественного познания свойств физических объектов. Существуют различные физические объекты, обладающие разнообразными физическими свойствами, количество которых неограниченно. Такие свойства получили название физических величин.

Физические величины различают в качественном и количественном отношении. Качественная сторона определяет «вид» величины (например, электрическое сопротивление), а количественная – его «размер» (например, сопротивление конкретного резистора).

Физическая величина – свойство, общее в качественном отношении для множества объектов и индивидуальное в количественном отношении для каждого из них.

Измерение – процесс экспериментального получения одного или более значений физической величины, которые могут быть обоснованно приписаны к этой физической величине.

Главные признаки понятия «измерение»:

– измерять можно свойства реально существующих объектов познания, т.е. физические величины;

– измерение требует обязательного проведения опытов, т.е. теоретические рассуждения или расчеты не могут заменить эксперимент;

– для проведения опытов требуются особые технические средства – средства измерений, приводимые во взаимодействие с материальным объектом;

– результатом измерений является значение физической величины.

Значение физической величины – количественная оценка измеряемой величины, которая должна быть не просто числом, а числом именованным, т. е. результат измерения должен быть выражен в определенных единицах, принятых для данной величины. Только в этом случае результаты измерений, полученные различными средствами и разными экспериментами, сопоставимы.

Единица физической величины – это физическая величина, которой по определению присвоено числовое значение, равное единице. Например, давление 1 Па, плотность 1 кг/м³, объемный расход 1 м³/с и т. д. При измерении какой-либо величины устанавливают ее числовое соотношение с некоторой другой однородной величиной, принятой за единицу измерения.

Основной задачей метрологии является обеспечение единства измерений и их точности.

Единство измерений – состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин или в значениях по установленным шкалам измерений, а показатели точности измерений не выходят за установленные границы. Единство измерений необходимо для того, чтобы можно было сопоставить результаты измерений, выполненных в разных местах и в разное время, с использованием разных методов и средств измерений. Определение понятия «единство измерений» довольно ёмкое. Оно охватывает важнейшие задачи метрологии: унификацию единиц, разработку систем воспроизведения единиц и передачи их размеров рабочим средствам измерений с установленной точностью, проведение измерений с погрешностью, не превышающей установленные пределы и др.

Точность измерений – характеристика качества измерений, отражающая степень близости результатов измерений к истинному значению измеряемой величины. Точность количественно оценивают обратной величиной модуля относительной погрешности. Например, если погрешность измерений равна ±0,001, то точность будет равна 1/0,001=1000.

В процессе развития метрологии как науки сформировались и развиваются три ее взаимосвязанных раздела: теоретическая, законодательная и практическая метрология.

Теоретическая метрология – раздел метрологии, предметом которого является разработка фундаментальных основ метрологии. Являясь базой измерительной техники, этот раздел метрологии занимается изучением проблем измерений в целом и образующих измерение элементов: средств измерений, физических величин и их единиц, методов и методик измерений, результатов и погрешностей измерений и др.

Законодательная метрология – раздел метрологии, предметом которого является установление обязательных технических и юридических требований по применению единиц величин, эталонов, методов и средств измерений, направленных на обеспечение единства и требуемой точности измерений. Специалисты в области законодательной метрологии разрабатывают и внедряют нормы и правила выполнения измерений, порядок разработки и испытаний средств измерений, устанавливают термины и определения в области метрологии, единицы физических величин и правила их применения.

Практическая (прикладная) метрология – раздел метрологии, предметом которого являются вопросы практического применения разработок теоретической метрологии и положений законодательной метрологии. С помощью методов прикладной метрологии осуществляется метрологическое обеспечение производства.

В Федеральном законе «Об обеспечении единства измерений» применяются следующие основные понятия:

1) аттестация методик (методов) измерений – исследование и подтверждение соответствия методик (методов) измерений установленным метрологическим требованиям к измерениям;

2) ввод в эксплуатацию средства измерений – документально оформленная в установленном порядке готовность средства измерений к использованию по назначению;

3) федеральный государственный метрологический контроль (надзор) – контрольная деятельность в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, осуществляемая уполномоченными федеральными органами исполнительной власти и заключающаяся в систематической проверке соблюдения установленных законодательством Российской Федерации об обеспечении единства измерений обязательных требований, а также в применении установленных законодательством Российской Федерации мер за нарушения, выявленные во время надзорных действий;

4) государственный первичный эталон единицы величины – государственный эталон единицы величины, обеспечивающий воспроизведение, хранение и передачу единицы величины с наивысшей в Российской Федерации точностью, утверждаемый в этом качестве в установленном порядке и применяемый в качестве исходного на территории Российской Федерации;

5) государственный эталон единицы величины – эталон единицы величины, находящийся в федеральной собственности;

6) испытания стандартных образцов или средств измерений в целях утверждения типа – работы по определению метрологических и технических характеристик однотипных стандартных образцов или средств измерений;

7) калибровка средств измерений – совокупность операций, выполняемых в целях определения действительных значений метрологических характеристик средств измерений;

8) методика (метод) измерений – совокупность конкретно описанных операций, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с установленными показателями точности;

9) метрологическая служба – юридическое лицо, подразделение юридического лица или объединение юридических лиц, либо работник (работники) юридического лица, либо индивидуальный предприниматель, либо подведомственная организация федерального органа исполнительной власти, его подразделение или должностное лицо, выполняющие работы и (или) оказывающие услуги по обеспечению единства измерений и действующие на основании положения о метрологической службе;

10) метрологическая экспертиза – анализ и оценка правильности установления и соблюдения метрологических требований применительно к объекту, подвергаемому экспертизе. Метрологическая экспертиза проводится в обязательном (обязательная метрологическая экспертиза) или добровольном порядке;

11) передача единицы величины – приведение единицы величины, хранимой эталоном единицы величины или средством измерений, к единице величины, воспроизводимой или хранимой эталоном данной единицы величины или стандартным образцом, имеющим более высокие показатели точности;

12) поверка средств измерений – совокупность операций, выполняемых в целях подтверждения соответствия средств измерений метрологическим требованиям;

13) прослеживаемость – свойство эталона единицы величины, средства измерений или результата измерений, заключающееся в документально подтвержденном установлении их связи с государственным первичным эталоном или национальным первичным эталоном иностранного государства соответствующей единицы величины посредством сличения эталонов единиц величин, поверки, калибровки средств измерений;

14) прямое измерение – измерение, при котором искомое значение величины получают непосредственно от средства измерений;

15) сличение эталонов единиц величин – совокупность операций, устанавливающих соотношение между единицами величин, воспроизводимых эталонами единиц величин одного уровня точности и в одинаковых условиях;

16) тип средств измерений – совокупность средств измерений, предназначенных для измерений одних и тех же величин, выраженных в одних и тех же единицах величин, основанных на одном и том же принципе действия, имеющих одинаковую конструкцию и изготовленных по одной и той же технической документации;

17) тип стандартных образцов – совокупность стандартных образцов одного и того же назначения, изготавливаемых из одного и того же вещества (материала) по одной и той же технической документации;

18) шкала величины (шкала измерений) – упорядоченный набор значений величины.

Тема 1.2 Правовое обеспечение метрологии

Правовые основы обеспечения единства измерений в Российской Федерации регламентированы Федеральным законом от 26.06.2008 №102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений».

Целями настоящего Федерального 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.

Федеральный закон регулирует отношения, возникающие при выполнении измерений, установлении и соблюдении требований к измерениям, единицам величин, эталонам единиц величин, стандартным образцам, средствам измерений, применении стандартных образцов, средств измерений, методик (методов) измерений, а также при осуществлении деятельности по обеспечению единства измерений, предусмотренной законодательством Российской Федерации об обеспечении единства измерений, в том числе при выполнении работ и оказании услуг по обеспечению единства измерений.

Сфера государственного регулирования обеспечения единства измерений распространяется на измерения, к которым установлены обязательные метрологические требования и которые выполняются при:

1) осуществлении деятельности в области здравоохранения;

2) осуществлении ветеринарной деятельности;

3) осуществлении деятельности в области охраны окружающей среды;

4) осуществлении деятельности в области гражданской обороны, защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, обеспечения пожарной безопасности, безопасности людей на водных объектах;

5) выполнении работ по обеспечению безопасных условий и охраны труда;

6) осуществлении производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта;

7) осуществлении торговли, выполнении работ по расфасовке товаров;

8) выполнении государственных учетных операций и учете количества энергетических ресурсов;

9) оказании услуг почтовой связи, учете объема оказанных услуг электросвязи операторами связи и обеспечении целостности и устойчивости функционирования сети связи общего пользования;

10) осуществлении деятельности в области обороны и безопасности государства;

11) осуществлении геодезической и картографической деятельности;

12) осуществлении деятельности в области гидрометеорологии, мониторинга состояния и загрязнения окружающей среды;

13) проведении банковских, налоговых, таможенных операций и таможенного контроля;

14) выполнении работ по оценке соответствия продукции и иных объектов обязательным требованиям в соответствии с законодательством Российской Федерации о техническом регулировании;

15) проведении официальных спортивных соревнований, обеспечении подготовки спортсменов высокого класса;

16) выполнении поручений суда, органов прокуратуры, государственных органов исполнительной власти;

17) осуществлении мероприятий государственного контроля (надзора);

18) осуществлении деятельности в области использования атомной энергии;

19) обеспечении безопасности дорожного движения.

Сфера государственного регулирования обеспечения единства измерений распространяется также на единицы величин, эталоны единиц величин, стандартные образцы и средства измерений, к которым установлены обязательные требования.

Формы государственного регулирования в области обеспечения единства измерений:

1) утверждение типа стандартных образцов или типа средств измерений;

2) поверка средств измерений;

3) метрологическая экспертиза;

4) федеральный государственный метрологический контроль (надзор);

5) аттестация методик (методов) измерений;

6) аккредитация юридических лиц и индивидуальных предпринимателей на выполнение работ и (или) оказание услуг в области обеспечения единства измерений.

Нормативные документы устанавливают основные требования в области метрологического обеспечения. Первые метрологические стандарты были утверждены в 1966 г., а в 1979 г. вышли первые руководящие документы (РД 50- …). В 1973 году в метрологии были введены в практику документы рекомендательного характера — рекомендации метрологических институтов (далее – МИ), получившие широкое признание и распространение. Позднее были разработаны нормативные документы в виде правил (ПР 50.2…), которые проходят регистрацию в Минюсте и имеют обязательный характер.

Основными объектами стандартизации (регламентации) по метрологии являются:

– общие правила и нормы по метрологии;

– государственные поверочные схемы;

– нормы точности измерений;

– методики выполнения измерений;

– методики поверки средств измерений.

Основополагающие нормативные документы регламентируют практически все метрологические аспекты и виды метрологической деятельности.

В группу основополагающих стандартов, правил и рекомендаций метрологических институтов входят около 150 документов. Большая часть документов ГСИ регламентирует организацию и порядок выполнения различных видов метрологических работ (поверка средств измерений, разработка и аттестация методик выполнения измерений, метрологическая экспертиза технической документации, испытания средств измерений в целях утверждения типа, государственный метрологический контроль и надзор, лицензирование предприятий по различным направлениям метрологической деятельности, анализ состояния измерений, аккредитация метрологических служб, типовые положения о метрологической службе и другие вопросы). Это так называемые организационные документы.

Другая часть основополагающих документов регламентирует методики проведения ряда метрологических работ (оценивание погрешности измерений, установление межповерочного интервала, оценивание метрологических характеристик средств измерений, выбор средств измерений, расчет экономического эффекта от внедрения средств и методик выполнения измерении, установление значений параметров методик поверки и другие вопросы).

Еще одна часть основополагающих документов устанавливает метрологические термины и их определения, единицы величин, классы точности и нормируемые метрологические характеристики средств измерений, формы представления погрешностей и др.

В группе документов на государственные поверочные схемы около 180 ГОСТ и МИ. Они играют значительную роль в поверочной (калибровочной) деятельности метрологических служб. При организации поверки (калибровки) государственные поверочные схемы используются непосредственно или к ним «привязываются» локальные поверочные схемы.

Документы на нормы точности измерений содержат:

– погрешности, допускаемые при измерении линейных размеров (ГОСТ 8.051, ГОСТ 8.549);

– нормы точности дозирования торговыми автоматами (ГОСТ 10309);

– нормы точности определения массы в резервуарах (ГОСТ 8.378);

– нормы точности взвешивания и дозирования (ГОСТ 13712) и ряд других норм точности измерений.

В группе документов на методики выполнения измерений около 190 ГОСТ, ПР и МИ. Эта группа документов в ближайшее время будет развиваться, т.к. использование таких документов существенно облегчит применение аттестованных методик выполнения измерений, что требует Федеральный закон «Об обеспечении единства измерений» (ст. 9).

