Содержание
Метрология как наука об измерениях
1. Понятие и основные проблемы метрологии
Слово «метрология» по своему образованию состоит из греческих слов «метро» — мера и «логос» — учение и означает учение о мерах. Слово «мера» в общем смысле означает средство оценки чего-либо. В метрологии оно имеет два значения: как обозначение единицы (например, «квадратные меры») и как средство для воспроизведение единицы величины.
В современной метрологии термин «мера физической величины» означает средство измерения, предназначенное для воспроизведения и хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров. Примером мер являются гири, измерительные сопротивления и т.п.
В соответствии с принятым определением метрология — это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
Под единством измерений понимается такое их состояние, когда результаты измерений выражаются в узаконенных единицах величин, а погрешности результатов измерений известны с заданной вероятностью и не выходят за установленные пределы.
Единство измерений призвано обеспечить прежде всего сопоставимость результатов измерений, полученных в разных местах и в разное время, с помощью различных методов и средств измерений. Это связано со все возрастающим ростом требований в современном обществе к точности и достоверности используемой измерительной информации практически во всех сферах деятельности — научно-технической, экономической и социальной.
Подробнее содержание понятия «единство измерений» будет развернуто ниже, после изучения разделов о единицах величин и погрешностях измерений.
Точность измерений характеризует близость их результатов к истинному значению измеряемой величины и отражает близость к нулю погрешности результата измерений.
Предмет метрологии как науки об измерениях составляют следующие задачи:
— общая теория измерений;
— единицы физических величин и их системы;
— методы и средства измерений;
— методы определения точности измерений;
— основы обеспечения единства измерений;
— эталоны единиц физических величин;
— методы передачи размеров единиц от эталонов к рабочим средствам измерений.
Метрология состоит из следующих основных разделов:
— теоретическая (фундаментальная) метрология, предметом которой является разработка фундаментальных основ метрологии, таких, например, как общая теория измерений и теория погрешностей, теория единиц физических величин и их систем, теория шкал и поверочных схем и др.;
— законодательная метрология, которая представляет собой совокупность обязательных для применения метрологических правил и норм по обеспечению единства измерений, которые функционируют в ранге правовых положений и находятся под контролем государства;
— практическая (прикладная) метрология, которая решает вопросы практического применения разработок теоретической метрологии и положений законодательной метрологии, в частности, вопросы поверки и калибровки средств измерений.
Выделение законодательной метрологии с самостоятельный раздел обусловлено необходимостью законодательного регулиро-вания и контроля со стороны государства за деятельностью по обеспечению единства измерений.
Деятельность по обеспечению единства измерений (ОЕИ) регулируется Законом РФ «Об обеспечении единства измерений», принятом в 1993 г. Это закон устанавливает правовые основы обеспечения единства измерений в РФ. Он регулирует отношения государственных органов управления РФ с физическими и юридическими лицами по вопросам изготовления, выпуска, эксплуатации, ремонта, продажи, поверки и импорта средств измерений и направлен на защиту интересов граждан и экономики страны от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений. Подробнее правовые вопросы обеспечения единства измерений рассматриваются ниже в соответствующем разделе.
В России сформирована Государственная система обеспе-чения единства измерений (ГСИ) как система управления деятельностью по обеспечению единства измерений, возглавляемая, реализуемая и контролируемая Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Ростехрегулиро-ванием).
Целью ГСИ является создание общегосударственных правовых, нормативных, организационных, технических условия для решения задач по ОЕИ Нормативная база ГСИ насчитывает более 2500 обязательных и рекомендательных документов, регламентирующих практически все аспекты в области метрологии. Подробнее о задачах и составе ГСИ будет сказано в разделе о правовых основах ОЕИ.
В настоящей главе рассматриваются основные понятия, входящие в определение метрологии.
Метрология — наука об измерениях
В практической жизни человек всюду имеет дело с измерениями. На каждом шагу встречаются измерения таких величин, как длина, объем, вес, время и др.
Измерения являются одним из важнейших путей познания природы человеком. Они дают количественную характеристику окружающего мира, раскрывая человеку действующие в природе закономерности. Все отрасли техники не могли бы существовать без развернутой системы измерений, определяющих как все технологические процессы, контроль и управление ими, так и свойства и качество выпускаемой продукций.
Велико значение измерений в современном обществе. Они служат не только основой научно-технических знаний, но имеют первостепенное значение для учета материальных ресурсов и планирования, для внутренней и внешней торговли, для обеспечения качества продукции, взаимозаменяемости узлов и деталей и со-вершенствования технологии, для обеспечения безопасности труда и других видов человеческой деятельности.
