Метрология, стандартизация и сертефикация

Эталоны классифицируют на первичные, вторичные и рабочие.

Первичный эталон воспроизводит единицу физической величины с наивысшей точностью, возможной в данной области измерений на современном уровне научно- технических достижений.

Первичный эталон может быть национальным (государственным) и международным.

Национальный  эталон утверждается в качестве исходного средства измерения для страны национальным органом метрологии.

Государственный эталон единицы величины – эталон единицы величины, признанный решением уполномоченного на то государственного органа в качестве исходного на территории Российской Федерации.

Использование для градуировки, аттестации и поверки средств  измерений непосредственно государственных  эталонов не допускается. Эти эталоны  являются национальным достоянием, ценностями особой государственной важности.

Международные эталоны хранит и поддерживает Международное бюро мер и весов (МБМВ). Важнейшая задача деятельности МБМВ состоит в систематических международных сличениях национальных эталонов крупнейших метрологических лабораторий разных стран с международными эталонами, а также и между собой, что необходимо для обеспечения достоверности, точности и единства измерений как одного из условий международных экономических связей.

Сличению подлежат как  эталоны основных величин системы SI, так и производных. Установлены  определенные периоды сличения. Например, эталоны метра и килограмма сличают  каждые 25 лет, а электрические и  световые эталоны - один раз в 3 года.

Первичному эталону соподчинены  вторичные и рабочие (разрядные) эталоны. Размер воспроизводимой единицы  вторичным эталоном сличается с  государственным эталоном.

Вторичные эталоны используются для проведения отдельных видов метрологической деятельности. Значение вторичных эталонов устанавливается по государственному эталону. По назначению их подразделяют на эталоны- свидетели, эталоны- копии, эталоны- сравнения и рабочие эталоны. Эталон- свидетель предназначен для проверки сохранности государственного эталона и его замена в случае порчи или утраты.

Эталон- копия предназначен для передачи размеров единиц рабочим эталоном. Эталон- сравнение применяют для сличения эталонов.

Рабочий эталон используется для передачи размера единиц мене точному рабочему эталону (или эталону более низкого разряда) и рабочим средствам измерений.

Каждый эталон состоит  из воспроизводящей части и приспособлений или устройств, обеспечивающих съем и передачу информации о размере  единицы.

Основное назначение эталонов – служить материально-технической базой воспроизведения и хранения единиц физических величин. Принят принцип систематизации эталонов по воспроизводимым единицам.

В основе создания эталонов лежат фундаментальные исследования. В эталонах воплощены новейшие достижения науки и техники для воспроизведения  единиц с максимально возможной  точностью.

 

 

 

 

 

 

 

 

9.Измерение толщины  слоя покрытия.

       Измерять толщину материала приходится практически везде:

при производстве изделий, при  контроле их качества, при проведении разнообразных исследований и т.п.

Для этой цели применяют  различные методы:

– магнитные методы (по магнитному сопротивлению цепи);

– с помощью ультразвука (на отраженном сигнале);

– пневматические методы (обдувается потоком воздуха, измеряется скорость потока);

– микроволновые методы (на принципе интерферометра);

– оптико-электронные методы;

– триангуляционный метод;

– метод с использованием инфракрасного излучения.

     Для этих  целей кроме рассмотренных методов  используют также метод ионизирующего  излучения. В основе данного  метода лежит сравнение интенсивностей  падающего, отраженного или проходящего  излучений. Коэффициент поглощения  относят к плотности материала  изделия с учетом типа излучателя. Интенсивность отражательного излучения  зависит от атомной массы вещества  и толщины изделия. Данный метод  используют в тех случаях, когда  возможен доступ к изделию  только с одной стороны. Используют  все виды излучения. Для тарировки  прибора имеются контрольные  образцы. На результаты измерений  влияют различные факторы: температура,  наличие примесей.

  Оптические методы могут применяться только с прозрачными и полупрозрачными пленками.