Наиболее многочисленная группа документов — НД на методики поверки средств измерений. В ней около 1900 ГОСТ, и МИ. В этих документах регламентированы методы, средства и условия поверки, алгоритмы ее проведения и обработки результатов измерений, способы оформления результатов поверки. Положения документов на методики поверки являются обязательными.

В настоящее время разработаны и применяются около 80 Типовых программ испытаний для целей утверждения типа средств измерений. Эти документы могут потребоваться метрологическим службам при разработке и применении единичных экземпляров средств измерений, используемых в сферах распространения государственного метрологического контроля и надзора.

Процесс совершенствования нормативной базы в области обеспечения единства измерений продолжается.

Положения Федерального закона «Об обеспечении единства измерений» и документов нередко требуют конкретизации, которая реализуется в документах министерств и ведомств (далее – ОСТ) и предприятий (далее – СТП).

Деятельность по метрологическому обеспечению предприятий и организаций подлежит надзору со стороны Госстандарта России. Государственный метрологический надзор за обеспечением единства измерений осуществляют должностные лица Госстандарта России —государственные инспекторы. Государственный метрологический надзор осуществляется: за выпуском, состоянием и применением средств измерений, аттестованными методиками выполнения измерений, эталонами единиц величин, соблюдением метрологических правил и норм; за количеством товаров, отчуждаемых при совершении торговых операций; за количеством фасованных товаров в упаковках любого вида при их расфасовке и продаже.

Ответственность за нарушение метрологических норм и правил установлена Федеральным законом «Об обеспечении единства измерений» (ст. 25). К юридическим и физическим лицам, а также к государственным органам управления, виновным в нарушении метрологических правил и норм, применяются соответствующие положения действующего административного, гражданского или уголовного законодательства. В соответствии с законодательством о труде физические лица могут привлекаться к дисциплинарной ответственности администрацией предприятия.

Глава 2. Объекты и субъекты метрологии

Тема 2.1 Объекты метрологии

Объектами метрологии являются измерения и величины. Величиной называют свойство измеряемого объекта, которое является общим для всех одноименных объектов в качественном смысле, но специфическим с количественной точки зрения. Величины – это основные объекты метрологии. Какое-то время ученые придерживались позиции, что измерить можно только физические параметры реальности. С развитием науки появилась потребность фиксации нефизических величин, благодаря этому область применения метрологических методик значительно расширилась.

Выделяют два вида величин:

– физические – относятся к категории физических объектов (например, температура, скорость);

– нефизические – не относятся к группе физических объектов. Они измеряются опосредованно, через величины первой группы. Например, экономические параметры можно определить ценой. Она, в свою очередь, рассчитывается через конкретные единицы измерения (метры, килограммы). Быстроту реакции или скорость принятия решения, которые являются психологическими характеристиками личности, можно выразить через единицы времени.

Некоторые ученые склоняются к мнению, что к величинам нефизического характера не целесообразно применять термин «измерение». Они предлагают использовать понятие «оценивание», однако в ФЗ «Об обеспечении единства измерений» используется исключительно слово «измерение».

Величины имеют два признака: количественный и качественный. Качественное описание выражается в размерности. Она обозначается как dim. Например, размерность таких основных объектов метрологии, как время, длина, масса, обозначается соответствующими заглавными буквами: dim t = Т, dim l = L, dim m = М, соответственно. Индекс размерности может иметь знак «плюс» или «минус», быть нулевым или в виде дроби. Когда он становится равным нулю, величина считается безразмерной.

Количественная характеристика величины – это размер. Она выражается в значении изучаемой величины. Получение достоверных данных о размере – конечные цель и результат каждого измерения.

Значение величины для конкретного объекта индивидуально и в каком-то смысле случайно. Однако в метрологии выделяют несколько видов значений:

– действительное – высчитывается экспериментальным путем. Оно близко к истинному значению, поэтому может заменить его в конкретной измерительной задаче. В случае многократных измерений рассчитывается как среднеарифметическая величина;

– истинное – «идеальное» количественное и качественное значение конкретной физической величины. Достижение такого значения невозможно, поэтому на практике всегда пользуются действительными значениями;

– результат наблюдения – это фактическое значение физической величины, определенное в результате однократного эксперимента.

Значения физических величин выражаются в единицах измерения. Измерения величин – это своего рода сравнение конкретного значения с величиной, которая принята за единицу данной величины. Единицы измерения относятся к объектам Федерального Закона «Об обеспечении единства измерений». В документе прописаны правила написания единиц величин и их применения на территории Российской Федерации.

Исходя из определения понятия «физическая величина» единицей физической величины называется такая физическая величина, которой присвоено числовое значение, равное единице.

Единицы физических величин можно выбрать произвольно, получить по формулам, выражающим зависимость между физическими величинами – эти единицы называются производными.

Единицы физических величин объединяются в системы единиц по определенным принципам, т. е. произвольно устанавливаются единицы для некоторых величин, называемых основными единицами, и через них по формулам получают все производные единицы для данной области измерений. Совокупность основных и производных единиц, относящихся к некоторой системе величин, образованная в соответствии с принятыми принципами, составляет систему единиц физических величин.

Развитие метрической системы мер в различных отраслях науки и техники происходило разобщённо и привело к появлению многих систем единиц физических величин и большого количества внесистемных единиц.

Возможность устранения многообразия применяемых единиц появилась после разработки Единой универсальной системы единиц, охватывающей все отрасли науки и техники. Эта система единиц была принята XI Генеральной конференцией по мерам и весам (МОМВ) в 1960 г. и получила наименование «Международная система единиц». В Российской Федерации применяются в настоящее время единицы величин Международной системы единиц, обозначаемой сокращенно SI (начальные буквы французского наименования «Systeme International d Unites»). На территории нашей страны SI действует с 1 января 1982 г. в соответствии с ГОСТ 8.417 «ГСИ. Единицы физических величин».

Основными единицами (их семь) являются следующие: длины – метр (м), массы – килограмм (кг), времени – секунда (с), силы электрического тока – ампер (А), термодинамической температуры – кельвин (К), силы света – кандела (кд), количества вещества – моль (моль).

Первые три единицы (метр, килограмм, секунда) позволяют образовать производные единицы для измерения механических и акустических величин. При добавлении к ним четвертой (кельвина) можно образовать производные единицы для измерений тепловых величин.

Метр, килограмм, секунда, ампер служат основой для образования производных единиц в области электрических, магнитных измерений и измерений ионизирующих излучений, а моль используется для образования единиц в области физико-химических измерений.

Дополнительными в Международной системе являются единица плоского угла (радиан) и единица телесного угла (стерадиан). Они используются для образования производных единиц, связанных с угловыми величинами (например, угловая скорость). В практических задачах для измерения угловых величин используются угловой градус, минута, секунда.

В действующую нормативно-техническую документацию на продукцию должны быть внесены единицы СИ и единицы, допускаемые к применению наравне с этими единицами.

Международная система единиц имеет целый ряд преимуществ, главные из которых следующие.

1. Унификация единиц физических величин на базе SI. Вместо исторически сложившегося многообразия единиц (системных, разных систем и внесистемных) для каждой физической величины устанавливается одна единица и четкая система образования кратных и дольных единиц.

2. Универсальность SI. Система охватывает все области науки, техники и народного хозяйства.

3. Принцип когерентности (согласованности). Выбор основных единиц системы обеспечивает согласованность механических и электрических единиц. Например, ватт – единица механической мощности (равный джоулю в секунду) равняется мощности, выделяемой электрическим током силой 1 ампер при напряжении 1 вольт. В SI, подобно другим когерентным системам единиц, коэффициенты пропорциональности в физических уравнениях, определяющих производные единицы, равны безразмерной единице. Когерентные производные единицы системы SI образуются с помощью простейших (определяющих) уравнений связи между величинами, в которых величины приняты равными единицам SI.

Пример простейшего уравнения связи для получения производной единицы скорости V = l / t, где V – скорость, l – длина пройденного пути, t – время. Подстановка вместо l, t и V их единиц дает [V] = [м] / [с] = 1 м/с. Следовательно, когерентной единицей скорости является метр в секунду.

4. Удобство для практического применения основных и большинства производных единиц SI.

5. Четкое разграничение единиц массы (килограмм) и силы (ньютон).

6. Упрощенная запись уравнений и формул в различных областях науки и техники. Достигается значительная экономия времени при расчетах в силу отсутствия в формулах, составленных с применением единиц SI, пересчетных коэффициентов, вводимых в связи с тем, что отдельные величины в этих формулах выражены в разных системах единиц.

7. Установление одной общей единицы – джоуль для всех видов энергии (механической, тепловой, электрической и др.) в Международной системе единиц.

Преимущества системы обусловливают:

а) повышение эффективности труда проектировщиков, конструкторов, производственников, научных работников;

б) облегчение педагогического процесса в средней и высшей школах;

в) лучшее взаимопонимание при дальнейшем развитии научно-технических и экономических связей между разными странами.

В связи с тем, что национальные стандарты приобрели статус добровольно применяемых документов, возникла необходимость в регламентации применения единиц величин в Российской Федерации с помощью нормативного документа более высокого ранга. Постановлением Правительства РФ от 31.10.2009 г. №879 утверждено «Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации» (с изменениями на 09.03.2022 г.). При разработке этого документа был учтен опыт регламентации применения единиц величин, накопленный в период применения ГОСТ 8.417.

В акте закреплены единицы величин, допускаемые к применению:

– основные единицы международной системы – метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль, кандела;

– производные единицы величин, определенные через основные единицы;

– когерентные единицы;

– десятичные кратные и дольные единицы;

– относительные и логарифмические единицы;

– внесистемные единицы величин, применяемые в отдельных областях деятельности.

Кроме того, в постановлении установлены правила образования наименований производных, когерентных, десятичных кратных и дольных единиц SI, правила применения единиц величин в нормативных правовых актах, нормативно-технических, научно-технических, конструкторских, технологических документах, учебниках и других изданиях.

Следует обратить внимание на отмену применения такой устаревшей величины, как лошадиная сила, и замену ее на современную единицу мощности – киловатт (1 л.с. = = 0,7355 кВт), а также на допуск к применению новых величин, таких как байт, которые необходимы для решения вопроса метрологического обеспечения средств цифровой связи.

До 2016 г. допускались к применению следующие внесистемные единицы величин: грамм-сила, килограмм-сила; килограмм-сила на квадратный сантиметр; миллиметр водяного столба; техническая атмосфера. Почти пятьдесят внесистемных единиц допускаются к применению в различных областях измерений без какого-либо ограничения срока применения.

Внесистемные единицы по отношению к системным единицам разделяют на четыре вида:

1) допускаемые к применению наравне с системными единицами (например, тонна, градус, минута, секунда, литр);

2) допускаемые к применению в специальных областях (например, диоптрия – единица оптической силы в оптике; карат – единица массы в ювелирном деле; тскс – единица плотности в текстильной промышленности и т.д.);

3) временно допускаемые к применению единицы;

4) изъятые из употребления (например, миллиметр ртутного столба – единица давления и некоторые другие).

Хотя SI нашла очень широкое применение в мире, тем не менее, в некоторых странах существуют также другие национальные системы единиц. Например, в США применяются такие единицы, как фунт (1 фунт = 0,454 кг), галлон (1 галлон = 3,785 л), дюйм (1 дюйм = 2,54 см), а также другие внесистемные единицы. Внесистемные единицы могут также использоваться, например, в навигации (1 морская миля = 1852 м) или в торговле сырой нефтью (1 баррель = 159 л).

Дольные и кратные единицы, применяемые в Международной системе единиц СИ (SI) – это единицы, в целое число раз бóльшие исходных (кратные единицы) и в целое число раз меньшие исходных (дольные единицы). Для образования наименований и обозначений соответствующих десятичных долей дольных и кратных единиц используют множители и приставки, приведённые в таблице 1.

Приставку (и её обозначение) пишут слитно с наименованием и обозначением единицы, например, килогерц (кГц), гектопаскаль (гПа). Присоединение подряд двух приставок и более не допускается (например, пикофарад, но не микромикрофарад). Поскольку наименование основной единицы массы СИ (SI) – килограмм – содержит приставку «кило», для образования кратных и дольных единиц массы приставки присоединяются к наименованию грамм (например, миллиграмм, но не микрокилограмм). Дольную единицу массы – грамм, составляющую 10—3 от единицы массы СИ (SI) – килограмма, применяют без присоединения приставки. Если единица образована как произведение или отношение единиц, приставку присоединяют к наименованию первой единицы, например, килопаскаль – секунда на метр (но не паскаль-килосекунда на метр). Исключения допускаются лишь в обоснованных случаях, например, тонна-километр (но не килотонна-метр).