Особенно возросла роль измерений в век широкого внедрения новой техники, развития электроники, автоматизации, атом-ной энергетики, космических полетов. Высокая точность управления полетами космических аппаратов достигнута благодаря современным совершенным средствам измерений, устанавливаемым как на самих космических аппаратах, так и в измерительно-управляющих центрах.
Большое разнообразие явлений, с которыми приходится сталкиваться, определяет широкий круг величин, подлежащих измерению. Во всех случаях проведения измерений, независимо от измеряемой величины, метода и средства измерений, есть общее, что составляет основу измерений — это сравнение опытным путем данной величины с другой подобной ей, принятой за единицу.
При всяком измерении мы с помощью эксперимента оцениваем физическую величину в виде некоторого числа принятых для нее единиц, т.е. находим ее значение.
В настоящее время установлено следующее определение измерения: измерение
есть нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.
Отраслью науки, изучающей измерения, является метрология.
Слово «метрология» образовано из двух греческих слов: метрон — мера и логос — учение. Дословный перевод слова «метрология» — учение о мерах. Долгое время метрология оставалась в основном описательной наукой о различных мерах и соотношениях между ними. С конца прошлого века благодаря прогрессу физических наук метрология получила существенное развитие. Большую роль в становлении современной метрологии как одной из наук физического цикла сыграл Д. И. Менделеев, руководивший отечественной метрологией в период 1892 — 1907 гг.
Метрология в ее современном понимании — наука об измерениях, методах, средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
Единство измерений — такое состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности измерений известны с заданной вероятностью. Единство измерений необходимо для того, чтобы можно было сопоставить результаты измерений, выполненных в разных местах, в разное время, с использованием разных методов и средств измерений.
Точность измерений характеризуется близостью их результатов к истинному значению измеряемой величины.
Таким образом, важнейшей задачей метрологии является усовершенствованием эталонов, разработкой новых методов точных измерений, обес-печение единства и необходимой точности измерений.
Поможем написать любую работу на аналогичную
тему
Реферат
Метрология — наука об измерениях
От 250 руб
Контрольная
работаМетрология — наука об измерениях
От 250 руб
Курсовая работа
Метрология — наука об измерениях
От 700 руб
Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему
учебному проекту
Узнать стоимость
Что такое метрология?
Как поставщик метрологических услуг мы иногда можем считать само собой разумеющимся, что все остальные знают, о чем мы говорим, когда мы обсуждаем наши «метрологические услуги».
В этом посте мы даем краткий обзор определения метрологии. В следующих постах мы углубимся во многие аспекты этой важной науки и ее применения в промышленных условиях.
Часто путают с метеорологией, наукой об изучении атмосферы, метрология — это наука об измерениях. Метрология — очень широкая наука с несколькими основными областями подполей; научная или фундаментальная метрология, законодательная метрология и промышленная метрология.
Научная метрология
Научная или фундаментальная метрология касается установления эталонов и установления единиц измерения, систем единиц и систем величин. Кроме того, научная метрология включает в себя разработку новых методов измерения, а также передачу прослеживаемости от эталонов к пользователям. Несколько организаций, приверженных поддержанию Международной системы единиц, — это Международное бюро мер и весов (BIPM), Международный комитет мер и весов (CIPM), а в США — Национальный институт стандартов и технологий (NIST).
Законодательная метрология
Определенная Международной организацией законодательной метрологии (OIML) как «применение законодательных требований к измерениям и средствам измерений», законодательная метрология обеспечивает точность и надежность измерений, когда измеренные значения могут повлиять на здоровье, общественную безопасность, окружающей среды и защиты потребителей и справедливой торговли.
Промышленная метрология
Инженер-метролог OASIS использует лазерный трекер Leica AT960 для проверки оборудования.
Промышленная метрология — это область науки о метрологии, от которой больше всего выигрывают клиенты OASIS. Прикладная, техническая или промышленная метрология включает в себя применение науки об измерениях к промышленным процессам, включая производство. Кроме того, промышленная метрология обеспечивает пригодность и адекватное функционирование средств измерений, их калибровку и контроль качества измерений.
Почему производители должны хотеть узнать больше?
Промышленные метрологические решения могут улучшить повседневную работу производственных предприятий, а также помочь производителям определить ключевые области для улучшения.
