История развития метрологии
Лекция № 1
Структура курса:
Лекции – 32 часа, практические – 0, лабораторные – 32 часа,
Основы метрологии. Основные и производные единицы СИ.
Термины и определения. Структура и задачи метрологии
Метрология («метрон» — мера и «логос» — учение) - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
Предметом метрологии является извлечение количественной информации о свойствах объектов и процессов с заданной точностью и достоверностью.
Важнейшие задачи метрологии: обеспечение единства и необходимой точности измерений; установление рациональной номенклатуры единиц физических величин; разработка оптимальных принципов, приемов и способов обработки результатов измерения.
Измерения в настоящее время оказывают существенное влияние на качество производимой продукции и товаров, на технологические возможности производства того или иного продукта.
Структура метрологии:
Теоретическая метрология занимается вопросами фундаментальных исследований, созданием системы единиц измерений, физических постоянных, разработкой новых методов измерения.
Законодательная метрология – раздел метрологии, предметом которого является установление обязательных технических и юридических требований по применению единиц физических величин, эталонов, методов и средств измерений, направленных на обеспечение единства и необходимости точности измерений в интересах общества.
Прикладная метрология – раздел метрологии, предметом которого являются вопросы практического применения разработок теоретической метрологии и положений законодательной метрологии.
История развития метрологии
Измерения выполнялись человечеством с незапамятных времен. Уже вдревности проводились измерения времени, расстояния между поселениями,веса (массы) физических тел, площади земельных участков и т. д. Как правило, при этом использовались антропологические единицы измерений, т. е. единицыизмерений, связанные с человеком и размерами его тела. Например, в Россиииспользовались следующие меры:
1) перст – ширина указательного пальца (в метрической системе мероколо 2 см);
2) вершок – ширина сложенных вместе двух пальцев, указательного и среднего (около 4,4 см);
3) пядь малая – расстояние между концами вытянутых большого и указательного пальцев руки (около 19 см);
4) пядь великая – от кончика мизинца до кончика большого пальца, растянутых по одной линии (от 22 до 23 см);
5) косая сажень – расстояние от носка левой ноги до конца пальцев правой руки, вытянутой по диагонали (от 216 до 248 см);
6) 1 верста = 500 саженей (1,08 км). 1 сажень = 3 аршина;
7) 1 пуд =16,38 кг;
8) ведро (12,29 литра), 1 штоф = 1/10 ведра, 1 чарка = 1/100 ведра (0,12 литра).
При Петре I были введены: 1 дюйм = 25,4 мм; 1 фут = 12 дюймов = 304,8мм; 1 миля = 1,6 км.
В 1840 г. во Франции была введена метрическая система мер. За 1 метр была принята одна сорокамиллионная часть Парижского 10 меридиана. За 1 секунду было принято время Т/ (24· 60· 60), где Т – это период оборота Земли вокруг своей оси. За 1 килограмм была первоначально принята масса 1 дм3 воды при 4°С. Россия в числе 17 государств, сразу же приняла эту систему. В 1893 г. в России, в Санкт-Петербурге, была создана Главная палата мер и весов, которую возглавлял Д.И. Менделеев до 1907 года.
В 1899 г. во Франции были изготовлены 31 платиноиридиевых эталона метра, два из которых переданы России. Во Франции оставили эталон № 6 как международный эталон и назвали его «Метр Архива». Кроме того, были изготовлены платиноиридиевые эталоны килограмма: цилиндрики диаметром 39 мм и высотой 39 мм (гири).
России достались эталоны № 12 и № 26. Эталон № 12 до сих пор является Государственным эталоном килограмма. Эталоны сверялись с международным каждые 25 лет. В начале ХХ века погрешность эталона метра, равная 1,1·10-7 м, уже считалась неудовлетворительной. Эталоны метра и секунды постоянно совершенствовались. В настоящее время в большинстве стран используется международная система единиц СИ.