Скачиваний:   0
Пользователь:   prepod
Добавлен:   26.10.2015
Размер:   94.0 КБ
СКАЧАТЬ

 

ВСТУП

 

вступ 


В.1. Історична  довідка  про  розвиток  метрології

та  вимірювальної  техніки

 

Вимірювання нерозривно пов’язані з історією розвитку людства і зародились у далекій давнині. З одного боку, це було викликане тим, що потреби людської діяльності ще на ранньому її етапі привели до необхідності вимірювань часу, ваги та розмірів різних предметів, відстаней і визначення геометричних координат. З другого боку, людина з перших днів свого існування прагнула розгадати таємниці природи дослідницьким шляхом з використанням тих чи інших природних або технічних засобів, які виконували роль найпростіших вимірювальних приладів, але не мали цієї назви.

Таким чином, на усьому шляху розвитку людського суспільства вимірювання усвідомлено чи неусвідомлено були основою взаємовідносин людей між собою, з навколишніми предметами та природою. При цьому вироблялись єдині уявлення про розміри, форму, властивості предметів і явищ, а також правила та способи їх зіставлення. Разом з тим, довгий час роздробленість територій і народів, що їх населяли, призводили до роз’єднаності цих правил і способів. Тому для визначення невідомих величин при їх вимірюваннях з’явилася множина одиниць вимірювань з різноманітними, зовсім довільними найменуваннями і розмірами, які утворювалися найчастіше згідно з можливостями їхнього застосування без спеціальних технічних засобів, тобто з орієнтиром на те, що буквально було під «руками та ногами».

Вимірювання та засоби вимірювальної техніки мають давню і багату історію. Зупинимося на деяких важливих віхах їх розвитку, особливо в Росії, з історією якої тісно пов’язана історія України, і в Україні як самостійній державі.

Людина почала продумано виконувати вимірювання вказаних вище фізичних величин, потім температури, тиску, вологості тощо. Розвиток і становлення цивілізації супроводжувались гострою потребою в поширенні вимірювань на все нові й нові види фізичних величин, а це, в свою чергу, породжувало необхідність створення й удосконалення відповідних методів вимірювання та засобів вимірювальної техніки - від найпростіших до більш складних. Одночасно з цим уводились одиниці фізичних величин, а згодом міри й еталони для їх відтворення та зберігання.

Однією з найбільш досконалих визнається система давньоєгипетських мір, яка потім була запроваджена в багатьох державах. Водночас вона послужила прообразом давньоруської системи мір довжини, об’єму і ваги (у теперішній час використовується поняття «маса»). Проте в Англії у 1324 р. король Едуард ІІ як одиницю довжини встановив «законний дюйм», що дорівнював сумарній довжині трьох ячмінних зерен, вийнятих з середньої частини колоска та приставлених одне до одного своїми кінцями. Потім для дюйма було введено значення, яке дорівнювало 2,54 см.

При створенні і розвитку мір спостерігались дві протилежні тенденції. Одна з них визначалась тим, що в історії становлення людського суспільства вимірювання об’єктивно були основою взаємовідносин людей між собою і з навколишнім середовищем. Це вимагало єдиних уявлень про властивості предметів і явищ, а також про способи і правила їх зіставлення. Друга тенденція полягала в тому, що роздробленість народів і територій, на яких вони проживали, обумовлювали індивідуальність, а отже, і неможливість зіставлення мір. Тому з’явилася множина одиниць, що використовувалася при вимірюваннях різноманітних фізичних величин. Причому найменування одиниць фізичних величин і їх розміри встановлювались за допомогою природних засобів, що були в розпорядженні людей, зважаючи на відсутність спеціальних технічних засобів.

Так, у Росії та в інших державах як одиниця довжини частіше за все використовувалися різні розміри людського тіла, наприклад, п’ядь, лікоть, сажень, аршин, верста. П’ядь (від слова «п’ять») становила собою максимальну відстань по прямій між кінцями витягнутих великого та вказівного пальців дорослої людини. Одиниця довжини - лікоть (або п’ядь велика) використовувалася на Русі, в Єгипті, Вавилоні, Англії, Франції й інших країнах і дорівнювала довжині від згину ліктя до кінця середнього пальця витягнутої руки (або великого пальця, або стиснутого кулака). Природно розміри ліктя як одиниці довжини в різних країнах і в різні часи були різними, а іноді істотно відрізнялись. Зокрема, на Русі лікоть складав: у XІ-XV ст. - 51 см, у XVІ-XVІІ ст. - 48 см. Іноді навіть в одній країні використовувались різні розміри ліктя. Наприклад, в Єгипті «царський лікоть» дорівнював 55,5 см, а «народний лікоть» складав 37 см. Постійно змінювалися й інші міри довжини.