Таблица 1.

Множители и приставки, используемые для образования наименований и обозначений десятичных кратных и дольных единиц

Тема 2.2 Субъекты метрологии

Деятельность по обеспечению единства измерений основывается на законодательстве Российской Федерации об обеспечении единства измерений и осуществляется следующими субъектами:

1) федеральными органами исполнительной власти, осуществляющими функции по выработке государственной политики и нормативно-правовому регулированию, оказанию государственных услуг, управлению государственным имуществом в области обеспечения единства измерений и федеральному государственному метрологическому контролю (надзору);

2) подведомственными федеральному органу исполнительной власти, осуществляющему функции по оказанию государственных услуг и управлению государственным имуществом в области обеспечения единства измерений, государственными научными метрологическими институтами и государственными региональными центрами метрологии;

3) Государственной службой времени, частоты и определения параметров вращения Земли, Государственной службой стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов, Государственной службой стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов, руководство которыми осуществляет федеральный орган исполнительной власти, осуществляющий функции по оказанию государственных услуг и управлению государственным имуществом в области обеспечения единства измерений;

4) метрологическими службами, а также аккредитованными в соответствии с законодательством Российской Федерации об аккредитации в национальной системе аккредитации юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями.

Основными задачами федеральных органов исполнительной власти, осуществляющих функции по выработке государственной политики и нормативно-правовому регулированию, оказанию государственных услуг, управлению государственным имуществом в области обеспечения единства измерений и государственному метрологическому контролю (надзору), являются:

1) разработка государственной политики и нормативно-правовое регулирование в области обеспечения единства измерений, а также координация деятельности по нормативно-правовому регулированию в данной области;

2) организация взаимодействия с органами государственной власти иностранных государств и международными организациями в области обеспечения единства измерений;

3) реализация государственной политики в области обеспечения единства измерений;

4) координация деятельности по реализации государственной политики в области обеспечения единства измерений;

5) осуществление федерального государственного метрологического контроля (надзора) и координация деятельности по его осуществлению;

6) межведомственная координация деятельности по разработке и производству измерительной техники в Российской Федерации;

7) организация мониторинга состояния системы обеспечения единства измерений, прогнозирования измерительных потребностей экономики и общества.

Различают три уровня субъектов метрологии: международный, региональный и национальный (рис. 2.1).

Расшифровка аббревиатур:

МКМВ – Международный комитет мер и весов;

МБМВ – Международное бюро мер и весов;

МОЗМ – Международная организация законодательной метрологии;

ИСО – Международная организация по стандартизации;

ТК – технический комитет;

ГНМЦ – государственные научные метрологические центры;

РКС – Российская калибровочная служба;

МСО – метрологическая служба отраслей;

МСП – метрологическая служба предприятий;

ЦСМ – центр стандартизации и метрологии.

Рисунок 2.1 – Структура субъектов метрологии

Международный уровень представлен международными метрологическими организациями, в состав которых входят представители национальных организаций по метрологии, а региональный – метрологическими организациями стран определенного региона земного шара. Национальный уровень метрологии имеет два подуровня:

– государственный;

– службы юридических лиц.

Каждая группа субъектов национального подуровня обладает определенными функциями и областью компетентности.

Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (далее – Минпромторг) осуществляет регулирование метрологической деятельности в следующих формах: представление в Правительство РФ проектов нормативных правовых актов; рассмотрение и утверждение нормативных правовых актов; осуществление связи с другими федеральными органами исполнительной власти, ведущими метрологическую деятельность.

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (далее – Росстандарт) осуществляет государственное управление обеспечением единства измерений. Росстандарт находится в ведении Минпромторга. Росстандарт является федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по оказанию государственных услуг, управлению государственным имуществом в сфере технического регулирования и метрологии, осуществляет лицензирование деятельности по изготовлению и ремонту средств измерений, а также функции по государственному метрологическому контролю и надзору. Федеральное агентство осуществляет также контроль и надзор за соблюдением обязательных требований национальных стандартов и технических регламентов до принятия Правительством Российской Федерации решения о передаче этих функций другим федеральным органам исполнительной власти.

К компетенции Росстандарта относится:

– 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;

– осуществление государственного метрологического контроля и надзора;

– осуществление контроля за соблюдением условий международных договоров Российской Федерации 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.

Государственная метрологическая служба (далее – ГМС) находится в введении Росстандарта и включает:

– государственные научные метрологические центры;

– органы Государственной метрологической службы на территориях республик в составе Российской Федерации, автономной области, автономных округов, краев, областей, городов Москвы и Санкт-Петербурга. Органы Государственной метрологической службы осуществляют государственный метрологический контроль и надзор на территориях субъектов Федерации.

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

В состав Государственной метрологической службы входят такие ГНМЦ, как:

– Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы (далее – ВНИИМС);

– Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. Менделеева (далее – НПО ВНИИМ им. Д. И. Менделеева);

– Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений (далее – ВНИИФТРИ);

– Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений (далее – ВНИИОФИ);

– Сибирский государственный научно-исследовательский институт метрологии (далее – СНИИМ), г. Новосибирск;

– Уральский научно-исследовательский институт метрологии (далее – УНИИМ), г. Екатеринбург/

Главным центром Государственной метрологической службы является ВНИИМС. Важнейшими направлениями деятельности ВНИИМС как главного центра Государственной метрологической службы ГМС являются общее научно-методическое руководство и координация деятельности метрологических служб, а также разработка научно-методических, организационных, технико-экономических и правовых основ метрологического обеспечения народного хозяйства.

Главными центрами эталонов являются:

– ВНИИМ (специализация величины длины и массы, механические величины, теплофизические величины, ионизирующие излучения, давление, физико-химический состав и свойства веществ);

– ВНИИФТРИ (радиотехнические и магнитные величины, время и частота, акустические и гидроакустические величины, низкие температуры, ионизирующие излучения, давление, твердость, характеристики аэрозолей и т. д.). Во ВНИИФТРИ хранится эталон времени;

– ВНИИОФИ (оптические и оптико-физические величины, акустооптическая спектрометрия, измерения в медицине, измерения параметров лазеров);

– СНИИМ (радиотехнические, электрические и магнитные величины и др.).

Государственная метрологическая служба несет ответственность за метрологическое обеспечение измерений в стране на межотраслевом уровне и осуществляет государственный метрологический контроль и надзор метрологических служб юридических лиц.

В состав органов Государственной метрологической службы входят Государственные региональные центры стандартизации, метрологии и испытаний (далее – ЦСМ), осуществляющие государственный метрологический контроль и надзор во всех регионах России.

ЦСМ создаются в форме федеральных бюджетных учреждений или федеральных автономных учреждений для выполнения работ и (или) оказания услуг в целях обеспечения реализации полномочий федерального органа исполнительной власти.

Приоритетными направлениями деятельности Государственных региональных центров стандартизации, метрологии и испытаний является проведение испытаний для целей государственного надзора, осуществление поверки средств измерений, испытаний средств измерений с целью утверждения их типа, осуществление контрольных мероприятий за соответствием выпускаемых и применяемых средств измерений утвержденным типам, проведение инспекционного контроля аккредитованных метрологических служб юридических лиц оценка состояния измерений в испытательных и измерительных лабораториях.

Кроме того, в области обеспечения единства измерений ЦСМ выполняют платные работы и оказывают платные услуги юридическим и физическим лицам, включая:

– калибровку и поверку средств измерений, аттестацию испытательного оборудования,

– аттестацию методик выполнения измерений, проведение исследований (испытаний) продукции,

– проведение межлабораторных сравнительных испытаний продукции,

– ремонт средств измерений, изготовление эталонов и стандартных образцов, проведение судебных экспертиз и др.

Тема 2.3 Метрологическая служба юридических лиц

Метрологическая служба юридических лиц представлена метрологическими службами федеральных органов управления и предприятий (далее – МСП), являющихся юридическими лицами. Метрологические службы в государственных органах управления и на предприятиях создаются при необходимости в установленном порядке для выполнения работ по обеспечению единства и требуемой точности измерений, а также для осуществления метрологического контроля и надзора. При выполнении работ в сферах, где необходима поверка средств измерения, создание метрологических служб и иных организационных структур по обеспечению единства измерений является обязательным.

Метрологические службы юридических лиц осуществляют метрологический контроль путем калибровки средств измерений, надзора за состоянием и применением средств измерений, аттестованными методиками измерений, эталонами единиц величин, применяемыми для калибровки средств измерений, а также за соблюдением установленных метрологических правил и норм. Кроме того, они осуществляют проверки своевременности представления средств измерений на испытания в целях утверждения типа средств измерений, а также на поверку и калибровку.

МСП, организаций и учреждений включает отдел главного метролога, другие структурные подразделения (поверочные и измерительные лаборатории, группу ремонта средств измерений, бюро проката, и т. д.) и создается для выполнения задач по обеспечению единства измерений и метрологическому обеспечению исследований, разработки, испытаний и эксплуатации продукции или иных областей деятельности, закрепленных за предприятием.

Деятельность МСП регулируется в соответствии с требованиями Р 1323565.1.045—2023 «Рекомендации по стандартизации. Государственная система обеспечения единства измерений. Типовое положение о метрологической службе юридических лиц и индивидуальных предпринимателей», утвержденными и введёнными в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 июня 2023 г. №395-ст.

Метрологические службы создаются с целью выполнения функций и задач по обеспечению единства измерений при исследовании и проектировании, разработке, изготовлении (производстве), поставке, эксплуатации (потреблении, хранении), ремонте и ликвидации продукции, при оказании услуг, в том числе государственных, или в иных областях деятельности, определенных учредительными документами юридических лиц (объединений юридических лиц) и индивидуальных предпринимателей, а также для осуществления метрологического контроля (надзора).

Для выполнения возложенных на метрологическую службу задач она должна иметь положение, структуру, систему обеспечения качества, персонал, необходимые рабочие эталоны, помещения, условия, обеспечивающие проведение поверки средств измерений.

Задачи, функции и права МСП, порядок организации и координации и другие аспекты их деятельности определяются положениями о метрологических службах, утверждаемыми руководителями или уполномоченными ими лицами этих юридических лиц (объединений юридических лиц) или индивидуальными предпринимателями.

Положение о метрологической службе юридического лица (объединения юридических лиц) и индивидуального предпринимателя разрабатывается на основе положений законодательства Российской Федерации об обеспечении единства измерений, нормативных правовых актов федеральных органов исполнительной власти, государственных корпораций, устава юридического лица (объединения юридических лиц) и настоящих рекомендаций.

Положение о метрологической службе юридических лиц (объединений юридических лиц) и индивидуальных предпринимателей содержит информационные данные о юридическом лице (объединении юридических лиц) и индивидуальном предпринимателе соответственно и определяет организационную структуру метрологической службы, задачи, функции, права и обязанности ее участников, порядок организации и координации деятельности метрологической службы.

Содержание типового положения о метрологической службе определено в разделах 5 – 7 рекомендаций Р 1323565.1.045—2023.

В случае отсутствия в структуре юридических лиц (объединении юридических лиц) и индивидуальных предпринимателей специально сформированных МСП, их задачи, функции и права могут быть возложены на другое (другие) структурное подразделение (подразделения) или должностное лицо (должностных лиц) с обязательным, документально оформленным определением ответственности за исполнение задач, функций и обязанностей и наделением их соответствующими правами.

Права и обязанности работников метрологической службы определяются их должностными и производственными инструкциями на основе положения о метрологической службе.

Организационная структура метрологической службы юридического лица (объединений юридических лиц) включает в свой состав все подразделения и (или) работников, наделенных в установленном порядке задачами, функциями и правами, из числа перечисленных в разделе 6 настоящих рекомендаций.

Организационная структура метрологической службы индивидуального предпринимателя может быть представлена индивидуальным предпринимателем либо назначенным им работником (работниками).

Возглавляет МСП главный метролог или иное лицо, назначаемое руководителем юридического лица (объединения юридических лиц) или индивидуальным предпринимателем (уполномоченными им лицами).

При отсутствии МСП (должности главного метролога) их задачи, функции и права распорядительными документами юридического лица могут быть возложены на другое структурное подразделение (должностное лицо).

Ответственность за общее состояние измерений возлагается на руководителя юридического лица (объединения юридических лиц) (уполномоченного им лица), а ответственность за организацию работ по обеспечению единства измерений возлагается на главного метролога.

Метрологическая служба юридического лица (объединения юридических лиц) может включать в себя также:

– головную организацию метрологической службы, осуществляющую выработку технической политики в области обеспечения единства измерений, а также общее организационное, информационное и научно-методическое сопровождение работ и координацию деятельности по обеспечению единства измерений;

– базовые организации метрологической службы, осуществляющие организационное, информационное и научно-методическое сопровождение работ по метрологическому обеспечению по отдельным, закрепленным за ними, направлениям деятельности.