Поскольку контроль качества является одной из самых больших проблем для производителей, некоторые отрасли, такие как аэрокосмическая промышленность, определяют свой собственный набор метрологических стандартов и процедур для обеспечения качества и технических процессов для производства или изготовления деталей и компонентов. С помощью инновационных портативных 3D-метрологических приборов, таких как лазерные трекеры, координатно-измерительные руки и лазерные сканеры, контроль качества и центровки можно проводить непосредственно в цеху, чтобы быстро измерять детали и компоненты в соответствии со стандартами качества и центровки.
Для OASIS наука об измерениях лежит в основе нашей компании и услуг, которые мы предоставляем нашим клиентам. В следующих публикациях мы углубимся во многие отраслевые приложения, в которых метрологические службы могут добиться большого успеха.
Если вы хотите узнать больше о том, как услуги метрологии могут помочь вам в достижении ваших целей, свяжитесь с нами.
Не забудьте подписаться на наш отраслевой блог, чтобы получать больше информации о решениях в области метрологии, технологических обновлениях, отраслевых новостях и тематических исследованиях.
Свяжитесь с нами
Если у вас есть какие-либо вопросы по содержанию этого поста или вы хотите поговорить с любым из наших специалистов по точной центровке и измерениям, заполните контактную форму ниже. Конечно, вы также можете позвонить нам по телефону 603-332-9641.
Важность метрологии в производстве
В периоды пикового спроса производители могут производить тысячи, если не миллионы, деталей в неделю. Это стало возможным благодаря производственным процессам, которые могут быть автоматизированы и требуют минимального контроля со стороны рабочих.
Многие производственные процессы, такие как обработка на станках с ЧПУ и литье под давлением, зависят от машин, пресс-форм и инструментов, которые со временем изнашиваются. Это может привести к проблематичным физическим различиям в деталях, таким как неприемлемые допуски и другие неточности, которые могут сделать их нефункциональными, создать проблемы с качеством и даже препятствовать соблюдению нормативных требований, в зависимости от серьезности и характера несоответствия.
Использование передового опыта в области метрологии может помочь производителям снизить такие риски и гарантировать стабильное качество деталей.
Что такое метрология?
Метрология в самом широком смысле – это наука об измерениях. В контексте современного производства метрология относится к методам обеспечения качества, используемым для калибровки оборудования, используемого в процессе производства, и для измерения получаемых деталей.
В метрологии действует принцип, согласно которому каждое измерение содержит определенную степень неопределенности. Чтобы предотвратить накопление этой неопределенности по мере усложнения операций, производители должны убедиться, что их оборудование правильно откалибровано для поддержания оптимальной точности и прецизионности деталей.
Калибровки имеют основополагающее значение для прослеживаемости или концепции привязки эмпирических измерений к эталонным стандартам. Измерение можно назвать прослеживаемым, если оно имеет непрерывную цепочку калибровки, восходящую к первичному эталону.
Это помогает учитывать систематическую неопределенность и ошибку, которая относится к неизвестным ошибкам, присутствующим во время калибровки прибора, при создании эталона, который может учитывать случайную неопределенность и ошибку. Воздушная турбулентность, например, может привести к небольшим неточностям в лазерных измерениях, а механический люфт может исказить измерения. Правильные методы калибровки помогают смягчить эти неточности.
Метрология в производстве
Метрология имеет отношение к производству деталей двумя основными способами. Перед началом производства метрологические приборы используются для калибровки машин и инструментов, которые будут использоваться в процессе производства, что помогает обеспечить точность и точность деталей. Детали, которые были оптимизированы для технологичности, также будут учитывать определенные допуски, так что ожидаемые незначительные отклонения в точном размере компонента не повлияют на их окончательную посадку или функцию, что может помочь снизить риски качества.
Метрология также используется на этапе постпроизводства, чтобы убедиться, что детали соответствуют проектным спецификациям и ожиданиям клиентов. Если измерения не совпадают, это может быть признаком того, что производственное оборудование необходимо отрегулировать или отрегулировать.
По мере того, как производственные технологии становились все более совершенными, повышался и уровень качества, требуемый производственными группами. Детали все чаще требуют уровней детализации поверхности, разрешения элементов и других свойств материала, которые невозможно измерить вручную. Обеспечение качества в настоящее время зависит от технологии, способной выполнять измерения с точностью до доли градуса или миллионной доли дюйма. Для отраслей промышленности, которые зависят от предельной точности, таких как автомобильная, медицинская и аэрокосмическая отрасли, измерения этой точности жизненно важны для производства высококачественных деталей.
Производственное решение с полным спектром услуг
Использование передовых метрологических инструментов имеет важное значение для групп разработчиков, стремящихся вывести на рынок надежные, высококачественные детали и добиться соответствия критически важным отраслевым и федеральным нормам.