З розмірами людського тіла пов’язувалися і більш складні, ніж довжина, міри, наприклад розміри одиниці площі. Так, в Японії приблизно 2000 років тому як одиницю площі стали використовувати «татамі» - розмір циновки, на якій може розміститися «середня людина».

Коротко зупинимося на так званій англійській системі мір (одиниць вимірювань), що набула широкого розповсюдження в багатьох країнах, у тому числі країнах Заходу (США, Великій Британії, Канаді та ін.), де використовувались і в ряді випадків використовуються до цього часу специфічні одиниці, які суттєво відрізняються від загальноприйнятої метричної системи одиниць. Основними одиницями Британської імперської системи є: фут - одиниця довжини, фунт - одиниця маси, секунда - одиниця часу, градус Фаренгейта - одиниця температури (часто разом із шкалою Фаренгейта дається шкала в градусах Цельсія, іноді температура вимірюється в градусах Ренкіна). Як одиниці об’єму (місткості) використовуються  «імперський бушель» та «імперський галон» (у США - «вінчестерський бушель» та «вінчестерський галон»), для вимірювання об’єму (місткості) нафти в США як одиниця вимірювання використовується барель (1 барель = 158,988 л). До однієї з основних одиниць довжини, що застосовувалася раніше у Великій Британії та США, належить ярд, який було узаконено в 1101 р. англійським королем Генріхом І. У теперішній час в англомовних країнах для цієї одиниці встановлено розмір: 1 ярд = 0, 9144 м.

Практична необхідність стимулювала появу нових і більш досконалих засобів вимірювальної техніки. Поступово створювались і розвивались механічні, теплові, електричні, магнітні, радіотехнічні, світлові, акустичні й інші вимірювання і відповідні засоби для їх виконання. Згодом ці вимірювання виділялися в окремі самостійні види та області вимірювань. Зокрема, у XVІІ ст. з’явилися досить досконалі термометри та манометри для вимірювання температури і тиску води та повітря, гігрометри для вимірювання вологості повітря. З кінця XІX ст. значна увага приділяється електричним, а з 30-х років ХХ ст. і радіотехнічним вимірюванням, що обумовлено бурхливим розвитком електротехніки і радіотехніки. Перевага цих видів вимірювань полягає в тому, що електротехнічні і радіотехнічні сигнали є найбільш зручними для передавання, відтворення, порівнювання й обробки, а вимірювання більшості неелектричних величин зводиться до проміжного перетворення їх в електричні та вимірювання останніх.

У 50-х роках ХХ ст. з’явився якісно новий вид вимірювань - цифрові вимірювання та вимірювальні прилади, що мають суттєві переваги над аналоговими: за точністю, чутливістю, широкими функціональними можливостями, автоматизацією процесу вимірювання, надійністю, технологічністю виготовлення, ремонтопридатністю, можливості самоконтролю, самодіагностування та самокалібрування, зручностями передавання, збереження та обробки цифрової інформації та її високою завадозахищеністю, простотою сполучення з ЕОМ та іншими цифровими вимірювальними приладами, що дозволяє легко об’єднувати їх у вимірювальні системи, тощо. Тому однією з найважливіших тенденцій сучасного розвитку вимірювальної техніки є динамічний розвиток цифрової вимірювальної техніки, а в її галузі - комп’ютерних вимірювальних засобів (пристроїв) на основі мікропроцесорної та обчислювальної техніки, в тому числі персональних комп’ютерів (ПК).

