Это хорошая статья. Для получения дополнительной информации нажмите здесь.
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Эта статья посвящена науке об измерениях. Для изучения погоды см. Метеорология .

Человек в белом стоит перед большой машиной
Ученый стоит перед испытательным стендом Microarcsecond Metrology (MAM).

Метрология - это научное исследование измерений . [1] Он устанавливает общее понимание единиц, имеющих решающее значение для связи человеческой деятельности. [2] Современная метрология уходит своими корнями в политическую мотивацию Французской революции стандартизировать единицы измерения во Франции, когда был предложен эталон длины, взятый из естественного источника. Это привело к созданию десятичной метрической системы в 1795 году, установившей набор стандартов для других типов измерений. Несколько других стран приняли метрическую систему между 1795 и 1875 годами; для обеспечения соответствия между странами, Международное бюро по измерениям и весам (BIPM) было создано в соответствии с Метрической конвенцией.. [3] [4] Она превратилась в Международную систему единиц (СИ) в результате резолюции на 11-й Генеральной конференции по мирам и весам (CGPM) в 1960 году. [5]

Метрология делится на три основных частично совпадающих вида деятельности. [6] [7] Первый - это определение единиц измерения, второй - реализация этих единиц измерения на практике, и последний - прослеживаемость, которая связывает измерения, сделанные на практике, с эталонами. Эти частично совпадающие действия используются в разной степени тремя основными подразделами метрологии. [6] Подполями являются научная или фундаментальная метрология, которая занимается установлением единиц измерения., Прикладная, техническая или промышленная метрология, применение измерений к производственным и другим процессам в обществе, и Законодательная метрология, которая охватывает нормативные и законодательные требования к средствам измерений и методам измерения.

В каждой стране существует национальная измерительная система (НМС) как сеть лабораторий, калибровочных центров и органов по аккредитации, которые внедряют и поддерживают ее метрологическую инфраструктуру. [8] [9] НМС влияет на то, как проводятся измерения в стране, и на их признание международным сообществом, что оказывает широкое влияние на его общество (включая экономику, энергетику, окружающую среду, здоровье, производство, промышленность и доверие потребителей. ). [10] [11] Влияние метрологии на торговлю и экономику - одни из наиболее легко наблюдаемых социальных воздействий. Чтобы способствовать справедливой торговле, должна существовать согласованная система измерения. [11]

История [ править ]

См. Также: История измерений

Способности проводить измерения в одиночку недостаточно; Стандартизация имеет решающее значение для того, чтобы измерения были значимыми. [12] Первое упоминание о постоянном штандарте относится к 2900 году до нашей эры, когда королевский египетский локоть был вырезан из черного гранита . [12] Локоть был определен как длина предплечья фараона плюс ширина его руки, и точные копии знамен были даны строителям. [3] Успех стандартизированной длины для строительства пирамид подтверждается тем, что длина их оснований различается не более чем на 0,05 процента. [12]

Другие цивилизации создали общепринятые стандарты измерения, а римская и греческая архитектура основывались на различных системах измерения. [12] Крах империй и последовавшие за ними Темные века потеряли много знаний об измерениях и стандартизации. Хотя местные системы измерения были общими, сопоставимость была затруднена, поскольку многие локальные системы были несовместимы. [12] В 1196 году Англия учредила Ассизию мер для создания стандартов для измерения длины, а Великая хартия вольностей 1215 года включала раздел для измерения вина и пива. [13]

Современная метрология уходит своими корнями в Французскую революцию . Учитывая политическую мотивацию согласования единиц по всей Франции, был предложен стандарт длины, основанный на естественном источнике. [12] В марте 1791 года метр был определен. [4] Это привело к созданию в 1795 году десятичной метрической системы , установившей стандарты для других типов измерений. Несколько других стран приняли метрическую систему между 1795 и 1875 годами; Для обеспечения соответствия международным стандартам Метрической конвенцией было учреждено Международное бюро мер и весов (на французском : Bureau International des Poids et Mesures , или BIPM) .[3] [4] Хотя первоначальная миссия BIPM заключалась в создании международных стандартов для единиц измерения и соотнесении их с национальными стандартами для обеспечения соответствия, его сфера применения расширилась за счет включения электрических и фотометрических единиц истандартов измерения ионизирующего излучения . [4] Метрическая система была модернизирована в 1960 году с созданием Международной системы единиц (СИ) в результате резолюции 11-й Генеральной конференции по мерам и весам ( французский язык : Conference Generale des Poids et Mesures , или CGPM) . [5]

Подполя [ править ]

Международное бюро мер и весов (BIPM) определяет метрологию как «науку об измерениях, охватывающую как экспериментальные, так и теоретические определения на любом уровне неопределенности в любой области науки и техники». [14] Он устанавливает общее понимание единиц, имеющих решающее значение для человеческой деятельности. [2] Метрология - обширная область, но ее можно резюмировать через три основных вида деятельности: определение международно признанных единиц измерения, реализация этих единиц измерения на практике и применение цепочек прослеживаемости (привязка измерений к эталону). стандарты). [2] [6]Эти концепции в разной степени применимы к трем основным областям метрологии: научной метрологии; прикладная, техническая или промышленная метрология и законодательная метрология. [6]