Емкостные методы позволяют  получать большие изменения выходного  сигнала. Для обеспечения точности измерений плоские пластины, имитирующие  конденсатор с параллельными  пластинами, должны быть строго параллельны  исследуемой пленке.

   Известен способ  измерения толщины непроводящего  слоя, расположенного на проводящей  основе. При контроле толщины  слоев двухслойного непроводящего  объекта в процессе производства  между слоями располагают электропроводящую  прослойку, накладывают на поверхность  изделия источник переменного  магнитного поля и по величине  вносимого сопротивления от влияния  вихревых токов в прослойке  судят о толщине слоя изделия.

Однако при реализации этого способа возникает погрешность  измерения из-за изменения электропроводности прослойки по площади, от изменения 20 температуры, от неоднородности ее электропроводности по поверхности.

Наиболее близким по технической  сущности к предлагаемому является способ измерения толщины слоев многослойных изделий, заключающийся в том, что при изготовлении изделия между его слоями размещают межслойные элементы, располагают на одной из поверхностей изделия накладной индуктивный преобразователь и по величине сигнала этого преобразователя судят об измеряемых толщинах слоев, причем в качестве межслойных элементов используют систему линейных проводников, через которые поочередно пропускают переменный ток, в качестве измеряемого параметра используют индукцию магнитного поля линейного проводника с током.

Однако способ обладает недостатком, заключающимся в том, что направленность магнитного поля в точке наблюдения при неизменном ее удалении от проводника с током определяется, не только полем участка проводника непосредственно под точкой наблюдения, а является интегральной суммой полей от соседних участков и всего контура.

Чем ближе эти участки  от точки наблюдения, тем существеннее их вклад в значение поля в этой точке. Напряженность поля в рассматриваемой  точке над проводником является не только функцией расстояния ее от проводника, т.е. толщины слоя, но и функцией конфигурации этого проводника, т.е. формы изделий. Это приводит к существенной погрешности  при измерении толщины щины слоев  изделий, так как граду807043 характеристика устройства, реализующего известный способ, различна для разных участков закладного контура при одной и той же толщине слоя.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. Закон РФ «Об обеспечении единства измерений»

        Метрология  относится к такой сфере деятельности, основные положения которой должны  быть закреплены именно законом,  принимаемым в соответствии с  законодательством страны. Это связано  с тем, что все юридические  нормы,  направленные  на охрану прав и законных интересов потребителей, должны регулироваться законодательными актами, принимаемыми высшим законодательным органом страны. Законодательство в области метрологии должно  содействовать экономическому и социальному развитию страны путем защиты от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений.

Деятельность по обеспечению  единства измерений (ОЕИ)  осуществляется в соответствии:

– Конституцией РФ (ст. 71);

– Законом РФ «Об обеспечении единства измерений»;

– Постановлением Правительства РФ от 12.02.94 №100

«Об организации работ  по стандартизации, обеспечению единства измерений, сертификации продукции  и услуг»;

ГОСТ Р 8.000-2000 «Государственная система обеспечения единства измерений. Основные положения». 

Цели Закона:

– защита от недостоверных результатов измерений;

– содействие научно-техническому и экономическому прогрессу на основе использования эталонов и результатов измерений гарантированной точности;

– создание благоприятных условий для международных и межфирменных связей;

– адаптации российской системы измерений к мировой практике.

  В отличие от зарубежных  стран, где федеральные органы  устанавливают только основы  законодательства об ОЕИ,  в РФ эти отношения регулируются лишь федеральными законодательными актами.

   Основные понятия,  применяемые для целей Закона в ст.1 приведены основные понятия, которые законодательно закреплены и принимаются для целей Закона. К ним относятся понятия единства и средства измерений, эталон, метрологическая служба, поверка и калибровка средств измерений, аккредитация на право поверки и др. Необходимо отметить, что эти определения соответствуют официальной терминологии Международной организации законодательной метрологии (МОЗМ).