Високодосконалим засобом вимірювань є сама людина. Тому поряд з класичним, інструментальним визначенням вимірювань (їх виконують за допомогою спеціальних технічних засобів), в усі часи виконувались так звані органолептичні вимірювання, що ґрунтуються на використанні органів чуттів людини чи органів чуттів будь-якої живої істоти. Проте природа  різною мірою наділила людей здатністю до органолептичних вимірювань, і тому вони досить суб’єктивні, але інколи виявляються єдино можливими. Менш досконалі вимірювання базуються на враженнях людини. До них належать суддівство змагань в окремих видах спорту (гімнастика, бокс, фігурне катання та ін.), конкурси майстрів мистецтв. Зустрічаються евристичні вимірювання, які ґрунтуються на інтуїції людини.

Однак цілком об’єктивними вважаються вимірювання з використанням спеціальних технічних засобів - засобів вимірювальної техніки. Далі розглядаються тільки такі, класичні, інструментальні вимірювання.

Поряд з розвитком вимірювань і вимірювальної техніки зароджувались та розвивались метрологія як наука про вимірювання і метрологічна служба, що призначена для забезпечення єдності вимірювань на території країни, а згодом і між країнами.

Фундаментальними основами забезпечення єдності вимірювань є нормування метрологічних характеристик засобів вимірювальної техніки й оцінка похибок вимірювань. Тому розвиток вимірювань і вимірювальної техніки супроводжувався створенням і удосконаленням методів обробки та оцінки похибок результатів вимірювань, а також методів їх зменшення. Це було настільки природно й органічно, що теорія похибок не має своєї окремої історії та якихось особливих історичних дат. Тим більше, що створення і розвиток теорії похибок нерозривно пов’язані з розвитком математики, теорії ймовірностей і математичної статистики, з фундаментальними досягненнями у різних галузях науки.

Основоположником методів математичної обробки результатів вимірювань є К. Ф. Гаус, який стверджував: «Тому їх (тобто неминучі похибки – прим. авт.) приходиться терпіти у спостереженнях, але слід якомога зменшити їх вплив на отримані результати шляхом умілого комбінування». Значний внесок до теорії обробки результатів вимірювань зробили Ейлер, Лаплас, Муавр, Мозес, Стьюдент, Фішер, Пірсон, П. Д. Чебишев, О. О. Марков, О. М. Колмогоров, О. Я. Хінчин, М. В. Смирнов, В. І. Романовський, Б. В. Гнеденко та інші.

Всі великі відкриття, що базувалися на експериментах, вимагали обов’язкової оцінки похибок і врахування вірогідності як самого експерименту, так і методів обробки його результатів. І чим витонченішим та складнішим був експеримент, тим більш високі вимоги ставились до точності та вірогідності його результатів. Наприклад, ще англійський фізик А. Майкельсон указував, що нові фізичні відкриття приховуються за відносними похибками вимірювань, меншими за вступ. Для тих часів, того стану вимірювань і вимірювальної техніки це була фантастично мала, практично недосяжна точність. А тепер вона наближається до потенційно можливої відносної похибки вступ. Зокрема, найбільш точний вітчизняний еталон часу має відносну похибку вступ.

Людство з давніх часів піклувалося про забезпечення єдності вимірювань, для чого використовувалися зразкові (еталонні) міри фізичних величин. Найвищу точність мали первісні (початкові) міри (від грецького слова prototype – прообраз), які згодом стали називати еталонами (від французького слова etalon – мірило, зразок). Зберіганню мір надавалося виключно важливе значення. Тому в давнину вони знаходилися в храмах і церквах, що були найбільш надійними місцями для збереження цінних речей. Так, у Київській Русі міри перебували у розпорядженні князів. Наприклад, еталонною мірою довжини служив «золотий пояс» великого князя Святослава Ярославича (1073-1076 рр.), завдовжки 108 см.

Уже здавна з мірами виконувалася операція, яка зараз називається повіркою. Про це свідчить церковний статут (1134-1135 рр.), де говорилося, що передані на збереження єпископові міри належало «блюсти без пакості, ні умалювати, ні умножувати, і на всякий рік зважувати». За умисно неправильні вимірювання (тобто обман), пов’язані з використанням мір, передбачалися суворі покарання («карати близько смерті»).

