Метрология

Введение.

Развитие  любой науки требует проведения огромного количества различных  исследований и экспериментов. В  связи с этим растет число проводимых  измерений, ужесточаются требования, предъявляемые к точности измерений.

Без точных измерений невозможно обеспечить высокое  качество продукции и эффективное  производство. Для контроля качества исходных материалов и сырья, готовой продукции требуется сложная измерительная техника, все более точные и совершенные методы анализа.

Аналогичные задачи обеспечения и контроля качества результатов возникают при исследовании объектов окружающей среды, биологического и медицинского происхождения, в ходе научных исследований и т.д.

Для решения  метрологических проблем создаются  новые системы контроля качества измерений физических величин, современная методология  постановки, проведения и получения результатов измерительных экспериментов, в том числе и в химии. 

Таким образом, метрологические задачи приходится решать во всех областях химии и  профессиональный уровень химиков  все больше зависит от знаний метрологии.

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

Исторически истоки формирования международных  органов по обеспечению единства измерений и по стандартизации можно проследить, начиная с 1875г., когда 17 государств мира, приняли Метрическую конвенцию «для обеспечения единства и усовершенствования метрической системы».

Крупнейшие  международные метрологические  организации - Международная организация  мер и веса (МОМВ) и Международная  организация законодательной метрологии (МОЗМ).

 

 

1. Международная организация мер и весов.

Старейшая и наиболее представительная международная  метрологическая организация –  Международная организация мер  и весов (МОМВ) – основана в 1875 году, когда была подписана метрическая  конвенция. Цель конвенции – унификация национальных систем единиц измерений  и установление единых фактических  эталонов длины и массы (метра  и килограмма). Официальный язык организации – французский.

Среди инициаторов создания организации  была Петербургская Академия наук. Метрическая конвенция действует по сей день (с дополнениями от 1921 г.). Членами ее состоят около 50 государств мира. В соответствии с Конвенцией было создано Международное бюро мер и весов (МБМВ) - первая международная научно-исследовательская лаборатория, которая хранит и поддерживает международные эталоны: прототипы метра и килограмма, единицы ионизирующих изучений, электрического сопротивления и др. МБМВ расположено во Франции (г. Севр), его деятельностью руководит Международный комитет мер и весов (МКМВ).

Главная практическая задача МБМВ - сличение национальных эталонов с международными эталонами различных единиц измерений. Фактически МБМВ координирует деятельность метрологических организаций более чем 100 государств.

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

Программы научной и практической деятельности МБМВ утверждает Генеральная конференция по мерам и весам - высший международный орган по вопросам установления единиц, их определений и методов воспроизведения. В ее работе участвуют все страны, присоединившиеся к Конвенции. Генеральная конференция собирается не реже одного раза в четыре года, первая состоялась в 1898 г. В промежутках между конференциями работой МОМВ руководит избираемый на конференции Международный комитет мер и весов. В состав комитета входят крупнейшие физики и метрологи мира, всего 18 членов. В свое время в составе комитета представлял Россию Д.И. Менделеев.

В составе Международного комитета мер и весов работают 8 Консультативных  комитетов, которые подготавливают материалы и решения для Генеральных  конференций. Названия комитетов отражают диапазон деятельности МОМВ: Комитет  по электричеству, по термометрии, определению  метра, определению секунды, по единицам, по массе, фотометрии и эталонам для  ионизирующих излучений. Государства -- члены МОМВ представлены в комитетах своими крупнейшими научными институтами, Россия -- Всероссийским научно-исследовательским институтом метрологии и Всероссийским научно-исследовательским институтом физико-технических и радиотехнических измерений.

Научные разработки МОМВ имеют большое  практическое значение.

Достаточно назвать принятие Международной  Системы Единиц СИ     (1960 г.), нового определения секунды (в 1967 г.) и создание новейших стандартов частоты. Последнее позволило повысить точность национальных эталонов времени и частоты в 100-1000 раз, а это в свою очередь положительно отразилось на обеспечении точности космических полетов, а также было использовано в некоторых фундаментальных научных исследованиях.