В состав метрологических служб юридических лиц (объединения юридических лиц), в том числе головных и базовых организаций, могут входить структурные подразделения (лаборатории, группы, участки, отделы, бюро) по поверке, калибровке и ремонту средств измерений, по разработке и аттестации методик (методов) измерений, метрологической экспертизе и метрологическому контролю (надзору), другие подразделения по метрологическому обеспечению деятельности юридического лица (объединения юридических лиц).

Задачи, функции и права структурных подразделений метрологической службы юридического лица (объединения юридических лиц) определяются положением о метрологической службе юридического лица (объединения юридических лиц).

Допускается возложение отдельных функций метрологической службы на иные структурные подразделения юридического лица.

Структура и штаты метрологической службы юридического лица (объединения юридических лиц) определяются исходя из объемов работ, с учетом требований профессионального стандарта и того, что работы по обеспечению единства измерений относятся к основным видам деятельности, а подразделения метрологической службы – к основным производственным, научно-исследовательским, конструкторским или технологическим подразделениям.

При создании метрологической службы объединения юридических лиц должны быть предусмотрены и изложены в положении о метрологической службе механизмы взаимодействия между юридическими лицами и метрологической службой объединения юридических лиц, а также вопросы административного и финансового обеспечения деятельности метрологической службы объединения юридических лиц.

Основные задачи МСП:

– разработка нормативных документов, требуемых для организации метрологического обеспечения деятельности юридического лица (объединения юридических лиц) и индивидуального предпринимателя;

– метрологическое обеспечение производственной деятельности юридического лица (объединения юридических лиц) и индивидуального предпринимателя;

– организация и осуществление поверки, калибровки средств измерений, испытаний средств измерений в целях утверждения типа (только для юридических лиц), аттестации методик измерений (при наличии аккредитации), метрологической экспертизы технической документации;

– метрологическая подготовка инженерно-технического состава;

– проведение внутреннего контроля состояния измерений, надзора за применением стандартных образцов, средств измерений, методик измерений;

– оценка эффективности метрологического обеспечения производства.

Общие требования к содержанию, порядку проведения и оформлению результатов метрологического надзора установлены ГОСТ Р 8.884—2015.

Функции метрологических служб юридических лиц (объединения юридических лиц) и индивидуальных предпринимателей (в лице их руководителей):

– планирование и организация выполнения мероприятий по обеспечению единства измерений в деятельности юридического лица (объединения юридических лиц) или индивидуального предпринимателя при проведении исследований, разработки, производства, испытаний и эксплуатации продукции, оказании услуг в области обеспечения единства измерений или в иных областях деятельности, осуществляемых данным юридическим лицом или индивидуальным предпринимателем и нуждающихся в метрологическом обеспечении;

– организация выполнения работ и (или) оказания услуг по обеспечению единства измерений с учетом установленных обязательных требований, а также требований, содержащихся в документах по стандартизации и договорах (контрактах);

– разработка и представление на утверждение проектов нормативных документов, направленных на выполнение задач по обеспечению единства измерений;

– разработка и внедрение документированных процедур выполнения задач метрологической службы в форме стандартов организации, руководств, положений, инструкций, других нормативных документов, устанавливающих распределение ответственности и полномочия должностных лиц;

– обеспечение применения единиц величин в соответствии с действующим законодательством;

– организация и выполнение работ по управлению парком средств измерений, испытаний, контроля, участие в согласовании заявок на их поставку (закупку);

– участие в проведении работ по аттестации испытательного оборудования, в том числе в разработке и метрологической экспертизе программ и методик аттестации испытательного оборудования;

– обеспечение применения в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений стандартных образцов и средств измерений утвержденных типов, при необходимости организация испытаний в целях утверждения типа стандартных образцов и средств измерений;

– участие в создании эталонов, необходимых для метрологического обслуживания применяемых средств измерений, испытаний и контроля, разработка правил содержания и применения, методик аттестации эталонов, организация их первичной аттестации и утверждения в соответствии с требованиями действующего законодательства, организация и обеспечение их периодической аттестации, правильное содержание и применение в процессе эксплуатации;

– организация и проведение (при наличии аккредитации) поверки средств измерений, применяемых юридическим лицом (объединением юридических лиц) и индивидуальным предпринимателем в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений;

– организация и проведение калибровки или поверки (при наличии аккредитации) средств измерений, применяемых юридическим лицом (индивидуальным предпринимателем) вне сферы государственного регулирования обеспечения единства измерений;

– участие в разработке методик (методов) измерений, их аттестации (при наличии аккредитации) и внедрении;

– организация разработки или разработка методик калибровки для средств измерений, применяемых вне сферы государственного регулирования обеспечения единства измерений;

– участие в работах по оценке соответствия технических систем и устройств с измерительными функциями;

– участие в оценке состояния измерений в испытательных, измерительных лабораториях, лабораториях, осуществляющих производственный, аналитический контроль, исследовательские и другие испытания и измерения в интересах юридического лица (объединения юридических лиц);

– участие, если это предусмотрено деятельностью юридического лица (объединения юридических лиц) или индивидуального предпринимателя, в разработке и организации выпуска стандартных образцов для метрологического обеспечения производства выпускаемой ими продукции или оказываемых услуг, также для сторонних организаций и предприятий;

– подготовка в порядке, установленном действующим законодательством, уведомлений о начале деятельности по производству эталонов единиц величин, стандартных образцов и средств измерений (при ее осуществлении);

– участие в разработке новых видов продукции, услуг и технологических процессов, в организации оценки соответствия технологических процессов, в проверке технологического оборудования на соответствие установленным нормам точности;

– организация выполнения уникальных и особо точных измерений;

– участие в подготовке к аттестации производств и сертификации продукции;

– проведение работ по метрологическому обеспечению испытаний продукции;

– участие в подготовке к аккредитации юридического лица или индивидуального предпринимателя в области обеспечения единства измерений к подтверждению компетентности;

– осуществление метрологического контроля (надзора) в структурных подразделениях юридического лица, участие в разработке и реализации (при необходимости) корректирующих действий по устранению выявленных нарушений;

– разработка системы менеджмента качества для подразделений метрологической службы, а также участие в разработке систем менеджмента производства в части управления системами контроля производственной деятельности;

– разработка и внедрение документов, регламентирующих вопросы метрологического обеспечения, участие в работах по совершенствованию (актуализации) базы документов по метрологическому обеспечению;

– организация и проведение работ по обязательной метрологической экспертизе (в соответствии с областью аккредитации) проектной, конструкторской, технологической документации, стандартов, в том числе стандартов организаций, и других объектов в порядке и в случаях, предусмотренных законодательством Российской Федерации;

– организация и проведение работ по метрологической экспертизе проектной, конструкторской, технологической документации и других объектов в порядке и в случаях, не предусмотренных законодательством Российской Федерации;

– обеспечение передачи в установленном порядке сведений о результатах выполненных работ или услуг в области обеспечения единства измерений в федеральные государственные информационные системы;

– организация и проведение аттестации программного обеспечения, применяемого для обработки данных с целью получения своевременной, актуальной и достоверной измерительной информации;

– создание условий для получения измерительной информации, обладающей свойствами, необходимыми и достаточными для выработки определенных решений как в областях деятельности, относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, так и вне этой сферы;

– обеспечение мониторинга и оценка результативности процессов метрологического обеспечения, достоверности результатов измерений, испытаний и контроля, комплексная оценка состояния обеспечения единства измерений, разработка мероприятий по совершенствованию деятельности метрологической службы;

– осуществление идентификации, разработки и ведения перечней различных видов оборудования для мониторинга и измерений, обеспечение управления ими;

– осуществление оценки экономической эффективности работ в области метрологического обеспечения;

– проведение оценки метрологической надежности средств измерений, подготовка предложений по установлению и корректировке интервалов между поверками и калибровками средств измерений;

– осуществление накопления и анализа сведений с целью оценки рисков, связанных с метрологической деятельностью, и показателей, характеризующих эффективность деятельности метрологической службы;

– участие в разработке и контроле выполнения программ (планов развития, графиков и т.п.) метрологического обеспечения продукции на стадиях ее жизненного цикла;

– подготовка и представление руководству предложения по реализации действий, направленных на совершенствование работ в области метрологического обеспечения.

Метрологические службы юридических лиц (объединения юридических лиц) и индивидуальных предпринимателей (в лице их руководителей) имеют право:

– вносить в установленном порядке предложения об отмене или пересмотре нормативных документов юридического лица (объединения юридических лиц) и индивидуального предпринимателя или нормативных правовых актов, противоречащих законодательству Российской Федерации об обеспечении единства измерений;

– готовить документы и представлять заявки для аккредитации, подтверждения компетентности юридического лица или индивидуального предпринимателя в соответствии с законодательством Российской Федерации об аккредитации в национальной системе аккредитации на основе планирования работ (оказания услуг) в области обеспечения единства измерений;

– вносить установленным порядком предложения о заключении договоров на проведение работ (оказание услуг) в области обеспечения единства измерений, закупку (аренду) необходимого оборудования;

– организовывать межлабораторные сравнительные испытания (межлабораторные сличения) в качестве провайдеров;

– участвовать в межлабораторных сравнительных испытаниях (межлабораторных сличениях);

– выполнять работы в области обеспечения единства измерений, в отношении которых предусматривается взаимное признание их результатов на территориях государств – членов Евразийского экономического союза или государств – участников Содружества Независимых Государств (при получении соответствующих полномочий);

– получать финансирование из федерального бюджета для выполнения работ в области обеспечения единства измерений, предусмотренных Федеральным законом;

– выдавать структурным подразделениям юридического лица предписания, направленные на предотвращение, прекращение или устранение нарушений обязательных требований;

– получать от подвергаемых контролю структурных подразделений материалы, необходимые для проведения проверок в порядке осуществления метрологического контроля (надзора);

– организовывать и проводить конференции, выставки, семинары, симпозиумы по вопросам обеспечения единства измерений и участвовать в аналогичных мероприятиях, проводимых федеральными органами исполнительной власти, государственными корпорациями, другими юридическими лицами или индивидуальными предпринимателями.

Метрологическая служба должна иметь систему обеспечения качества, соответствующую ее деятельности в области поверки и объему выполняемых работ.

Руководство по качеству МСП должно содержать следующие основные разделы:

– политика в области качества;

– описание метрологической службы;

– персонал;

– оборудование;

– документация на поверку;

– помещения, окружающая среда;

– порядок приема и регистрации средств измерений на поверку;

– методика проведения поверки;

– архивы.

Политика в области качества должна содержать цель, используемые ресурсы. Основной целью политики в области качества является обеспечение заданных в нормативной и методической документации требований к измерениям.

Ответственность за развитие системы обеспечения качества возлагается на руководителя. Руководитель МСП должен принимать меры к обеспечению соответствия измерительного и поверочного оборудования современным требованиям, регламентированным в нормативных и методических документах; устанавливать порядок приобретения, приемки и ввода в эксплуатацию оборудования.

Эксплуатация оборудования должна производиться в соответствии с нормативной и методической документацией на методы и средства поверки и эксплуатационной документацией на оборудование, с соблюдением правил техники безопасности и других правил, установленных на предприятии.

Ответственный за состояние поверочного оборудования и ответственный за хранение, своевременное пополнение и актуализацию фонда документации на методы и средства поверки средств измерений назначаются распоряжением руководителя МСП.

Ответственные за состояние поверочного оборудования:

– составляют и контролируют выполнение графиков профилактического осмотра, технического обслуживания и ремонта поверочного оборудования;

– ведут журналы учета оборудования;

– хранят и выдают персоналу МСП инструкции по эксплуатации и техническому обслуживанию оборудования;

– составляют и контролируют выполнение графиков поверки средств измерений и эталонов, входящих в поверочное оборудование;

– осуществляют поверку или представляют на поверку в органы Государственной метрологической службы средства измерений и эталоны, входящие в состав поверочного оборудования;

– дают указания персоналу МСП в тех случаях, когда оборудование работает в режиме перегрузки или неправильно эксплуатируется.

Нормативные и методические документы, регламентирующие методы и средства поверки средств измерений, приводятся в паспорте МСП.

Средства измерений должны приниматься МСП из подразделений предприятия на поверку в сроки, установленные графиками поверки.

Регистрация принятых на поверку средств измерений производится в специальном журнале лицами, назначенными распоряжением руководителя МСП.

Представление средств измерений на поверку в органы Государственной метрологической службы должно производиться в соответствии с требованиями ПР 50.2.006—94 «Правила по метрологии. Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок проведения поверки средств измерений».