З розвитком науки і промислового виробництва підвищувались вимоги до використання та збереження мір фізичних величин, прагнення до уніфікації одиниць фізичних величин. Так, у 1736 р. російський Сенат створив Комісію мір та ваг, до складу якої увійшли видатні вчені (Л.Ейлер, О.К.Нартов та ін.). Їй належало розробити еталонні міри, визначити співвідношення різних мір між собою, виробити проект указу щодо організації в Росії повірочного діла. Ця комісія сформулювала принципи, які фактично передбачали перехід до метричної системи мір, та на це не вистачило коштів.

Декілька проектів реформи системи мір було запропоновано у Франції, Англії, США. Але засновником метричної системи мір стала Франція, завдяки історичним умовам, що склалися в цій країні в XVII-XVIII ст. У травні 1790 р. Національні збори Франції ухвалили декрет про реформування системи мір і доручили Паризькій Академії наук виконати необхідні підготовчі роботи, а 10 грудня 1799 р. голова французького уряду Бонапарт Наполеон затвердив введення у Франції метричної системи мір.

Метрична система мір почала поширюватися в багатьох країнах світу.

Її значення глибоко розумів видатний російський вчений Д.І. Менделєєв, який на І з’їзді російських природодослідників (1867 р.) закликав: «Полегшимо ... можливість загального розповсюдження метричної системи і через те посприяємо ... загальній вигоді та майбутньому бажаному зближенню народів».

20 травня 1875 р. на Дипломатичній конференції, що відбулася у Парижі і в якій брали участь 20 держав, у тому числі Росія, було прийнято Метричну конвенцію (далі - Конвенція) «для забезпечення єдності і удосконалення метричної системи мір».

Згідно з Конвенцією було засновано Міжнародне бюро мір та ваг  (МБМВ) як наукову установу для зберігання і дослідження метричних еталонів. Воно функціонує під керівництвом та наглядом Міжнародного комітету мір та ваг (МКМВ), який у наш час складається з представників 18 країн і є відповідальним перед Генеральною конференцією з мір та ваг (ГКМВ). Засідання (МКМВ) відбуваються щороку, а сесії скликаються один раз на 4-6 років.

На теперішній час учасниками Конвенції стали 48 країн, але практично всі країни світу офіційно підтвердили, що вони використовують або планують використовувати метричну систему мір.

Першим російським державним повірочним закладом було Депо зразкових мір та ваг, засноване в 1842 р. при Петербурзькому монетному дворі. В 1893 р. в Петербурзі на базі Депо була створена Головна палата мір та ваг. У 1918 р. урядом Російської Федерації був прийнятий Декрет «Про введення Міжнародної десяткової метричної системи мір та ваг». Згодом Головна палата мір та ваг була перетворена у Всесоюзний (нині Всеросійський) науково-дослідний інститут метрології імені Д.І. Менделєєва,  були створені Московський державний інститут мір і вимірювальних приладів,  Всесоюзний (нині Всеросійський) НДІ фізико-технічних і радіотехнічних вимірювань, науково-дослідні заклади в містах Новосибірську, Харкові, Свердловську (нині Єкатеринбург), Казані, Іркутську, Тбілісі, Єревані, Львові. Після розпаду СРСР метрологічні центри продовжують функціонувати в знов створених державах, у тому числі в Україні.

 

В.2. Про  розвиток  метрології  в  Україні

 

Історія української метрології розпочалася зі створення на території України в 1901 р. за ініціативою Д.І. Менделєєва Харківської повірочної палатки (у Києві повірочна палатка була відкрита в 1902 р.) На базі Харківської повірочної палатки в 1922 р. було засновано Українську головну палату мір та ваг, що стала першим науковим метрологічним закладом у республіці та на яку покладались обов’язки щодо забезпечення єдності вимірювань в Україні. В 1933 р. вона одержала статус Українського інституту метрології і стандартизації. У 1967 р. його було перейменовано в Харківський державний науково-дослідний інститут метрології (ХДНДІМ) і засновано Харківський державний дослідно - експериментальний завод «Еталон» як виробничу базу ХДНДІМ. У 1981 р. на базі ХДНДІМ створено науково-виробниче об’єднання (НВО) «Метрологія», до складу якого також увійшли спеціальне конструкторське бюро, Харківський центр стандартизації і метрології (ХЦСМ) та завод «Еталон». У 1988 р. ХЦСМ відокремився як самостійна організація. У вересні 1992 р. НВО «Метрологія» одержало статус державного, тобто стало ДНВО «Метрологія». Але в 1999 р. ХДНДІМ, ХЦСМ і «Еталон» стали самостійними організаціями Держстандарту України. ХДНДІМ відігравало і відіграє важливу роль у формуванні державної науково-технічної політики України в галузі метрології, вимірювальної техніки та стандартизації. Постановою Держстандарту 1992 р. на нього були покладені функції Головної організації щодо метрологічного забезпечення більшості видів вимірювань в Україні. В інституті на цей час  розроблено та створено 31 державний і більше 10 робочих еталонів. Серед державних еталонів - 5 еталонів основних одиниць SI (метр, кілограм, секунда, кельвін, кандела).