Россия как участница МОМВ пользуется регулярным сличением шкалы времени  с международной шкалой атомного времени TAI, в установлении которой  используются национальные эталоны  США, ФРГ, Канады, специальные спутники связи, рабочие эталоны и промышленные атомные стандарты частоты западноевропейских государств. Для России это дает возможность поддерживать заданную точность государственного первичного эталона времени и частоты  и систему их передачи с наименьшими  затратами.

Другой пример -- переход на новое определение метра в 1983 г. Этому предшествовала десятилетняя подготовка, за время которой специалисты ряда стран (в том числе бывшего СССР) выполнили огромный объем разработок на сумму во много десятков млн. долл. Но затраты каждой страны составляли не более 30% общих.

Важным следствием участия в  работе МОМВ является синхронный переход  стран на новые единицы измерений  или новые эталоны основных единиц. Это создает основу для взаимного  признания результатов испытаний  и измерений, позволяет устранить  технические затруднения в международной  торговле (особенно машинами, оборудованием, приборами и т.п.), обмене научно-технической  информацией, технологией и др. Исследования по сличению лазеров пяти стран (в  том числе России) показали возможность  перехода в недалеком будущем  на новое определение метра.

Участие России в МОМВ положительно сказывается на сохранении позиций  и международного авторитета российской метрологии и содействует процессу присоединения России к ГАТТ/ВТО  и вступления в Европейский Союз.

 

2. Международная организация законодательной метрологии.

Международная организация законодательной  метрологии (МОЗМ) учреждена на основе межправительственной Конвенции, подписанной  в 1955 году. Россия участвует в МОЗМ как правопреемница Советского Союза. Организация объединяет более 90 стран. В состав МОЗМ входят: государства-члены  МОЗМ (ратифицируют конвенцию и активно  участвуют в работе МОЗМ), члены-корреспонденты МОЗМ (получают информацию о результатах  работы).

Целью МОЗМ является создание необходимого сотрудничества в области законодательной  метрологии в международных интересах.

Главные задачи МОЗМ:

- способствовать глобальному признанию  метрологии как важной инфраструктуры  для научного, промышленного и  экономического сотрудничества;

- содействовать развитию законодательной  метрологии как важного способа  установления и обеспечения необходимых  уровней доверия к результатам  измерений во всех сферах общественных  интересов, включая торговлю, здравоохранение,  безопасность и окружающую среду;

- устранять технические барьеры  в торговле, возникающие из-за  несогласованных правил национальной  метрологии или из-за несогласованных  методик применения гармонизированных  правил.

МОЗМ занимается вопросами метрологии: установление класса точности средств  измерения; обеспечение единообразия типов образцов и систем и единообразие методик выполнения измерения, единообразие методов и средств поверки.

Стратегия МОЗМ включает общие действия для принятия решений по политике и технической стратегии, направленные на разработку и применение международных  рекомендаций и документов МОЗМ.

Основные виды деятельности МОЗМ:

- международные рекомендации;

- международные документы и  другие публикации;

- система сертификатов МОЗМ;

- семинары и обучение;

- распространение информации.

Национальные правоустанавливающие органы находят в лице МОЗМ компетентный источник, который уже изучил технические  аспекты, связанные с метрологией, и который уже достиг консенсуса на международном уровне, принимая во внимание всех участников конкретной проблемы. Это применимо не только для метрологических аспектов влияния  на торговлю, но и на здравоохранение, безопасность и охрану окружающей среды.

Публикации МОЗМ способствуют подготовке и принятию национальных нормативных  правовых актов и нормативных  документов и обеспечивают соответствие требованиям ВТО по метрологическим  аспектам. Содействие МОЗМ оказывается  полезным как для правоустанавливающих органов при подготовке документов по законодательной метрологии, так  и органов, подготавливающих технические  обязательные регламенты, внедрение  которых требует проведения измерений.

