Метрология - это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства, способах достижения требуемой точности (такое определение дает гост 16263-70).

Измерения являются важным элементов в познании природы. Естественные науки именуются точными благодаря измерениям, позволяющим определять количественные соотношения и находить законы природы. Например, повышение прецизионности измерения плотности воды привело в 1932 году к открытию тяжелого изотопа водорода - дейтерия, ничтожное содержание которого в обычной воде увеличивает ее плотность. Другой характерной чертой в измерениях является расширение диапазонов измерения величин. Если 50 лет назад имелась практическая необходимость измерить температуру до 10.000^оС и давление от 10^-3 до 10⁹ Па, то в настоящее время в связи с освоением космоса, плазмы, созданием новых материалов и т.д. требуется измерять температуру до сотен миллионов градусов и давление от 10^-14 до 10¹⁰ Па и выше. Большое разнообразие явлений определяет широкий круг величин, подлежащих измерению. Если в конце ХVШ века при установлении метрической системы мер существовала необходимость лишь в измерениях длины, площади, объема, вместимости и веса, то в настоящее время круг величин, подлежащих измерению, значительно расширился. Он включает в себя механические, тепловые, электрические, световые и другие величины [2].

В 1790 г. Учредительное собрание Франции приняло декрет о реформе системы мер и поручило Парижской академии наук разработать соответствующие предложения. Комиссия, руководимая Лагранжем, рекомендовала десятичное подразделение кратных и дольных единиц. Другая комиссия, в состав которой входил Лаплас, предложила принять в качестве единицы длины одну сорокамиллионную часть земного меридиана. На основе этой единственной единицы - метра- строилась вся система, получившая название метрической. Метрическая система с самого начала была задумана как международная.

В развитии отечественной метрологии за последние 200 лет можно выделить несколько этапов. Первый этап охватывает почти весь 19 в.. Этот период характерен централизацией метрологической деятельности и началом широкого участия русских ученых в работе международных метрологических организаций. По предложению петербургских академиков Б.С. Якоби, Г.И. Вильда и О.В. Струве и в результате последующей работы ученых разных стран была подготовлена и в 1875 г подписана Метрическая конвенция. Она стала основой международного научного сотрудничества, способствовала унификации мер и расширению метрологической деятельности в национальном и международном масштабах. Следующий этап в развитии отечественной метрологии связан с именем Д.И. Менделеева (1892-1917 гг..). он создал Главную палату мер и весов - одно из первых в мире научно-исследовательских учреждений метрологического профиля. Под руководством Д.И. Менделеева была проведена работа по созданию российской системы эталонов и их сличению с английскими и метрическими мерами, начала создаваться государственная метрологическая служба, реализована широкая программа научных исследований в области метрологии. Но даже ему не удалось внедрить в России метрическую систему. Она применялась в стране факультативно, наряду со старой российской и британской (дюймовой) системами [2].

Введение метрической системы знаменует собой начало следующего, третьего, этапа в развитии отечественной метрологии. Главным его содержанием является переход к государственной метрологической деятельности. Отличительной особенностью четвертого этапа является усиление метрологической деятельности в стране, повсеместное внедрение стандартизации как главной организационно-правовой формы обеспечения единства измерений.

Появление квалиметрии - раздела метрологии, посвященного проблемам измерения качества продукции, стимулировало распространение идей и методов этой науки на область измерения нефизических величин. Оно ознаменовало начало пятого. современного, этапа развития метрологии. В настоящее время измерения применяются в экономике, психологии, социологии и многих других гуманитарных науках. Практически не осталось областей человеческой деятельности, где применение измерений для получения достоверной количественной информации не оказало бы существенного влияния на их развитие [2].

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ МЕТРОЛОГИИ:

- единицы физических величин и их системы,

- общая теория измерений,

- методы и средства измерений,

- методы определения точности измерений,

- основы обеспечения единства измерений и единообразия средств измерений,

- эталоны и образцовые средства измерений,

- методы передачи размеров единиц от эталонов или образцовых средств измерений рабочим средствам измерений.

ФУНКЦИИ МЕТРОЛОГИИ

1.

1. Учет процессов по всем возможным параметрам.

2. Активный контроль процесса производства.

3. Пассивный контроль по результатам производства.

2.

1. Правильный выбор показателей (параметров).

2. Определение диапазона изменений параметра.

3. Определение диапазона погрешностей и оптимального значения параметра.

СИСТЕМЫ ЕДИНИЦ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

Физическая величина - свойство, присущее в качественном отношении объектам (а также процессам, физическим системам и их состояниям), но в количественном отношении индивидуальное для объекта.

Значение физической величины - это численное выражение ее количественного содержания в принятых единицах .

Система физических величин - совокупность физических величин, связанных между собой зависимостями.

Основная физическая величина – физическая величина, которая входит в систему, но условно принимается независимой от нее.

Производные физические величины определяются через основные величины системы. Например, скорость определяется уравнением =dl/dt, куда входят основные величины длина и время.

Основные единицы - единицы основных физических величин (выбираются произвольно).

Производные единицы - единицы производных физических величин (образуются по определяющим эти величины уравнениям из других единиц данной системы).

Дополнительные единицы. Единица плоского угла – радиан [рад, rad]. Единица пространственного угла – стерадиан [ср, sr]. Стерадиан – единица пространственного (телесного угла). Вершина угла в центре сферы, при этом сторона условного квадрата на поверхности сферы равна радиусу сферы.

Когерентная производная единица физической величины – наиболее простое выражение зависимости (с минимумом переводных коэффициентов).

ПРИНЦИП ГАУССА: 1. Всегда можно создать систему физических величин если известны соотношения между ними. 2. Выбор основных физических величин производится на основе конвенционализма (на основе достижений науки и техники). 3. Должно быть минимум основных физических величин и максимум производных величин (в системе СИ 7 основных и 13 производных физических величин, а у Гаусса 3 - длина, масса, время).

Гауссом была разработана система единиц, названная им абсолютной, с основными единицами - миллиметр, миллиграмм, секунда. В дальнейшем возникали все новые системы, пока в 1960 году Генеральная конференция по мерам и весам не приняла Международную систему единиц физических величин, получившую у нас в стране сокращенное название СИ (от начальных букв SI в словах Systeme Internationale) и обязательную в нашей стране с 1 января 1980 года [2].

Основными единицами Международной системы являются: метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, кандела (единица силы света), моль. Дополнительные единицы: радиан, стерадиан.

Кратные и дольные единицы выбирают обычно таким образом, чтобы числовое значение величины находилось в диапазоне от 0,1 до 1000 и их образуют с помощью множителей и приставок 10¹⁸ - экса (Э), 10¹² - тера (Т), 10⁹ -гига (Г), 10⁶ - мега (М), 10³ - кило (к), 10² -гекто (г), 10¹ дека (да), 10^-1 -деци (д), 10^-2 -санти (с), 10^-3 -милли (м), 10^-6 -микро (мк), 10^-9 - нано (н), 10^-12 - пико (п), 10^-15 -фемто (ф), 10^-18 - атто (а).

Правила написания обозначений единиц СИ регламентированы (ГОСТ 8.417-81).