Перші організаційні структури і технічна база по забезпеченню єдності вимірювань в Україні були створені ще за часів СРСР. Так, у червні 1953 р. засновано Управління мір і вимірювальних приладів УРСР, яке підпорядковувалось Комітету мір і вимірювальних приладів при Раді Міністрів СРСР. У липні 1978 р. на його основі створено Українське республіканське управління  Держстандарту СРСР. У листопаді 1955 р. створена Київська державна контрольна лабораторія з вимірювальної техніки, в січні 1966 р. вона реорганізована в Українську республіканську лабораторію держнагляду за стандартами та вимірювальною технікою, в грудні 1970 р. на базі цієї лабораторії створено Український республіканський центр метрології та стандартизації як організаційно-технічний і науково-методичний центр з питань розвитку й удосконалення стандартизації та метрологічного забезпечення народного господарства України. В теперішній час - це Український державний науково-виробничий центр стандартизації метрології, та сертифікації (УкрЦСМ), в якому в листопаді 1997 р. наказом Держстандарту створено Головний центр метрологічної служби України. В 1973 р. у Львові створено філію Всесоюзного науково-дослідного інституту фізико-технічних та радіотехнічних вимірювань (ВНДІФТРВ), у 1977 р. на її базі засновано Всесоюзний науково-дослідний інститут метрології вимірювальних і керуючих систем («Система»), а в 1979 р. - НВО «Система». В 1984 р. у Києві створено філію Всесоюзного інституту підвищення кваліфікації керівних та інженерно-технічних працівників у галузі стандартизації, якості продукції та метрології (ВІСМ).

Історію української метрології  як незалежної держави фактично відкриває постанова Кабінету Міністрів України від 24 травня 1991 р. про утворення Державного комітету УРСР по стандартизації, метрології та якості продукції (Держстандарт України),  а постановою Кабінету Міністрів від 8 квітня 1992 р. його перетворено в Державний комітет України по стандартизації, метрології та сертифікації. Згодом були створені Державна служба стандартних зразків і стандартних довідкових даних речовин і матеріалів, Державна комісія єдиного часу й еталонних частот, а також спеціальне управління як робочий орган цієї комісії при Держстандарті України. Метою комісії є координація діяльності міністерств, відомств, підприємств та організацій України в галузі створення та удосконалення діяльності системи єдиного часу та еталонних частот, яка життєво необхідна для синхронізації у часі всіх видів діяльності держави. Були також створені науково-технічні комісії з усіх видів вимірювань, до яких було залучено провідних вчених і спеціалістів країни. Важливим кроком стало ухвалення постановою Кабінету Міністрів від 25.05.1992 р. № 269. Концепції державних систем стандартизації, метрології і сертифікації, в якій було поставлено завдання створити дійову систему забезпечення єдності вимірювань у незалежній країні, побудовану на власній законодавчій основі.

Першим законодавчим актом з метрології в Україні став Декрет Кабінету Міністрів «Про забезпечення єдності вимірювань в Україні», прийнятий у квітні 1993 р. Він дозволив проводити єдину організаційну, методичну і технічну політику по забезпеченню єдності вимірювань у країні і надав можливості для перших заходів щодо захисту інтересів споживача продукції та послуг. 11 лютого 1998 р. Верховною Радою України прийнятий Закон України «Про метрологію та метрологічну діяльність», який набув чинності 13 березня 1998 р. і замінив Декрет.