Внедрение обязательного документа  требует оценки соответствия регламентируемой продукции и выполняемых измерений  в процессе внедрения во всех областях законодательной метрологии, упомянутых выше. Эта оценка соответствия требует наличия метрологических ресурсов и оборудования, которые есть не у всех стран, а их приобретение и установка обходятся очень дорого. Поэтому необходима кооперация по оборудованию и ресурсам с другими странами. В этом смысле МОЗМ и дальше будет обеспечивать функционирование международных систем оценки типа средств измерений, сертификации единичных образцов, оценки результатов измерений, что может быть полезным для экономии средств, обеспечивая одновременно соответствие требованиям ВТО.

Многие потребители результатов  измерений не имеют достаточной  компетенции и опыта в метрологии, чтобы самостоятельно оценить надежность измерительного оборудования и достоверность  результатов измерений. МОЗМ через  свою систему документов рекомендует  пользователям технические требования, которыми следует руководствоваться  при выборе средства измерений, при  его использовании, при его калибровке, поверке или обслуживании службой  сервиса. Эти документы МОЗМ позволяют  потребителям быть уверенными в результатах  измерений, которые они используют.

Внутренняя и внешняя торговля нуждаются не только в соответствующей  инфраструктуре, чтобы функционировать  правильно и регулярно (банки, транспорт, телекоммуникации, образование), но и  чтобы имелось доверие к этой деятельности, что требует еще  другой, специфической инфраструктуры, включающей метрологию, аккредитацию, сертификацию. Если нет доверия к  результатам измерений, то их приходится дублировать, возрастают задержки разного  рода, возникают споры и недоразумения, поэтому эффективность торговли падает. В своих Международных  рекомендациях МОЗМ предлагает необходимые  нормативно-технические или правовые требования, обеспечивает признанными  системами сертификации, ускоряющими  установление доверия к результатам  измерений, выполняемых для внутренней и международной торговли. Таким  образом МОЗМ содействует ускорению торговли, сокращает расходы, возникающие от повторных измерений, и расходы, связанные со спорными ситуациями.

МОЗМ является общим источником обмена информацией относительно законодательных  и общих проблем метрологии для  национальных служб регулирования  и для метрологических институтов. Это касается новых измерительных  технологий и средств измерений, их функционирования и надежности, методов испытаний и оценки измерительного оборудования и т.д. Члены МОЗМ имеют  возможность постоянных контактов  друг с другом, получая взаимную выгоду от использования опыта, делая  запросы, посещая друг друга, обмениваясь  экспертами, проводя совместные исследования, используя общие возможности  и средства и т.п.

МОЗМ содействует службам законодательной  метрологии, институтам и лабораториям, изготовителям средств измерений  в доступе к информации о законодательной  метрологии в странах-членах и корреспондентах  МОЗМ: о национальных правовых нормах по законодательной метрологии, о  процедурах доступа на рынки, об организации  национальных служб законодательной  метрологии, об адресах национальных и местных ответственных органов, о национальных процедурах оценки соответствия и маркировки и т.д.

В конце концов, МОЗМ создает международную  систему совместно с другими  международными организациями: по научной  метрологии - с органами Метрической  Конвенции (МКМВ и МБМВ), по прослеживаемости через аккредитацию - с ИЛАК, по нормативному техническому обеспечению - с ИСО и МЭК. Эта сеть, объединяя все аспекты метрологии и создавая международные соглашения о принятии и признании результатов, составляет глобальную международную инфраструктуру для метрологии - Глобальную Метрологическую Систему, которая отвечает потребностям как отдельных стран, так и регионов в условиях нарастающей глобализации, а также предоставляет метрологическую среду, способствующую социальному и экономическому благосостоянию и росту.