Методика проведения поверок и оформление результатов поверки должны соответствовать указаниям нормативных и методических документов на методы и средства поверки.

В соответствии с изменениями условий эксплуатации средств измерений и использования результатов измерения в производстве методики поверки средств измерений должны совершенствоваться для обеспечения готовности средств измерений функционировать в новых условиях с заданными характеристиками. Руководитель МСП устанавливает сроки и процедуры систематического внутреннего контроля соблюдения правил выполнения поверки средств измерений.

Протоколы с результатами поверки хранятся не менее 3 лет.

При наличии персональной ЭВМ МСП или вычислительного центра предприятия перечни поверяемых средств измерений, поверочного оборудования, нормативной и методической документации на методы и средства поверки, графики поверки и результаты их выполнения, протоколы поверки заносятся и хранятся в соответствующих банках данных ЭВМ.

Тема 2.4 Государственная метрологическая экспертиза и метрологический надзор

Содержащиеся в проектах нормативных правовых актов Российской Федерации требования к измерениям, стандартным образцам и средствам измерений подлежат обязательной метрологической экспертизе.

Метрологическая экспертиза – это анализ и оценка правильности установления и соблюдения метрологических требований применительно к объекту, подвергаемому экспертизе.

Обязательную метрологическую экспертизу стандартов продукции, проектной, конструкторской, технологической документации и других объектов проводят аккредитованные в соответствии с законодательством РФ юридические лица и индивидуальные предприниматели.

Заключения экспертизы рассматриваются Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии, которое на их основании принимает нормативные правовые акты, содержащие требования к измерениям, стандартным образцам и средствам измерений.

В добровольном порядке может проводиться метрологическая экспертиза продукции, проектной, конструкторской, технологической документации и других объектов, в отношении которых законодательством РФ не предусмотрена обязательная метрологическая экспертиза.

Федеральный государственный метрологический надзор – контрольная деятельность в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, а также в применении установленных законодательством Российской Федерации мер за нарушения, выявленные во время надзорных действий.

Федеральный государственный метрологический контроль (надзор) осуществляется в соответствии с положениями:

– Федерального закона от 31 июля 2020 г. №248-ФЗ «О государственном контроле (надзоре) и муниципальном контроле в Российской Федерации»;

– Положения о федеральном государственном метрологическом контроле (надзоре), утвержденным постановлением Правительства Российской Федерации от 29 июня 2021 г. №1053.

При этом предметом указанного вида надзора является соблюдение юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями обязательных требований в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, установленных:

– Федеральным законом от 26 июня 2008 г. №102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений»;

– постановлением Правительства Российской Федерации от 16 ноября 2020 г. №1847 «Об утверждении перечня измерений, относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений»;

– приказом Минпромторга России от 31 июля 2020 г. №2510 «Об утверждении порядка проведения поверки средств измерений, требований к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке»;

– приказом Минпромторга России от 28 августа 2020 г. №2905 «Об утверждении порядка проведения испытаний стандартных образцов или средств измерений в целях утверждения типа, порядка утверждения типа стандартных образцов или типа средств измерений, внесения изменений в сведения о них, порядка выдачи сертификатов об утверждении типа стандартных образцов или типа средств измерений, формы сертификатов об утверждении типа стандартных образцов или типа средств измерений, требований к знакам утверждения типа стандартных образцов или типа средств измерений и порядка их нанесения».

Федеральный государственный метрологический надзор осуществляется Управлением государственного надзора и контроля Росстандарта и межрегиональными территориальными управлениями Росстандарта.

Этот надзор заключается в систематической проверке соблюдения установленных законодательством РФ об обеспечении единства измерений обязательных требований:

– к единицам величин;

– к эталонам единиц величин;

– к стандартным образцам;

– к средствам измерений при их выпуске из производства, ввозе на территорию РФ, продаже и применении на территории Российской Федерации;

– к наличию и соблюдению аттестованных методик (методов) измерений.

Федеральный государственный метрологический надзор распространяется на юридических лиц и индивидуальных предпринимателей осуществляющих:

– измерения, относящиеся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений;

– выпуск из производства предназначенных для применения в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений эталонов единиц величин, стандартных образцов и средств измерений, а также их ввоз на территорию РФ, продажу и применение;

– расфасовку товаров.

Осуществление Федерального государственного метрологического надзора выполняется на основе плановых и внеплановых проверок, которые определяются в качестве административных процедур. Плата за исполнение данной государственной функции не взимается. По результатам проверки составляется акт проверки и вручается объекту надзора.

При выявлении нарушений обязательных требований законодательства РФ об обеспечении единства измерений должностные лица, проводившие проверку, обязаны:

– выдать проверяемому лицу обязательное к исполнению предписание об устранении выявленных нарушений с указанием срока устранения;

– выдать проверяемому лицу предписание о запрещении выпуска из производства, ввоза в РФ, продажи или применении стандартных образцов, эталонов и средств измерений с выявленными нарушениями;

– нанести на средство измерений или эталон знак непригодности.

Проверяющие могут направлять материалы о нарушениях требований законодательства РФ об обеспечении единства измерений в судебные и следственные органы в случаях, предусмотренных законодательством РФ.

Государственный метрологический надзор осуществляется на предприятиях, в организациях и учреждениях независимо от их подчиненности и форм собственности в виде проверок выпуска, состояния и применения средств измерений, эталонов и соблюдения иных метрологических правил и норм.

Проверки проводятся на предприятиях, деятельность которых относится к сферам распространения государственного метрологического контроля и надзора.

Основными задачами проверок являются:

– определение соответствия выпускаемых средств измерений утвержденному типу;

– определение состояния и правильности применения средств измерений, в том числе эталонов, применяемых для поверки СИ;

– определение правильности использования аттестованных методик выполнения измерений;

– контроль соблюдения метрологических правил и норм.

Государственный метрологический надзор за выпуском средств измерений включает в себя:

– проверку соблюдения основных правовых и юридических требований при выпуске средств измерений, например, наличие аттестатов аккредитации на право проведения поверок, наличие утвержденной в установленном порядке конструкторской и технологической документации и т. п.;

– проверку соблюдения метрологических требований к техническим средствам, используемым при выпуске СИ;

– проверку наличия эталонов, необходимых для первичной поверки, и требований к процедуре поверки эталонов и т. п.;

– проверку соблюдения метрологических требований к процедурам испытаний средств измерений, в том числе выполнение требований документов, регламентирующих порядок испытаний средств измерений и их поверку;

– проверку соответствия выпускаемых средств утвержденному типу.

Государственный метрологический надзор за состоянием и применением методик выполнения измерений (далее – МВИ) производят для обеспечения точности результатов измерений и достоверности результатов контроля и испытаний (сведение к рациональному минимуму вероятности ошибочных решений по результатам измерений, контроля и испытаний).

Государственный метрологический надзор за состоянием МВИ включает в себя: контроль полноты сведений об МВИ; проверку выполнения требования об обязательной аттестации; проверку соблюдения установленного порядка и процедур аттестации МВИ.

Тема 2.5 Метрологический надзор, осуществляемый метрологическими службами юридических лиц

ГОСТ Р 8.884—2015 «Национальный стандарт Российской Федерации. Государственная система обеспечения единства измерений. Метрологический надзор, осуществляемый метрологическими службами юридических лиц. Основные положения», утверждённый и введённый в действие Приказом Росстандарта от 04 июня 2015 №553-ст устанавливает общие требования к содержанию, порядку проведения и оформлению результатов метрологического надзора за состоянием и применением средств измерений, методик измерений, эталонами единиц величин, соблюдением метрологических правил и норм, содержащихся в нормативных документах по обеспечению единства измерений (далее – метрологический надзор), осуществляемому метрологическими службами юридических лиц.

Их можно классифицировать по нескольким признакам, наиболее важные из которых отражены на рис. 3.1.

В зависимости от способа получения результатов все измерения делятся на четыре вида: прямые, косвенные, совместные и совокупные.

Прямое измерение – измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных в результате выполнения измерения. Примерами прямых измерений служат измерения длины тела масштабной линейкой, массы при помощи весов, избыточного давления с помощью манометра. Это самый распространенный вид измерений на производственных объектах.

Областями применения стандарта являются:

– производство продукции, в том числе средств измерений;

– испытания, поверка и калибровка средств измерений и технических устройств, выполняющих измерительные функции, включая аттестацию испытательного оборудования;

– использование и применение средств измерений, испытательного оборудования;

– техническое обслуживание и ремонт средств измерений, испытательного оборудования, технических устройств, выполняющих измерительные функции;

– аттестация и применение методик измерений;

– осуществление деятельности в сферах государственного регулирования;

– осуществление деятельности по сертификации продукции и услуг;

– осуществление деятельности в области энергосбережения.

Метрологический надзор – контрольная деятельность, осуществляемая метрологической службой юридического лица, заключающаяся в систематической проверке соблюдения метрологических требований как в сферах, так и вне сфер государственного регулирования, в предотвращении нарушений, а также в принятии мер по устранению нарушений, выявленных во время надзорных действий.

Метрологическая служба – организующие и (или) выполняющие работы по обеспечению единства измерений и (или) оказывающие услуги по обеспечению единства измерений структурное подразделение центрального аппарата федерального органа исполнительной власти и (или) его территориального органа, юридическое лицо или структурное подразделение юридического лица либо объединения юридических лиц, работники юридического лица, индивидуальный предприниматель.

Метрологические требования – требования к влияющим на результат и показатели точности измерений характеристикам (параметрам) измерений, эталонов единиц величин, стандартных образцов, а также к условиям, при которых эти характеристики (параметры) должны быть обеспечены.

Обязательные метрологические требования – метрологические требования, установленные нормативными правовыми актами Российской Федерации и обязательные для соблюдения на территории Российской Федерации.

Средство измерений – техническое средство, предназначенное для измерений.

Стандартный образец – образец вещества (материала) с установленными по результатам испытаний значениями одной и более величин, характеризующих состав или свойство этого вещества (материала).

Технические системы и устройства с измерительными функциями – технические системы и устройства, которые наряду с их основными функциями выполняют измерительные функции.

Технические требования к средствам измерений – требования, которые определяют особенности конструкции средств измерений (без ограничения их технического совершенствования) в целях сохранения их метрологических характеристик в процессе эксплуатации средств измерений, достижения достоверности результата измерений, предотвращения несанкционированных настройки и вмешательства, а также требования, обеспечивающие безопасность и электромагнитную совместимость средств измерений.

Утверждение типа стандартных образцов или типа средств измерений – документально оформленное в установленном порядке решение о признании соответствия типа стандартных образцов или типа средств измерений метрологическим и техническим требованиям (характеристикам) на основании результатов испытаний стандартных образцов или средств измерений в целях утверждения типа.

Эталон единицы величины – техническое средство, предназначенное для воспроизведения, хранения и передачи единицы величины.

Объектами метрологического надзора являются:

– состояние и применение средств измерений, эталонов, стандартных образцов, технических устройств с измерительными функциями, испытательного и контрольного оборудования, средств допускового контроля, используемых как в сферах, так и вне сфер государственного регулирования;

– состояние и применение методик измерений, используемых как в сферах, так и вне сфер государственного регулирования;

– результаты измерений;

– соблюдение метрологических правил и норм, устанавливаемых нормативными документами, включая требования к количеству фасованных товаров в упаковках любого вида;

– соблюдение порядка осуществления поверки, калибровки средств измерений, аттестации методик измерений и испытательного оборудования, паспортизации средств допускового контроля; и

– другие объекты метрологического надзора, на которые распространяются метрологические правила и нормы, соответствующие специфике деятельности предприятия.

Метрологический надзор на предприятии может быть введен:

– внесением соответствующего пункта в Положение о метрологической службе федерального органа исполнительной власти или юридического лица (далее – предприятия);

– административным решением (приказом) руководителя предприятия или предписанием федерального органа исполнительной власти, с указанием сферы распространения, лиц, ответственных за осуществление метрологического надзора, их прав и обязанностей;

– административным решением (приказом) руководителя предприятия, вызванным исключительными обстоятельствами, такими как рекламации на продукцию, жалобы или требования потребителей, необходимостью поиска причины устойчивого брака, необходимостью поиска причины возникновения опасности для здоровья людей или загрязнения окружающей среды и т. п.

Административным решением руководителя предприятия лица, ответственные за осуществление метрологического надзора, могут получать полномочия «Инспектора по обеспечению единства измерений» на данном предприятии.

Периодичность осуществления метрологического надзора устанавливает руководитель метрологической службы предприятия. Периодичность метрологического надзора должна обеспечивать его систематический характер с целью принятия своевременных мер по обнаружению, предотвращению и устранению обнаруженных нарушений.