Государственное управление ОЕИ 

    Статья 4 Закона  определяет орган, который осуществляет  государственное управление деятельностью  по ОЕИ – ранее это был  Комитет РФ по стандартизации, метрологии и сертификации (Госстандарт  России), который после выхода  Закона РФ «О техническом регулировании»  и реорганизации Правительства  РФ с 2004 г называется Федеральное  агентство по техническому регулированию  и метрологии (Ростехрегулирование). В этой же статье определена  компетенция данного органа.

   Единицы величин,  средства измерений  и выполнение измерений       Статьи   6-8 Закона посвящены  единицам величин и средствам и методикам выполнения измерений. В них указывается, что в РФ допускаются к применению единицы величин СИ. Но указано, что правительством РФ могут быть допущены к применению также и внесистемные единицы величин. 
   В  статье 9 указано, что измерения должны осуществляться в соответствии с аттестованными в установленном порядке методиками выполнения измерений (МВИ)

    Метрологические  службы Закон определяет состав и компетенцию  Государственной метрологической службы, и иные государственные службы ОЕИ (ст.10). Государственная метрологическая служба выполняет работы по ОЕИ в масштабах страны и включает:

государственные научные  метрологические центры (ВНИИМ, ВНИИФТРИ, СНИИМ, УНИИМ и др.);

территориальные органы ГМС.  

    К иным государственным службам ОЕИ относятся:

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

Государственная служба стандартных  образцов состава и свойств вещества и материалов (ГССО);

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

   Государственная метрологическая служба подчиняется по вертикали только Федеральному агентству по техническому регулированию и метрологии, в рамках которого она существует обособленно и независимо. 
   Метрологические службы государственных органов управления и юридических лиц создаются в необходимых случаях для выполнения работ по ОЕИ. При выполнении работ в некоторых сферах деятельности в соответствии со ст.13 Закона (здравоохранение, охрана окружающей среды, обеспечение безопасности труда, торговые операции, оборона и др.) создания метрологических служб является обязательным.

Средства измерений, не подлежащие поверке, могут подвергаться калибровке. 

Калибровка СИ – совокупность операций, устанавливающих соотношение между значением величины, полученным с помощью данного средства измерений и соответствующим значением величины, определенным с помощью эталона с целью определения действительных метрологических характеристик этого СИ. 

 Особенности калибровки:

– подвергаются СИ, не подлежащие ГМКиН;

– добровольная процедура;

– выполняется любой метрологической службой;

– необязательность (добровольность) аккредитации на право калибровки;

– следствие разгосударствления процессов контроля над исправностью СИ – отказ от всеобщей обязательности поверки СИ.

   Калибровка может  проводиться любой метрологической  службой. Это добровольная процедура,  однако, для ее проведения необходимы определенные условия. Основное условие – прослеживание измерений, т.е. обязательная передача размера единицы от эталона к рабочему средству измерений.  
    Появление калибровки является следствием процесса разгосударствления процесса контроля над состоянием СИ, своего рода либерализация метрологического контроля. 
          В РФ создана   Российская система калибровки (РСК), в которую входят  государственные научные метрологические центры, органы ГМС, метрологические службы юридических лиц, объединенные целью ОЕИ в сферах, не подлежащих ГМКиН.  

РСК базируется на принципах:

– обязательность передачи размеров единиц от государственных эталонов к рабочим СИ;

– профессионализм и техническая компетентность;

– самоокупаемость.

    Состав и деятельность  ГСИ регламентируется ГОСТ Р 8.000 2000 «государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ)». Ниже рассмотрены основные положения и структура указанного стандарта. 
Основные определения – В разделе 2 ГОСТ приведены основные термины и сокращения, которые применяются в данном стандарте. 
   Общие положения – В разделе 3 указывается, что эта деятельность осуществляется в соответствии с Конституцией РФ, Законом «Об обеспечении единства измерений» и нормативными документами ГСИ.  Установлены следующие уровни  ГСИ: государственный, федеральных органов исполнительной власти, юридического лица. ГСИ состоит из следующих подсистем: правовая, техническая, организационная. 
       Цель ГСИ – создание общегосударственных правовых, нормативных, организационных и экономических условий для решения задач по ОЕИ.