ГЛАВА I. ИСТОРИЯ МЕТРОЛОГИИ

ВВЕДЕНИЕ

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

Комплекс правил, требований и норм, обязательных для исполнения в определенной области деятельности, дает нормативно-технический документ (НТД). Он разрабатывается в установленном порядке и утверждается компетентным органом.

Главный вид НТД – стандарт.Государственный стандарт (ГОСТ 16263-70 ГСИ." Метрология. Термины и определения" и МИ 2247-94) дает определение метрологии (РМГ 29-94).

Измерение включает сравнение неизвестного размера с известным и выражение первого через второй в кратном или дольном отношении.

Для обеспечения единства измерений исходная мера, с которой производится сравнение, должна быть установлена законодательнымпутем.

Результатсравнения неизвестного размера с известным – случайная величина, поэтому истинное значение измеряемого размера устанавливается с неопределенностью.

Единство измерений обеспечивается при регламентации требований к средствам и методикам выполнения измерений, алгоритмам обработки и формам представления результатов.

Понятие "метрология" базируется на двух понятиях: "измерение" и "единство

измерения".

Задачи метрологии:

1. Развитие общей теории измерений

2. Установление единиц физических величин

3. Разработка методов и средств измерений, способов определения точности измерений

4. Обеспечение единства измерений и единообразия средств измерений (СИ)

5. Установление эталонов

6. Разработка методов передачи размеров единиц от эталонов к рабочим и технологическим СИ.

ГЛАВА I. ИСТОРИЯ МЕТРОЛОГИИ

§1. Зарождение измерений и совершенствование мер

В древних странах (Китай, Вавилон, Египет) уже использовали при измерениях понятия вещественных мери единиц измерений.В Вавилоне приняли, что в сутках 24 часа, в 1 часе 60 минут, в 1 минуте 60 секунд. Вавилонские меры (длины – локоть, массы – талант,мин) перешли в Грецию и Рим. Использовались и другие, подручные средства.

Например, в Киевской Руси применяли для измерения длины вершок (верх перста – длина концевой фаланги указательного пальца; пядь – расстояние между концами вытянутых большого и указательного пальцев; локоть– расстояние от локтя до конца среднего пальца (»44,5см); саженьравнялась 3 локтям; косая сажень– расстояние от подошвы левой ноги до конца среднего пальца вытянутой вверх правой руки; верста– для измерения больших расстояний. В XVII веке сажень приравняли трем аршинам.

Однако давно было обнаружено несоблюдение единства мер. Есть даже поговорка: "Всяк мерит на свой аршин".

Были попытки стандартизации мер для обеспечения их единства. «Королевский фут»был размером ступни Карла Великого. «Золотой пояс»великого князя Святослава Ярославича (1070-е годы) был образцовой мерой длины.

До конца средних веков не было метрологической службы. Иногда применяли образцовые меры и хранили их в церквах и монастырях.

В Двинской грамоте Ивана Грозного (1550г.) даны правила хранения и передачи размера меры сыпучих веществ – осьмины. Ее медные экземпляры были на хранении у выборных людей. С этих мер делали клейменые деревянные копии для городских померщиков, а с тех – деревянные копии для использования в обиходе. Образцовые меры хранились централизованно в приказах Московского государства. Это говорит о создании государственной системы обеспечения единства измерений и метрологической службы.

При расширении экономических связей устанавливали соотношение мер с иностранными. Был договор Великого Новгорода с немецкими городами и Готландом (1269г.), другие соглашения. Надзор за мерами проводили Померная изба и Большая таможня.

Во время правления Петра I метрологическое обслуживание в торговле вела Коммерц-коллегия. Адмиралтейств-коллегияпроверяла угломерные приборы, компасы.

Берг-коллегияследила за измерительным хозяйством горных заводов.

Петербургская академия наук воспроизводила угловые единицы, единицы времени и температуры. Были образцовые меры и копии эталонов.

В 1736г. по решению Сената образована Комиссия весов и мер (председатель – директор монетного двора граф М.Г. Головкин). В состав комиссии входил Л. Эйлер.Меру длины комиссия изготовила в виде медного аршинаидеревянной сажени. Мера жидких веществ – ведро. Был создан русский эталонный фунт. Работа закончилась только в 1747г. изготовлением бронзовой золоченой гири. Она стала государственным эталоном русских мер веса.

Предлагались естественныемеры и единицы измерений. Естественная мера времени – период вращения Земли. Относительная погрешность определения секунды как 1/86400 части среднего периода обращения Земли вокруг оси оказалась равной 10^-7. Это значительно точнее вещественных мер времени (песочных часов, сложных механизмов)

В 1664г. Гюйгенспредложил использовать свойство изохронности колебаний математического маятника для выражения меры длины черезестественную меру времени.

Период колебания T маятника зависит от его длины l

,(g = const – ускорение свободного падения).

Поэтому единицей длинымогла бы стать 1/3 длины маятника с периодом колебаний, равным 1сек. Это обсуждалось в Комиссии мер и весов в России. Хотели определить сажень через длину меридиана Земли. Из-за отсутствия средств и специалистов от этого отказались. Это были первые проекты системы мер, основанной на физических постоянных.

Только в 1824г. в Англии установили единицу длины ярд через длину секундного маятника.

§2. Метрическая система. Менделеевский период развития метрологии в России

Систему измерений на десятичной основе предложил французский астроном Г.Мутон (XVII век). В 1791г. Учредительное собрание Франции по предложению Парижской академии узаконило единицу длины – метр–длинудесятимиллионной частичетверти земного меридиана,проходящего через Париж.

Комиссия Лагранжа рекомендовала десятичное подразделение кратных и дольных единиц. Метрическая система была задумана международной

- ­­В 1795г. Конвент принял закон о введении метрической системыво Франции.

- К 1799г. комиссарами, в число которых входили ученые Кулон, Лаплас, Лавуазье и др., изготовлен эталон метра – платинового стержня. Единица площади – 1м², единица объема – 1м³, единица массы – килограмм, (масса кубического дециметра воды при +4^оС). Эталоном стал платиновый цилиндр.

Единица объема жидких и сыпучих тел – 1литр(объем куба с ребром 1 дециметр)

Метрическая система внедрялась с трудом. Только с 1840г. стала обязательной во Франции.

В Россиив1797г. принят закон «Об учреждении повсеместно в Российской империи верных весов, питейных и хлебных мер».

В 1827г. – комиссия для разработки российских образцовых мер и весов.