У цій статті з’ясуємо, що таке метрологія. Науково-технічний прогрес досить складно уявити собі без методів і засобів вимірювань. Навіть у багатьох побутових питаннях ми не обходимося без них. З цієї причини такий масштабний і всеохоплюючий обсяг знань не міг залишитися без систематизації і виділення в окремий напрямок науки. Саме цей науковий напрям одержало назву метрологія. Вона пояснює різні засоби вимірювання з наукової точки зору. Це є предметом дослідження метрології. Однак діяльність фахівців-метрологів при цьому включає також і практичну складову.
Що таке метрологія
Міжнародний словник основних і загальних термінів метрології визначає дане поняття як науку про вимірювання. Метрологія, так само як і будь-які види вимірювань, відіграє значну роль практично у всіх сферах діяльності людини. Вони застосовуються абсолютно скрізь, включаючи виробничий контроль, перевірку якості навколишнього середовища, безпеки і здоров’я людини, а також оцінку матеріалів, продуктів, що вживаються в їжу, товарів для здійснення торгівлі на чесних умовах та захисту прав споживачів. Що лежить в основі метрології?
Досить часто використовується поняття «метрологічна інфраструктура». Вона застосовується щодо вимірювальних потужностей регіону або країни в цілому і передбачає роботу перевірочних та калібрувальних служб, лабораторій і метрологічних інститутів, так само як управління і організацію системи метрології.
Основні поняття
Поняття “метрологія” найчастіше використовується в узагальненому значенні, маючи на увазі під собою не тільки теоретичні, але і практичні сторони вимірювальної системи. Якщо потрібно конкретизувати, область застосування, зазвичай використовуються такі поняття.
Загальна метрологія
Що таке метрологія цього типу? Вона займається питаннями, які є загальними для всіх сфер метрологічних вимірювань. Загальна метрологія займається практичними і теоретичними питаннями, які зачіпають вимірювальні одиниці, а саме структуру системи одиниць, а також перетворення вимірювальних одиниць у складі формул. Також вона займається проблемою помилок, що допускаються у вимірах, питаннями інструментів для вимірювань і метрологічних властивостей. Досить часто загальну метрологію називають також наукової. Загальна метрологія охоплює різні області, наприклад:
- Метрологія маси, що займається вимірюванням мас.
- Метрологія розмірності, тобто вимірювання кутів і довжин.
- Метрологія температури.
- Хімічна метрологія.
Промислова метрологія
Що таке метрологія, що використовується в сфері промисловості? Ця область науки займається виробничими вимірами, а також перевіркою якості. Основні проблеми, з якими стикається промислова або технічна метрологія – інтервали та процедури калібрування, управління устаткуванням для вимірювань, перевірка вимірювального процесу і т. д. Досить часто дане поняття застосовується в описі метрологічної діяльності у промисловій сфері.
Законодавча метрологія
Цей термін входить в список обов’язкових з технічної точки зору вимог. Організації, що належать до сфери законодавчої метрології, займаються перевіркою здійснення даних вимог з метою виявлення достовірності і правильності проведених вимірювальних процедур. Це стосується таких суспільних сфер, як охорона здоров’я, торгівля, безпека та навколишнє середовище. Області, які охоплює законодавча метрологія, залежать від відповідного регламенту для кожної окремо взятої країни.
Розглянемо основи метрології більш докладно нижче.
Основи
Предметом метрології називають виведення інформації у певних одиницях виміру, що містить відомості про властивості аналізованого об’єкта, а також процесах, згідно встановленої достовірності і точності.
Під засобами метрології розуміється сукупність вимірювальних інструментів і загальноприйнятих стандартів, які дозволяють здійснювати їх раціональне застосування. Стандартизація та метрологія тісно пов’язані між собою.
Об’єкти
До об’єктів метрології відносяться:
Критерії значимості
Існують також певні критерії, які обумовлюють соціальну значимість метрологічних робіт. До них відносяться:
Цілі
Основними цілями технічного регулювання і метрології є:
Завдання
До завдань метрології відносяться:
Види
Вимірювання класифікуються по ряду факторів, а саме за способом одержання інформації, за характером змін, з кількістю інформації для вимірювання, по відношенню до нормальних показників. Такі існують види метрології.
За способом, яким виходить інформація, виділяються прямі і непрямі, а також сумісні та сукупні вимірювання.
Які ж засоби метрології?
Прямі і непрямі вимірювання
Під прямими розуміється фізична зіставлення міри і величини. Так, наприклад, при вимірюванні довжини об’єкта за допомогою лінійки проводиться порівняння кількісного вираження значення довжини з предметом заходи.
Непрямі вимірювання передбачають встановлення шуканого значення величини в результаті проведення прямих вимірювань показників, пов’язаних певним чином з піддається перевірці величиною. Наприклад, при вимірюванні струмового сили амперметром, а вольтметром – напругу, з урахуванням взаємозв’язку функціонального характеру всіх величин, можна зробити розрахунок потужності всієї електричної ланцюга.