Держстандартом спільно із зацікавленими організаціями і науково-технічними комісіями було розроблено державні цільові науково-технічні програми створення національної еталонної бази, стандартних зразків і довідкових  даних речовин і матеріалів, служби точного часу й еталонних частот та оснащення територіальних органів. Першочерговою стала Програма створення еталонної бази України, без якої не може ефективно розвиватися жодна країна світу. На кінець 1999 р. колегія Держстандарту затвердила як державні більше ніж 35 первинних і 20 робочих еталонів. Для порівняння вкажемо кількість державних (національних) еталонів у деяких країнах: Німеччина - 121, Росія - 114 (у СРСР було понад 150), Великобританія - 104, Франція - 104, США - 98.

Україна веде активну міжнародну діяльність зі співробітництва в галузях метрології, стандартизації та сертифікації, в першу чергу з державами колишнього СРСР. Значною мірою це пов’язано з тим, що після розпаду СРСР основна частина метрологічних закладів з еталонною базою, науково-технічним потенціалом і методично-нормативним забезпеченням у галузях метрології, стандартизації та сертифікації залишилися поза межами України. Розуміючи важливість підтримання єдності вимірювань у міждержавних науково-технічних, промислових і торговельно-економічних стосунках, наша країна стала одним з ініціаторів підписання главами урядів країн СНД у березні 1992 р. Генеральної угоди в галузях метрології, стандартизації і сертифікації, а згодом було підписано ще чотири угоди. Усі ці угоди дозволили в основному зберегти прийнятні умови для забезпечення єдності вимірювань в Україні і на міждержавному рівні з використанням еталонної бази країн СНД як єдиного цілого. Але поряд з цим Україна розпочала терміново створювати свої організаційні структури і технічну базу для поступового переходу на більш самостійне забезпечення єдності вимірювань у країні, про що було сказано вище. З іншого боку, вона починає інтегруватися в міжнародні метрологічні структури.

Так, уже в червні 1992 р. Україна (Держстандарт) приєдналась до КООМЕТ - Організації державних метрологічних установ країн Центральної і Східної Європи, створеної у Варшаві в червні 1991 р. З 1997 р. Україна є член-кореспондентом Міжнародної організації законодавчої метрології (МОЗМ), яка була заснована в жовтні 1955 р. у Парижі. Вона бере активну участь у роботі Міжнародної ради зі стандартизації, метрології та сертифікації. Одним із основних напрямів діяльності Держстандарту України є участь у міжнародних звіряннях еталонів різних держав.

У 1997-98 роках МБМВ двічі збирало директорів понад 50 провідних національних метрологічних центрів (інститутів) усього світу для обговорення проблеми взаємного признання та звіряння національних еталонів одиниць вимірювань (фізичних величин), яке буде здійснюватися під егідою МБМВ, незалежно від участі країн у Метричній конвенції. Причому з міжнародними еталонами будуть звірятися не всі, а тільки окремі, так звані «ключові еталони». Передбачається розробити Всесвітню систему вимірювань.

Глобалізація науки, виробництва, торгівлі, екологічних проблем заставляють метрологів усього світу шукати взаємоприйнятні рішення відносно метрологічного забезпечення випробувань, сертифікації, акредитації. Можна стверджувати, що задачі підвищення якості продукції є процесів і послуг є на сьогодні центром тріади «метрологія – стандартизація - сертифікація».

Завдання української метрології в цілому визначаються метою забезпечення необхідного рівня єдності вимірювань у державі, перетворення України в повноправного  партнера  торговельно-економічних і науково-технічних міжнародних відносин.

 

В.3.  Про  роль  вимірювань  і  навчальної  дисципліни

       «Основи  метрології  та  вимірювальної  техніки»

 

Про роль вимірювань у житті людства найяскравіше свідчать вислови великих учених. Так, ще Г. Галілей говорив: «Рахуй те, що рахується; вимірюй те, що вимірюється, а те, що не вимірюється, роби таким, щоб воно вимірювалось». Або У. Кельвін (лорд У. Томсон): «Усяка річ відома лише в тій мірі, в якій її можна виміряти». Чи Д.І. Менделєєв: «Наука починається з тих пір, коли починають вимірювати... точна наука неможлива без вимірювань».