Руководитель метрологической службы своим распоряжением образует комиссию для проведения проверки и назначает ее председателя. Лица, назначенные приказом руководителя предприятия инспекторами по обеспечению единства измерений, могут осуществлять метрологический надзор самостоятельно без образования комиссии в соответствии с установленной периодичностью или по распоряжению руководителя метрологической службы.

При осуществлении метрологического надзора за состоянием и применением средств измерений, технических устройств с измерительными функциями, испытательного оборудования (см. ГОСТ Р 8.568), средств допускового контроля (см. ГОСТ Р 8.731) проверяют:

– правильность отнесения средств измерений, технических устройств с измерительными функциями, испытательного оборудования, средств допускового контроля к техническим устройствам, используемым в сферах государственного регулирования в области обеспечения единства измерений (включая составление перечня средств измерений, подлежащих поверке);

– обеспеченность средств измерений поверкой (калибровкой). Наличие доказательств прослеживаемости результатов поверки (калибровки);

– правильность проведения калибровки, а в случае необходимости, поверки средств измерений, и наличие на эти виды деятельности документальных свидетельств компетентности в соответствии с требованиями ГОСТ ИСО/МЭК 17025;

– соответствие процедуры проведения калибровки или поверки средств измерений, аттестации испытательного оборудования, стандартных образцов и паспортизации средств допускового контроля требованиям нормативных документов;

– наличие оттисков поверительных клейм, калибровочных клейм (знаков), свидетельств о поверке, сертификатов о калибровке или других документальных свидетельств, подтверждающих факт проведения поверки, калибровки или аттестации;

– соответствие сроков проведения поверки (калибровки, аттестации испытательного оборудования) требованиям нормативных документов;

– наличие и целостность поверительных клейм (основного и защитного) и калибровочных клейм (знаков);

– отсутствие повреждений или чрезмерного износа средства измерений, технических устройств с измерительными функциями, испытательного оборудования, средств допускового контроля в процессе эксплуатации, приводящих к изменению метрологических характеристик;

– правильность использования средства измерений, технических устройств с измерительными функциями, испытательного оборудования, средств допускового контроля по назначению;

– соответствие условий эксплуатации требованиям нормативных документов (соответствие внешних влияющих факторов установленным нормам: по влажности, давлению, чистоте окружающей среды, вибрации и т.д.);

– правильность монтажа и установки средств измерений, технических устройств с измерительными функциями, испытательного оборудования, средств допускового контроля;

– правильность настройки средств измерений, технических устройств с измерительными функциями, испытательного оборудования, средств допускового контроля;

– полноту и качество комплектации средств измерений, технических устройств с измерительными функциями, испытательного оборудования, средств допускового контроля;

– правильность выполнения технического обслуживания и ремонта средств измерений, технических устройств с измерительными функциями, испытательного оборудования, средств допускового контроля в соответствии с требованиями нормативной (ремонтной) документации, наличие условий для выполнения данных работ и соответствие квалификации персонала предъявляемым требованиям;

– правильность хранения средств измерений, технических устройств с измерительными функциями, испытательного оборудования, средств допускового контроля, которые не используют постоянно;

– соответствие средств измерений, технических устройств с измерительными функциями, испытательного оборудования, средств допускового контроля, их размещения и установки основным общетехническим требованиям и правилам техники безопасности, а также требованиям, предъявляемым к охране окружающей среды.

При осуществлении метрологического надзора за методиками измерений проверяют:

– наличие аттестации методик измерений, применяемых в сферах государственного регулирования и наличие документов, подтверждающих проведение аттестации;

– правильность определения метрологических характеристик методик измерений, применяемых вне сфер государственного регулирования;

– соответствие фактических условий применения методики измерений условиям, регламентируемым в документе на методику измерений;

– полноту и правильность проведения процедуры и оформления результатов измерений в соответствии с требованиями документа на методику измерений.

При осуществлении метрологического надзора за эталонами единиц величин, стандартными образцами состава и свойств веществ и материалов (см. ГОСТ 8.315) (далее – эталоны) проверяют:

– наличие доказательств прослеживаемости эталонов к государственным эталонам, свидетельств о поверке (сертификатов о калибровке) эталона;

– наличие и соблюдение графика поверки (калибровки) эталонов;

– наличие договора (ов) с государственными региональными центрами метрологии или другими юридическими лицами на проведение поверки (калибровки) эталонов;

– соответствие условий эксплуатации и хранения эталонов требованиям нормативных документов.

При осуществлении метрологического надзора за соблюдением метрологических правил и норм, нормативных документов по обеспечению единства измерений проверяют:

– полноту и актуальность нормативных документов, регламентирующих метрологическую деятельность юридического лица;

– состояние выполнения подразделениями юридического лица требований по организации и проведению измерений, испытаний;

– условия, в которых проводят измерения, испытания, а также поверку и калибровку средств измерений;

– квалификацию персонала, выполняющего измерения, испытания, а также поверку (калибровку) средств измерений, в соответствии с требованиями, установленными в нормативных документах на данные виды деятельности;

– правильность использования единиц величин, допущенных к применению или установленных заказчиком, их кратных или дольных значений;

– правильность применения наименований и обозначений единиц величин, их кратных и дольных значений;

– правильность обозначения метрологических характеристик средств измерений и методик измерений в установленной форме и в установленном месте;

– правильность применения наименований и обозначений средств измерений и эталонов;

– правильность выбора средств измерений и методик измерений в зависимости от допуска на контролируемый параметр и погрешности (неопределенности) измерений;

– наличие и документирование результатов внутреннего надзора за количеством фасованных товаров в упаковках любого вида в соответствии с требованиями ГОСТ 8.579;

– правильность паспортизации средств допускового контроля, контрольных образцов продукции и дефектов.

При осуществлении проверки своевременности представления средств измерений на испытания в целях утверждения типа средств измерений, а также на поверку и калибровку устанавливают:

– наличие разработок новых средств измерений и необходимость их представления на испытания в целях утверждения типа, наличие сертификатов утверждения типов для импортных средств измерений;

– наличие перечня средств измерений, входящих в сферу государственного регулирования, и графика их представления на поверку, согласованного с региональными государственными центрами метрологии или другими юридическими лицами, аккредитованными на право поверки средств;

– наличие графика калибровки средств измерений;

– соблюдение порядка представления средств измерений на испытания в целях утверждения типа средств измерений, соблюдение графиков поверки и калибровки средств измерений;

– наличие и соблюдение графика аттестации испытательного оборудования.

Объекты, содержание и функции метрологического надзора на каждом конкретном предприятии могут быть расширены с учетом выполнения специфических задач, стоящих перед производством. Желательно, чтобы перечень объектов, подлежащих метрологическому надзору, был максимально конкретизирован.

В качестве объектов метрологического надзора могут быть представлены конкретные перечни средств измерений, эталонов, методик измерений, испытательного оборудования, средств допускового контроля с указанием их места эксплуатации и приоритета при осуществлении метрологического надзора с точки зрения вероятности и тяжести последствий нарушений технических и метрологических требований.

Описание содержания и функций метрологического надзора должно быть также конкретным, соответствующим объектам метрологического надзора. В ряде случаев метрологический надзор может брать на себя функции метрологической экспертизы.

Функции метрологического надзора могут распространяться на соблюдение метрологических требований к технологическим процессам изготовления продукции, включая: изготовление средств измерений, стандартных образцов, контрольных образцов продукции, контрольных образцов дефектов, фасованных товаров в упаковках, продукции, изготавливаемой по рецептам и др.

Порядок проведения метрологического надзора, осуществляемого метрологической службой юридического лица, устанавливают в нормативном документе, утверждаемом руководителем данного юридического лица [стандарт предприятия (организации), регламент, инструкция и т.п.].

Порядок проведения метрологического надзора на крупном предприятии или в холдинге может предполагать многоуровневое осуществление метрологического надзора, включая ответственных за состояние и применение объектов метрологического надзора на местах их эксплуатации, руководителей соответствующих подразделений, инспекторов по обеспечению единства измерений на предприятии, должностное лицо предприятия (холдинга), определяющее политику по метрологическому обеспечению предприятия (холдинга), с указанием функций и способа документирования результатов метрологического надзора на каждом уровне.

Проверки в рамках метрологического надзора могут быть оперативными, осуществляемыми инспекторами по обеспечению единства измерений предприятия (организации), и плановыми (внеплановыми), осуществляемыми комиссией. Состав комиссии, порядок ее формирования и полномочия устанавливают в нормативном документе, регламентирующем проведение метрологического надзора.

Порядок проведения метрологического надзора должен предполагать не только процедуры обнаружения нарушений метрологических правил и норм, но и процедуры принятия мер по устранению обнаруженных нарушений и по предотвращению нарушений в дальнейшем.

Порядок проведения метрологического надзора следует устанавливать с учетом взаимодействия инспекторов по обеспечению единства измерений на предприятии с ответственными за состояние и применение объектов метрологического надзора в подразделениях предприятия и с другими лицами, полномочия которых распространяются на объекты метрологического надзора.

Порядок, содержание и условия проведения метрологического надзора, выполняемого в качестве услуги для сторонней организации на основании заключаемого договора, определяют условиями этого договора.

В соответствии с порядком проведения метрологического надзора на предприятии оформление результатов метрологического надзора может осуществляться одним из следующих способов или их сочетанием:

– ведение лицом, выполняющим функции инспектора по обеспечению единства измерений на предприятии, журнала проведения метрологического надзора, в котором фиксируют все оперативные данные по проводимым инспектором проверкам, включая: дату проверки; перечень объектов метрологического надзора, подвергнутых проверке; содержание проверки и другие сведения, необходимые для последующего анализа;

– наличие у подразделения, применяющего объекты, подлежащие метрологическому надзору, журнала мониторинга состояния объектов метрологического надзора, ведение которого поручают ответственным за состояние и применение этих объектов;

– оформление акта проверки, осуществляемой либо инспектором (ами) по обеспечению единства измерений на предприятии, либо комиссией, назначаемой руководством предприятия.

При проведении проверки в рамках осуществления метрологического надзора комиссией оформление акта проверки является обязательным.

Ответственность за полноту, достоверность и объективность изложенных в акте материалов несет председатель комиссии по проверке.

Акт подписывают все члены комиссии по проверке, после чего в него не допускается вносить изменения или дополнения.

При наличии разногласий по содержанию акта окончательное решение принимает председатель комиссии.

Члены комиссии по проверке, а также ответственные представители проверяемых подразделений предприятия, не согласные с указанным решением, вправе изложить в письменной форме свое особое мнение, которое прилагают к акту.

Содержание акта доводят до сведения руководителя проверяемого подразделения, который его подписывает. В случае отказа от подписи в акте оформляют соответствующую запись, подтверждаемую председателем комиссии.

Акт проверки составляют, как правило, в двух экземплярах. Первый экземпляр передают руководителю проверяемого подразделения, второй экземпляр оставляют у метрологической службы. В случае обнаружения серьезных нарушений, требующих вмешательства руководства предприятия, копию акта направляют руководству предприятия для принятия необходимых мер.

Порядок оформления актов проверок, осуществляемых уполномоченными инспекторами по обеспечению единства измерений на предприятии, должны быть определены руководителем предприятия и зафиксированы в нормативном документе предприятия.

При обнаружении нарушений комиссия или лица, проводившие проверку, выдают предписания, направленные на предотвращение, прекращение или устранение нарушений метрологических правил и норм.

В случае, если характер обнаруженных нарушений такой, что они по объективным причинам не могут быть устранены силами проверяемого подразделения предприятия, лица, проводившие проверку, обязаны официально обратиться к руководству предприятия с конкретными предложениями по мерам, которые должны быть предприняты для устранения обнаруженных нарушений с указанием последствий, если данные нарушения не будут устранены.

Оформление результатов метрологического надзора, выполняемого для сторонней организации на основании заключаемого договора, определяется условиями данного договора.

Лица, осуществляющие метрологический надзор, обязаны:

– руководствоваться в своей деятельности Федеральным законом «Об обеспечении единства измерений», нормативными документами по метрологии, действующим законодательством, требованиями настоящего стандарта, требованиями документа, определяющего порядок осуществления метрологического надзора на данном предприятии;

– соблюдать правила доступа лиц в подразделения предприятия;

– обеспечивать полноту, достоверность и объективность результатов проверок;

– применять все доступные им меры по предотвращению, прекращению и устранению нарушений метрологических правил и норм;

– осуществлять анализ обнаруженных нарушений с целью устранения причин их возникновения и доводить его до сведения руководства предприятия.