Сукупні і сумісні вимірювання
Сукупні вимірювання передбачають розв’язання рівнянь в системі, отриманої як наслідок проведення вимірювань декількох однотипних величин одночасно. Шукана величина обчислюється шляхом вирішення системи рівнянь.
Спільними вимірами називається визначення двох і більше неоднотипных фізичних величин з метою розрахунку залежності між ними. Останні два види вимірів досить часто використовуються в галузі електротехніки для визначення різних видів параметрів.
За характером змін величини в процесі проведення вимірювальних процедур виділяються динамічні, статистичні та статичні вимірювання.
Статистичні
Статистичними називаються вимірювання, які пов’язані з ідентифікацією ознак випадкових процесів, рівня шумів, звукових сигналів і т. д. Для статичних змін, навпаки, характерна постійна вимірювана величина.
До динамічних належать вимірювання величин, яким властиво змінюватися в процесі проведення метрологічних робіт. Динамічні і статичні вимірювання досить рідко зустрічаються на практиці в ідеальному вигляді.
Багаторазові і одноразові
За кількістю інформації вимірювання поділяються на багаторазові і одноразові. Під одноразовим розуміється одне вимірювання однієї величини. Таким чином, кількість вимірювань повністю співвідноситься з величинами, що вимірюються. Застосування такого виду вимірювань пов’язано зі значними погрішностями в обчисленні, тому передбачає виведення середнього арифметичного значення після проведення декількох метрологічних процедур.
Багаторазовими називаються вимірювання, для яких характерне перевищення кількості метрологічних операцій над вимірюваними величинами. Головна перевага даного виду вимірювань полягає в незначному впливі на похибку випадкових факторів.
Абсолютні і відносні
По відношенню до основних метрологічних одиниць виділяються абсолютні та відносні вимірювання.
Абсолютні вимірювання передбачають використання однієї або декількох основних величин укупі з постійною константою. Відносні ґрунтуються на ставленні метрологічної величини до однорідної, що використовується як одиниця.
Шкала вимірювань
Такі поняття, як шкала вимірювання, принципи і методи, що безпосередньо пов’язані з метрологією.
Під шкалою вимірювань розуміється систематизована сукупність значень величини в її фізичному вираженні. Поняття шкали вимірювань зручно розглядати на прикладі температурних шкал.
Температура танення льоду є початковою точкою відліку, а опорною точкою виступає температура, при якій кипить вода. За одну температурну одиницю, то є градус Цельсія, приймається одна сота частина вищеописаного інтервалу. Існує також температурна шкала Фаренгейта, початковою точкою відліку якої вважається температура танення суміші льоду з нашатирним спиртом, а за опорну точку приймається нормальна температура тіла. Однією одиницею за Фаренгейтом є дев’яносто шоста частина інтервалу. По даної шкалою лід тане при 32 градусах, а вода закипає при 212. Таким чином, виходить, що за Цельсієм інтервал становить 100 градусів за Фаренгейтом 180.
В системі метрології також відомі й інші види шкал, наприклад найменувань, порядку, інтервалів, відносин і т. д.
Шкала найменувань має на увазі під собою якісну, а не кількісну одиницю. Даний вид шкали не має початкової та опорної точки, а також метрологічних одиниць. Прикладом подібної шкали може стати атлас кольорів. Він використовується для візуального співвідношення пофарбованого предмета з еталонними зразками, включеними в атлас. Так як варіантів відтінків може бути безліч, порівняння повинен робити досвідчений фахівець, у якого є багатий практичний досвід у даній області, а також особливі зорові здібності.
Для шкали порядку характерно значення величини вимірювання, виражене в балах. Це можуть бути шкали землетрусів, твердості тіл, сили вітру і т. д.
Шкала різниць або інтервалів має відносними нульовими значеннями. Інтервали за даною шкалою визначаються за погодженням. В дану групу входять шкали довжини і часу. 
У шкали відносин є конкретне нульове значення, а метрологічна одиниця визначається за погодженням. Шкала маси, приміром, може градуюватися різними способами з урахуванням необхідної точності зважування. Аналітичні та побутові ваги істотно відрізняються один від одного.
Висновок
Таким чином, метрологія бере участь у всіх практичних і теоретичних сферах діяльності людини. У будівельній галузі вимірювання використовуються для визначення відхилень конструкції в певних площинах. В медичній сфері точна апаратура дозволяє проводити діагностичні процедури, то ж стосується і машинобудування, де фахівці використовують пристрої, що дають можливість робити розрахунки з максимальною точністю.
Існують також спеціальні центри метрології, які здійснюють технічне регулювання та здійснюють масштабні проекти, а також встановлюють регламенти та проводять систематизацію. Такі агентства поширюють свій вплив на всі види метрологічних досліджень, застосовуючи до них встановлені стандарти. Незважаючи на точність багатьох показників, що застосовуються в метрології, ця наука, як і всі інші, продовжує рух вперед і зазнає певні зміни і доповнення.