Історія свідчить про те, що з розвитком цивілізації роль вимірювань (і метрології) у житті людства безперервно зростала. Більш того, без вимірювань і метрології становлення цивілізації було б неможливим. Це підтверджується тим, що в теперішній час жодна сфера діяльності людини неможлива без різноманітних вимірювань і метрологічного забезпечення. Особливо важливе місце вони посідають у наукових дослідженнях, в опануванні всесвіту, в забезпеченні високої якості продукції, у керуванні складними технічними об’єктами, в геологорозвідці сировини, в економному використанні матеріалів, палива та паливно-енергетичних ресурсів, у медицині, екології тощо. Зростає питома вага вимірювань у подальшому розвитку науково-технічного прогресу в усіх галузях науки і техніки, виробництва і споживання, тому що він пов’язаний зі створенням нових видів технічних засобів і систем, підвищенням вимог до показників їх якості та надійності, які можна забезпечити за допомогою вимірювань і контролю.

Виключно важливе місце посідають вимірювання у військовій справі. Без перебільшення можна стверджувати, що вони є головним джерелом інформації про технічний стан озброєння та військової техніки (ОВТ), а також про умови життєдіяльності особового складу Збройних Сил і завдяки цьому стали найважливішим фактором підтримання якісних параметрів основних компонентів обороноздатності держави.

Важливість вимірювань у житті розвинутої держави настільки велика, що все більше говорять про національну систему вимірювань такої держави. І це цілком виправдано. Так, в Україні в теперішній час до вимірювань мають відношення кілька мільйонів чоловік, на вимірювання в окремих галузях припадає від 10 % до 30 % від загальних трудовитрат, а в таких галузях, як електроніка, радіотехніка, машино- та ракетобудування, - більше як 60 %. У США, наприклад, вартість щорічно виконуваних контрольно-вимірювальних операцій складає близько 6 % валового національного продукту. В Україні в експлуатації знаходиться більше 200 млн. засобів вимірювальної техніки, щоденно виконуються  сотні мільйонів, а за рік - десятки, а можливо, сотні мільярдів вимірювань.

Для підтвердження важливої ролі вимірювань наведемо деякі конкретні приклади.

Сьогодні вимірюванням підлягають сотні фізичних величин, а частка вимірювальної інформації у загальному обсязі інформації, яка циркулює в усіх сферах людської діяльності, постійно зростає. Так, якщо у 20-ті роки ХХ ст. вона складала не більше 5 % від загального обсягу інформації, то наприкінці того століття вона перевищувала 40 % та істотно перевершувала такі важливі й поширені види інформації, як економічна і статистична. На вимірювальній інформації ґрунтуються рішення органів керування, забезпечення екологічної безпеки і безпеки праці, діагностика здоров’я людини, передбачення природних явищ, підтримання технічного стану ОВТ і т.д. У зв’язку з цим на вимірювальну техніку давно вже покладено якісно нове завдання - це інформаційне обслуговування досліджуваного (контрольованого) об’єкта, що включає збирання, передавання, зберігання (реєстрацію), обробку й аналіз інформації, яку одержують у процесі вимірювань. Тому сучасний етап науково-технічного прогресу відзначається інтенсивним підвищенням інтересу до вимірювальної техніки. 

Таким чином, на основі вимірювальної інформації приймаються конкретні рішення, дуже часто надзвичайної важливості. А вірогідність цих рішень багато в чому залежить від якості вимірювань, тобто від похибки вимірювань. Наприклад, в американській глобальній навігаційній космічній системі NAVSTAR (у Росії аналогічна система називається ГЛОНАСС) для того, щоб забезпечити рухомим об’єктам (кораблям, літакам) похибку визначення місцезнаходження не більше як 20...30 м, відносна похибка задання часу і частоти сигналів на космічних апаратах (супутниках) цієї системи повинна бути не більше ніж 1·10 ‑13. Недоліки вимірювань можуть призвести до техногенних аварій і навіть катастроф. Так, за опублікованими в США даними, за період 1974-1978 рр. на американських АЕС сталася 31 аварія, причому всі вони були пов’язані з недоліками вимірювань (у 10 випадках виявилися несправними вимірювальні прилади, у 21 випадку - недосконалість датчиків). Однією з причин аварії на Чорнобильській АЕС була недосконала організація вимірювань технологічних параметрів. Те саме спричинило аварії на радянських ракетно-космічних комплексах, дві з яких призвели до загибелі значної кількості людей (у 1960 р. на Байконурі та в 1978 р. в Плісецьку).