Лица, осуществляющие метрологический надзор, имеют право:

– посещать все подразделения предприятия, выполняющие измерения и хранящие средства измерений и другие объекты метрологического надзора, в соответствии с правилами доступа лиц в подразделения предприятия;

– получать от должностных лиц предприятия необходимую информацию в соответствии с настоящим стандартом;

– осуществлять проверки в соответствии с разделом 5 и выдавать соответствующие предписания;

– гасить калибровочные клейма или аннулировать сертификаты о калибровке на непригодные СИ, выдавать предписания об изъятии непригодных СИ из эксплуатации;

– запрещать применение в сферах государственного регулирования в области обеспечения единства измерений средств измерений неутвержденных типов, не соответствующих утвержденному типу, и неповеренных;

– при необходимости изымать средство измерений из эксплуатации;

– в случае обнаружения серьезных нарушений метрологических правил и норм, чреватых неизбежными отрицательными последствиями для производства, безопасности, охраны окружающей среды и здоровья людей, направлять руководству предприятия предложения о наказании виновных в нарушениях и предложения о немедленном устранении недостатков;

– руководство предприятия может наделить лиц, осуществляющих метрологический надзор, дополнительными правами.

В зависимости от тяжести последствий, к которым привело или могло привести данное нарушение метрологических правил и норм, могут применяться следующие меры:

– выдача предписания подразделению предприятия об устранении выявленных нарушений;

– гашение калибровочного клейма или аннулирование сертификата о калибровке для непригодных средств измерений;

– выдача предписания об изъятии из эксплуатации непригодных средств измерений;

– административное взыскание, налагаемое руководством предприятия;

– экономические меры, применяемые руководством предприятия и другие меры по усмотрению руководства предприятия;

– оформление официального обращения к руководству предприятия с конкретными предложениями по мерам, которые должны быть предприняты, с указанием последствий неустранения нарушений.

В зависимости от потребностей предприятия (производства) и возможностей метрологической службы, а также от условий договора по осуществлению метрологического надзора на стороннем предприятии, метрологическая служба может брать на себя выполнение следующих функций по устранению нарушений:

– замена неповеренных (неоткалиброванных) средств измерений на поверенные (откалиброванные) из обменного фонда метрологической службы;

– организация (осуществление) поверки (калибровки) средств измерений;

– аттестация методик измерений или испытательного оборудования;

– метрологическая экспертиза конструкторско-технологической документации;

– организация дополнительного обучения персонала и др.

9.3 Осуществление метрологического надзора должно в обязательном порядке предусматривать проведение анализа обнаруженных нарушений, с целью устранения причин их возникновения. Метрологический надзор должен носить характер корректирующих и предупреждающих действий.

Глава 3. Понятия, виды измерений и средства измерений

Тема 3.1 Понятие и виды измерений

Измерение – совокупность действий для определения отношения одной (измеряемой) величины к другой однородной величине, принятой всеми участниками за единицу, хранящуюся в техническом средстве (средстве измерений). Получившееся значение называется числовым значением измеряемой величины, числовое значение совместно с обозначением используемой единицы называется значением физической величины

Измерения как экспериментальные процедуры определения значений измеряемых величин весьма разнообразны, что объясняется множеством измеряемых величин, различным характером их измерения во времени, различными требованиями к точности измерений и т. д. Существует несколько видов измерений.

Их можно классифицировать по нескольким признакам, наиболее важные из которых отражены на рис. 3.1.

В зависимости от способа получения результатов все измерения делятся на четыре вида: прямые, косвенные, совместные и совокупные.

Прямое измерение – измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных в результате выполнения измерения. Примерами прямых измерений служат измерения длины тела масштабной линейкой, массы при помощи весов, избыточного давления с помощью манометра. Это самый распространенный вид измерений на производственных объектах.

Косвенное измерение – измерение, при котором искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям. При косвенном измерении значение измеряемой величины получают путем решения уравнения x = f (x1, x2, x3,…,xn), где x1, x2, x3,…,xn – значения величин, полученных прямыми измерениями.

Рисунок 3.1 – Классификация видов измерений

Примерами косвенных измерений могут служить измерение объема тела по прямым измерениям его геометрических размеров, нахождение удельного сопротивления проводника по его сопротивлению, длине и площади поперечного сечения, определение сопротивления резистора R из уравнения R=U/I, в которое подставляют измеренные значения падения напряжения U на резисторе и тока I через него.

Косвенные измерения широко распространены в тех случаях, когда искомую величину невозможно или слишком сложно измерить непосредственно или, когда прямое измерение дает менее точный результат. Роль косвенных измерений особенно велика при измерении величин, недоступных непосредственному экспериментальному сравнению, например, размеров астрономического или внутриатомного порядка.

Совместные измерения – это производимые одновременно измерения двух или нескольких не одноименных величин для нахождения зависимости между ними. При этом решают систему уравнений.

Примером совместного измерения является определение постоянных коэффициентов в уравнении известной зависимости сопротивления проводника от температуры Rt=R₀ (1+αt).

Вначале измеряют электрическое сопротивление проводника при одной температуре R=R₁ при t₁, затем делают аналогичный замер при другой температуре R=R₂ при t₂. После этого составляют систему из двух уравнений, из которых находят искомые параметры R0 и A зависимости.

Совокупные измерения – это производимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомую величину определяют решением системы уравнений, получаемых при прямых измерениях различных сочетаний этих величин.

По числу наблюдений измерения подразделяются на обыкновенные и статистические.

Обыкновенные (однократные) измерения – измерения, выполняемые один раз (с однократным наблюдением).

Статистические (многократные) измерения – измерения одного итого же размера величины, результат которого получают из нескольких следующих друг за другом однократных измерений (с многократными наблюдениями).

С какого числа можно считать измерения многократными? Строгого ответа на этот вопрос нет. Однако известно, что с помощью таблиц статистических распределений ряд измерений может быть обработан по правилам математической статистики при числе наблюдений n = 4. Поэтому считается, что измерение можно считать многократным при числе наблюдений не менее 4. Во многих случаях, особенно в быту, выполняются именно однократные измерения. Например, измерение конкретного момента времени по часам обычно производится один раз. Однако при некоторых измерениях для уверенности в получаемом результате одного отсчета недостаточно. Поэтому часто и в быту рекомендуется проводить не одно, а несколько измерений.

По характеру зависимости измеряемой величины от времени измерения разделяются на динамические и статические.

Динамические измерения – измерения величин, размер которых изменяется с течением времени.

Быстрое изменение размера измеряемой величины требует ее измерения с точной фиксацией момента времени. Например, измерение расстояния до уровня земли со снижающегося самолета или измерение переменного напряжения электрического тока. По существу, динамическое измерение является измерением функциональной зависимости измеряемой величины во времени.

Статические измерения – измерения величин, принимаемых в соответствии с конкретной измерительной задачей за неизменные на протяжении времени измерения.

Например, измерение линейного размера изготовленной детали при нормальной температуре можно считать статическим, поскольку колебания температуры в цехе на уровне десятых долей градусов вносят погрешность измерений не более 10 мкм/м, несущественную по сравнению с погрешностью изготовления детали. Поэтому в этой измерительной задаче можно считать измеряемую величину неизменной.

По условиям, определяющим точность результатов, измерения бывают: максимально возможной точности, контрольно-поверочные и технические.

Измерения максимально возможной точности – это измерения с точностью максимально достижимой при существующем уровне техники. К ним относят, в первую очередь, эталонные измерения, связанные с максимально возможной точностью воспроизведения установленных единиц физических величин, и, кроме того, измерение физических констант, прежде всего универсальных (например, абсолютного значения ускорения свободного падения, гиромагнитного отношения протона и др.).

Контрольно-поверочные измерения – это измерения, погрешность которых с определенной вероятностью не должна превышать заданного значения. К ним относятся измерения, выполняемые лабораториями государственной метрологической службы и производственными метрологическими лабораториями, осуществляемые такими средствами измерений и по такой методике, которые гарантируют погрешность результата с определенной вероятностью, не превышающей некоторого, заранее заданного значения.

Технические измерения – это измерения, в которых погрешность результата определяется характеристиками средств измерения. Технические измерения являются наиболее распространенными и выполняются во всех отраслях хозяйства и науки. К ним, в частности, относятся и технологические измерения.

По способу выражения результатов измерения различают относительные и абсолютные измерения.

Относительные измерения – это измерения отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или измерения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную.

Абсолютные измерения – это измерения, основанные на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и (или) использовании значений физических констант. Например, измерение силы с помощью динамометра будет относительным измерением, а ее измерение путем использования физической константы g (ускорение свободного падения) и мер массы (основной величины СИ) – абсолютным.

При проведении абсолютных измерений в распоряжении экспериментатора не имеется единицы измеряемой величины. В связи с этим приходится ее воспроизводить непосредственно в процессе измерений. Это возможно двумя способами:

– получать «непосредственно из природного мира», т. е. воспроизводить ее на основе физических законов и фундаментальных физических констант (такое измерение в международном словаре метрологических терминов VIM называется фундаментальным измерением);

– воспроизводить единицу на основании известной зависимости между нею и единицами других величин.

Внедрение и метрологическое обеспечение относительных измерений, как правило, являются наилучшим решением многих измерительных задач, поскольку они являются наиболее простыми, точными и надежными, чем абсолютные измерения. Абсолютные измерения на практике должны применяться в виде исключения. Их сфера применения – независимое воспроизведение основных единиц СИ и открытие новых физических закономерностей. Взаимодействие средств измерений с объектом основано на физических явлениях, совокупность которых составляет принцип измерений.

Принцип измерений – физическое явление или эффект, положенный в основу измерений тем или иным средством измерений.

Примерами принципов измерений являются:

– применение эффекта Джозефсона для измерений электрического напряжения;

– применение эффекта Доплера для измерения скорости;

– применение силы тяжести при измерении массы взвешиванием;

– зависимость сопротивления платины от температуры, реализованная в платиновых термометрах сопротивления.

Тема 3.2 Понятие и классификация средств измерений

Средство измерений (далее – СИ) – техническое средство (или их комплекс), предназначенное для измерений и имеющее нормированные метрологические характеристики.

В отличие от таких технических средств, как индикаторы, предназначенных для обнаружения физических свойств (компас, лакмусовая бумага, осветительная электрическая лампочка), средства измерений позволяют не только обнаружить физическую величину, но и измерить ее, т.е. сопоставить неизвестный размер с известным. Если физическая величина известного размера есть в наличии, то она непосредственно используется для сравнения (измерение плоского угла транспортиром, массы – с помощью весов с гирями). Если же физической величины известного размера в наличии нет, то сравнивается реакция (отклик) прибора на воздействие измеряемой величины с проявившейся ранее реакцией на воздействие той же величины, но известного размера (например, измерение силы тока амперметром).

Другими отличительными признаками средства измерений являются, во-первых, «умение» хранить (или воспроизводить) единицу физической величины; во-вторых, неизменность размера хранимой единицы. Если же размер единицы в процессе измерений изменяется более, чем установлено нормами, то с помощью такого средства невозможно получить результат с требуемой точностью.

По роли, выполняемой в системе обеспечения единства измерений, СИ делятся на:

– метрологические, предназначенные для метрологических целей – воспроизведения единицы и (или) хранения или передачи размера единицы;

– рабочие, применяемые для измерений, не связанных с передачей размера единиц.

По уровню автоматизации все СИ делятся на три группы:

– неавтоматические;

– автоматизированные, производящие в автоматическом режиме одну или часть измерительной операции;

– автоматические, производящие без непосредственного участия человека измерения и все операции, связанные с обработкой их результатов (регистрацией), передачей данных или выработкой управляющих сигналов.

По уровню стандартизации средства измерений подразделяются на:

– стандартизованные, изготовленные в соответствии с требованиями государственного или отраслевого стандарта;

– не стандартизованные (уникальные), предназначенные для решения специальной измерительной задачи, в стандартизации требований к которым нет необходимости.

По отношению к измеряемой физической величине средства измерения делятся на:

– основные – это СИ той физической величины, значение которой необходимо получить в соответствии с измерительной задачей;

– вспомогательные – это СИ той физической величины, влияние которой на основное средство измерений или объект измерения необходимо учесть для получения результатов измерения требуемой точности.

По виду (рис. 3.2) средства измерений подразделяют на:

– меры;

– измерительные приборы;

– измерительные преобразователи;

– измерительные установки и системы.

Рисунок 3.2 – Классификация средств измерений по виду

Мера – средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров. Различают меры однозначные (гиря 1 кг, калибр, конденсатор постоянной ёмкости); многозначные (масштабная линейка, конденсатор переменной ёмкости); наборы мер (набор гирь, набор калибров).

В качестве мер для линейных измерений применяются масштабные линейки и рулетки, штангенциркули, микрометры, калибры, индикаторы, измерительные микроскопы, оптиметры, компараторы и т. д.