У всіх видах діяльності суспільства вимірювання були, є і будуть одним із найважливіших факторів досягнення поставлених цілей і задач у його розвитку.

Отже, вимоги до вимірювань та вимірювальної техніки постійно зростають. Вони повинні виконуватися не тільки з необхідними, як правило, високими точністю та вірогідністю, але й за малі інтервали часу. Зокрема, в системах управління космічними апаратами, атомними реакторами, деякими технологічними процесами високоточні вимірювання необхідно здійснювати за десяті і соті долі секунди. Від точності та вірогідності вимірювань у значній мірі залежать науковий прогрес, якість і безпека життя людини ( продукти, медицинське обслуговування, екологічна безпека, охорона та безпека праці), обороноздатність країни, розвиток промисловості тощо. Але необхідною умовою проведення вимірювань є забезпечення їх єдності, тобто можливості зіставлення і погодження результатів вимірювань незалежно від того, де, коли, якими методами вимірювань і засобами вимірювальної техніки, за яких умов і ким ці результати одержані.

Найбільша відповідальність по забезпеченню єдності вимірювань покладається на спеціаліста-метролога, який повинен знати та вміти дуже багато, щоб кваліфіковано організувати і виконувати складні роботи з метрологічного забезпечення. Найчастіше науковий потенціал користувача (особливо можливого покупця) не настільки високий, як це необхідно для правильного вибору та використання постійно удосконалюваної вимірювальної техніки. Виходячи із величезного досвіду, за кордоном сформульовано правило, загальне для всіх вимірювальних експериментів: у переважній більшості випадків жорсткість вимог, що пред’являються користувачем до метрологічних характеристик засобів вимірювальної техніки, є зворотно пропорційною рівню його підготовки. Тому наразі в провідних країнах світу зростають увага і вимоги до діяльності професійних метрологів і метрологічної підготовки інших спеціалістів. Значущість цих факторів особливо вагома при переході країни до ринкових відносин, для яких характерні конкуренція у сферах виробництва і послуг, а отже, постійне підвищення якості товарів і послуг. У зв’язку з цим стрімко розвиваються системи якості (продукції, процесів і послуг), системи акредитації випробувальних і калібрувальних лабораторій, основою яких є вимірювання і контроль. Крім того, кожний сучасний спеціаліст повинен уміти організувати і кваліфіковано виконати роботи з вимірювання і контролю параметрів тих видів ОВТ, які він експлуатує. Теоретичні знання і практичні навички для цього закладають навчальна дисципліна «Основи метрології та вимірювальної техніки» або інші навчальні дисципліни, що розглядають подібні питання. Метрологія поєднує воєдино теорію і практику в багатьох галузях знань. Як неможливо обійтись без математики у теоретичних розрахунках, так неможливо обійтись без метрології при виконанні експериментальних досліджень, де б вони не виконувались.

Наверх страницы

Внимание! Не забудьте ознакомиться с остальными документами данного пользователя!

Соседние файлы в текущем каталоге:

На сайте уже 21970 файлов общим размером 9.9 ГБ.

Наш сайт представляет собой Сервис, где студенты самых различных специальностей могут делиться своей учебой. Для удобства организован онлайн просмотр содержимого самых разных форматов файлов с возможностью их скачивания. У нас можно найти курсовые и лабораторные работы, дипломные работы и диссертации, лекции и шпаргалки, учебники, чертежи, инструкции, пособия и методички - можно найти любые учебные материалы. Наш полезный сервис предназначен прежде всего для помощи студентам в учёбе, ведь разобраться с любым предметом всегда быстрее когда можно посмотреть примеры, ознакомится более углубленно по той или иной теме. Все материалы на сайте представлены для ознакомления и загружены самими пользователями. Учитесь с нами, учитесь на пятерки и становитесь самыми грамотными специалистами своей профессии.

Не нашли нужный документ? Воспользуйтесь поиском по содержимому всех файлов сайта:



Каждый день, проснувшись по утру, заходи на obmendoc.ru

Товарищ, не ленись - делись файлами и новому учись!

Яндекс.Метрика