Современный уровень техники позволяет производить линейные измерения с точностью в несколько микрометров (мкм), а иногда и долей микрометра. Однако высокая точность измерений требуется в весьма редких случаях. Всегда нужно учитывать, что чем выше точность, тем сложнее и дороже измерительный прибор, а во многих случаях и уже диапазон измеряемых данным прибором размеров. Поэтому не следует применять приборы высокой точности в случае, где нет особой необходимости. Кроме того, надо помнить, что повышение точности измерений не всегда является возможным и разумным, если качество обработки поверхности измеряемого тела таково, что колебания в его размерах превышают цену деления применяемого измерительного прибора.

В каждом конкретном случае выбор измерительного прибора для линейных измерений определяется следующими факторами: целью измерений, требованиями, предъявляемыми к точности измерений, затратами времени и материальных средств на производство измерений.

Для каждой группы существует свой класс, то есть максимальная погрешность, которую можно допустить при определении геометрических параметров измеряемого объекта. Механические приборы могут быть:

– бесшкальные – для выяснения прямолинейности контактных поверхностей;

– штанген-инструменты – для выставления внутренних/внешних габаритов;

– головки (пружинные, рычажные, комбинированные) – для фиксации биения;

– микрометрические – для выдерживания параметров особо точных резьбовых соединений (шаг доходит до 0,01 мм).

Набор мер, конструктивно объединенных в единое устройство, в котором имеются приспособления для их соединения в различных комбинациях, называется магазином мер (рис. 3.3). Примером такого набора может быть магазин электрических сопротивлений, магазин индуктивностей и т. д.

При изготовлении наборов или магазинов мер к выбору ряда значений предъявляют особые требования, при этом стремятся наиболее рационально, используя наименьшее число мер, обеспечить возможность получения числа сочетаний. Например, набор гирь строится по ряду 1; 2; 2; 5 (в каждом десятичном числовом разряде), что дает возможность воспроизвести все значения от 1 до 10. Такой ряд признан более рациональным, чем ряд 1; 2; 3; 4, содержащий гири четырех размеров вместо трех. Это имеет большее значение при массовом производстве. Кроме того, гири 2 и 3, а особенно 3 и 4 не очень заметно отличаются по размерам, что усложняет пользование ими.

К наборам плоскопараллельных концевых мер длины предъявляется другое требование: любое значение длины (в заданных пределах) должно воспроизводиться с помощью не более чем четырех-пяти мер. Так, набор из 87 концевых мер от 0,5 до 100 мм позволяет воспроизводить длину от 0,5 до 340 мм с интервалами 0,005; 0,01 и 0,1мм, применяя не более четырех концевых мер. Меры применяются как самостоятельные средства, так и в качестве элементов других средств измерений (приборов, преобразователей).

Рисунок 3.3 – Меры: а) однозначная – гиря; б) многозначная —штриховая мера длины; в) набор мер —магазин сопротивлений; г) набор плоскопараллельных мер длины.

Измерительный прибор – средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Во многих случаях устройство для индикации имеет шкалу со стрелкой, диаграмму с пером или цифровой индикатор, с помощью которых могут быть произведены отсчет или регистрация значений физической величины. В случае сопряжения прибора с компьютером регистрация результата может производиться автоматически на носитель того или иного вида.

В зависимости от метода измерения различают измерительные приборы прямого действия (непосредственной оценки) и сравнения.

В измерительных приборах прямого действия результат измерения снимается непосредственно с его устройства индикации. Примерами таких приборов является амперметр, манометр, ртутно-стеклянный термометр. Измерительные приборы прямого действия предназначены для измерения методом непосредственной оценки.

В отличие от них, измерения методом сравнения с мерой проводят с помощью измерительных приборов сравнения, называемых также компараторами. Таким образом, измерительный прибор сравнения – измерительный прибор, предназначенный для непосредственного сравнения измеряемой величины с величиной, значение которой известно. Примерами компараторов являются: двухчашечные весы, интерференционный компаратор мер длины, мост электрического сопротивления, электроизмерительный потенциометр. Компараторы для выполнения своих функций могут не хранить единицу. Такие компараторы, строго говоря, нельзя считать средствами измерений. Тем не менее, они должны обладать рядом важных метрологических свойств, прежде всего, обеспечивать небольшую случайную погрешность и высокую чувствительность измерений.

По форме выходного сигнала информации все приборы делятся на аналоговые и цифровые.

Аналоговым является измерительный прибор, показания которого являются непрерывной функцией измеряемой величины, например, стрелочный вольтметр.

Цифровым называется измерительный прибор, автоматически вырабатывающий дискретные сигналы измерительной информации, показания которого представлены в цифровой форме, например, цифровой омметр.

По способу представления показаний измерительные приборы делятся на показывающие, регистрирующие и интегрирующие.

Показывающие приборы (рис. 3.4) допускают только снятие мгновенных значений измеряемой физической величины. Указатель отсчетного устройства перемещается относительно шкалы и наблюдается визуально.

К показывающим измерительным приборам относят также приборы с цифровым отсчетом. Их отсчетное устройство выдает показания в цифровой форме. Показанное цифровым прибором число соответствует значению измеряемой величины.

Рисунок 3.4 – Показывающие измерительные приборы

Регистрирующие измерительные приборы (рис. 3.5) содержат устройство регистрации показаний. Регистрирующий прибор, в котором предусмотрена запись показаний в форме диаграммы, называют самопишущим прибором.

Диаграмма представляет собой изображение измерений измеряемой величины в зависимости от изменений другой переменной величины. Запись производится на бумаге в виде движущейся ленты или диска, наложенного на барабан. Способы записи, весьма разнообразны (чернилами, печать, нагретым стержнем на бумаге с восковым слоем и т. д).

Здесь следует отметить, что приборный парк регистрирующих приборов описанного выше типа постепенно вытесняется современными, более практичными измерительными приборами с цифровой регистрацией. Хранение информации об изменении измеряемой величины в приборах с цифровой регистрацией производится на внешних flash-дисках, микросхемах встроенной памяти и др.

Рисунок 3.5 – Регистрирующие измерительные приборы

Интегрирующие измерительные приборы (рис. 3.6) обладают способностью интегрировать по времени (суммировать значение физической величины на заданном участке времени) или другой независимой переменной. Примерами интегрирующих приборов могут быть счетчики. Они позволяют определить значение измеряемой величины (расход вещества, электрическую мощность и т. п.) за любой промежуток времени как разность между конечным и начальным отсчетами.

Измерительный преобразователь – это средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования обработки и (или) хранения, но неподдающийся непосредственному восприятию наблюдателем.

Принцип действия измерительных преобразователей основан на различных физических явлениях. Они преобразуют любые физические величины х (электрические, неэлектрические, магнитные) в выходной электрический сигнал Y = f (х). Измерительные преобразователи могут быть составными частями измерительных приборов, установок и комплексов.

Рисунок 3.6 – Интегрирующие измерительные приборы

По месту, занимаемому в измерительной цепи, средства измерения, преобразователи подразделяются на первичные, передающие и промежуточные.

Первичный преобразователь – это такой измерительный преобразователь, на который непосредственно действует измеряемая величина. Физическая величина, в которую преобразует измеряемую величину первичный преобразователь, может быть подведена к измерительному механизму, может быть подана на другой преобразователь или использована, например, для целей телеизмерений. Примером первичного преобразователя может служить термопреобразователь сопротивления в цепи электрического термометра.

Конструктивно обособленный первичный измерительный преобразователь, от которого поступают сигналы измерительной информации, называется датчиком. Датчик может быть вынесен на значительное расстояние от средства измерений, принимающего его сигналы. Например, датчики запущенного метеорологического радиозонда, передающие измерительную информацию о температуре, давлении, влажности и других параметрах атмосферы; индукционные датчики, установленные на газотурбинных двигателях и передающие информацию о частоте вращения роторов этого двигателя и т. д.

Передающий преобразователь – это измерительный преобразователь, служащий для дистанционной передачи измерительной информации. Для этих преобразователей характерно назначение величины, образуемой на его «выходе». Если в общем случае для первичных измерительных преобразователей выходной сигнал может быть любой физической величины и диапазона, то выходной сигнал передающих преобразователей, как правило, унифицирован. Целью такой унификации является возможность сопряжения с большинством вторичных устройств любых производителей. Очевидно, что преобразователь может одновременно выполнять функции первичного преобразователя и передающего.

Промежуточный преобразователь – это преобразователь, занимающий в измерительной цепи место после первичного. Функцией промежуточных измерительных преобразователей является преобразование сигналов от первичных преобразователей (термометров сопротивления, токовых датчиков и др.) или параметров сигналов (действующих значений напряжения, частоты, периода, длительности и др.) в унифицированные сигналы постоянного тока или напряжения. Такие преобразователи еще носят название нормирующих. Нормирующие измерительные преобразователи формируют сигнал тока или напряжения, который линейно зависит от измеренной величины. Они являются неотъемлемой частью современных измерительных комплексов.

Для изменения в определенное число раз значения одной из величин, действующих в измерительной цепи, без изменения ее физической природы используют масштабные преобразователи: делители напряжения, измерительные трансформаторы тока, измерительные усилители и т. п. Ярким примером масштабных измерительных преобразователей являются шунты, применяемые в амперметрах для уменьшения силы тока в определенное число раз.

Полезно также все измерительные преобразователи разделить на две группы: генераторные (энергетические) и параметрические. Первые характеризуются тем, что для осуществления преобразования не требуется постороннего источника энергии. Измерительный преобразователь её вырабатывает сам за счет воздействия преобразуемой величины.

Рисунок 3.7 – Измерительные преобразователи

Параметрические же преобразователи должны быть возбуждены от постороннего источника энергии. Например, преобразователь в виде термопары для измерения температуры сам вырабатывает электрическую энергию, а термометр сопротивления может осуществлять преобразование температуры в сопротивление, только будучи включенным в измерительную схему, питаемую от стороннего источника электрического тока. На рис. 3.7 представлены некоторые типы измерительных преобразователей.

Измерительная установка – это совокупность функционально объединенных средств измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей) и вспомогательных устройств, предназначенных для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем и расположенных в одном месте (рис. 3.8). В качестве примера можно привести измерительные установки для измерений удельного сопротивления электротехнических материалов, для поверки средств измерения расхода и количества газа и др.

Измерительные установки в большинстве случаев обладают большей или меньшей универсальностью как в отношении номенклатуры измеряемых величин, так и в отношении диапазонов измерения. Они обычно используются в научных исследованиях, осуществляемых в различных лабораториях, при контроле качества и в метрологических службах для определения метрологических свойств средств измерений.

Рисунок 3.8 – Измерительная установка для поверки средств измерения расхода и количества газа в Уральском региональном метрологическом центре

Измерительная система – это совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, электронно-вычислительных машин и других технических средств, размещенных в разных точках контролируемого пространства в целях измерений одной или нескольких физических величин, свойственных этому пространству (рис. 3.9). Измерительные системы широко используются для автоматизации технологических процессов в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства и энергетики. Например, измерительная система параметров газокомпрессорной станции позволяет получать информацию о ряде величин в разных компрессорных цехах; с помощью измерительной системы, состоящей из ряда функционально объединенных измерительных комплексов, разнесенных в пространстве на значительные расстояния, осуществляют мониторинг изменений погоды; глобальные навигационные спутниковые системы ГЛОНАСС и GPS также обладают всеми признаками измерительной системы.

Рисунок 3.9 – Пример информационно-измерительной системы тепловой, электрической энергии, количества теплоносителя и холодной воды

Кроме рассмотренной классификации средств измерений по виду существенной является классификация по принципу действия.

Принципом действия средства измерений называют физический принцип, положенный в основу построения средств измерений данного вида. Принцип действия обычно находит отражение в названии средства измерений, например, термоэлектрический термометр, деформационный манометр, электромагнитный расходомер и др.

В силу того, что для средств измерений различных величин классификация по принципу действия является специфичной, рекомендуется рассматривать ее при изучении устройства средств измерений, отдельно для каждой физической величины.

Существенной с позиции метрологии является классификация средств измерений по метрологическому назначению. В соответствии с этой классификацией принято различать рабочие средства измерений и эталоны.

Рабочее средство измерений – средство, применяемое для измерений, не связанных с передачей размера единиц. Рабочие средства измерений – это все громадное многообразие измерительных приборов, преобразователей, измерительных установок и систем, применяемых во всех областях деятельности человека.

Эталон – средство измерений (или комплекс средств измерений), предназначенное для воспроизведения и хранения единицы физической величины (кратных либо дольных значений единицы этой величины) с целью передачи ее размера другим средствам измерений данной физической величины.

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «Литрес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на Литрес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.