Научная метрология [ править ]

Научная метрология занимается установлением единиц измерения, разработкой новых методов измерения, реализацией эталонов и передачей прослеживаемости от этих эталонов пользователям в обществе. [2] [3] Этот тип метрологии считается высшим уровнем метрологии, который стремится к наивысшей степени точности. [2]BIPM поддерживает базу данных метрологических калибровочных и измерительных возможностей институтов по всему миру. Эти институты, деятельность которых подвергается экспертной оценке, обеспечивают фундаментальные ориентиры для метрологической прослеживаемости. В области измерений BIPM определил девять областей метрологии, а именно акустику, электричество и магнетизм, длину, массу и связанные с ними величины, фотометрию и радиометрию, ионизирующее излучение, время и частоту, термометрию и химию. [15]

По состоянию на май 2019 года физические объекты не определяют базовые единицы. [16] Мотивация изменения базовых единиц состоит в том, чтобы сделать всю систему выводимой из физических констант , что потребовало удаления килограмма-прототипа, поскольку это последний артефакт, от которого зависят определения единиц. [17] Научная метрология играет важную роль в этом переопределении единиц измерения, поскольку для точного определения основных единиц требуются точные измерения физических констант. Чтобы переопределить значение килограмма без артефакта, необходимо знать значение постоянной Планка с точностью до двадцати частей на миллиард. [18] Научная метрология, благодаря разработке весов Kibble иВ рамках проекта Авогадро было получено значение постоянной Планка с достаточно низкой неопределенностью, позволяющей переопределить килограмм. [17]

Прикладная, техническая или промышленная метрология [ править ]

Прикладная, техническая или промышленная метрология занимается применением измерений в производственных и других процессах и их использованием в обществе, обеспечивая пригодность измерительных приборов, их калибровку и контроль качества. [2] Проведение качественных измерений важно в промышленности, так как это влияет на стоимость и качество конечного продукта и на 10–15% влияет на производственные затраты. [6] Хотя акцент в этой области метрологии делается на самих измерениях, прослеживаемость калибровки измерительного устройства необходима для обеспечения уверенности в измерениях. Признание метрологической компетентности в промышленности может быть достигнуто посредством соглашений о взаимном признании, аккредитации или экспертной оценки. [6]Промышленная метрология важна для экономического и промышленного развития страны, и состояние программы промышленной метрологии страны может указывать на ее экономический статус. [19]

Законодательная метрология [ править ]

Законодательная метрология «касается деятельности, которая вытекает из требований законодательства и касается измерения, единиц измерения , средств измерений и методов измерения, и которая выполняется компетентными органами». [20] Такие законодательные требования могут возникать из-за необходимости защиты здоровья, общественной безопасности, окружающей среды, обеспечения возможности налогообложения, защиты потребителей и справедливой торговли. Международная организация законодательной метрологии ( МОЗМ ) была создана для оказания помощи в гармонизации нормативных актов, не зависящих от национальных границ, чтобы гарантировать, что законодательные требования не препятствуют торговле. [21]Эта гармонизация гарантирует, что сертификация измерительных приборов в одной стране совместима с процессом сертификации в другой стране, что позволяет торговать измерительными приборами и продуктами, которые на них основаны. WELMEC была основана в 1990 году для развития сотрудничества в области законодательной метрологии в Европейском Союзе и между странами-членами Европейской ассоциации свободной торговли (EFTA). [22] В Соединенных Штатах законодательная метрология находится в ведении Управления мер и весов Национального института стандартов и технологий (NIST), соблюдение которого обеспечивается отдельными штатами. [21]

Концепции [ править ]

Определение единиц [ править ]

Международная система единиц (СИ) определяет семь базовых величины: длину, массу, время, электрический ток , термодинамическую температуру , количество вещества и силу света . [23] По соглашению, каждая из этих единиц считается взаимно независимой друг от друга; однако в действительности они взаимозависимы, поскольку некоторые определения содержат другие базовые единицы СИ. [24] Все остальные единицы СИ являются производными от семи основных единиц. [25]

Базовые единицы и стандарты СИ
Базовое количествоИмяСимволОпределение
ВремявторойsПродолжительность 9192631770 периодов излучения , соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния на цезий-133 атома [26]
ДлинаметрмДлина пути, проходимого светом в вакууме за промежуток времени 1/299792458 секунды [27]
МассакилограммкгОпределяется (по состоянию на 2019 год ) следующим образом: "... принимая фиксированное числовое значение постоянной Планка h равным6,62607015 × 10 −34 при выражении в единицах Дж · с , что равно кг · м 2 · с −1 ... » [28]
Электрический токамперАОпределяется (по состоянию на 2019 год) следующим образом: «... принимая фиксированное числовое значение элементарного заряда e за1,602176634 × 10 −19 при выражении в единице C, которая равна A s ... » [28]
Термодинамическая температуракельвинKОпределяется (по состоянию на 2019 год) следующим образом: "... принимая фиксированное числовое значение постоянной Больцмана k равным1,380649 × 10 −23 при выражении в единицах ДжК −1 , что равно кг м 2 с −2 К −1 ... » [28]
Количество веществакротмольСодержит (по состоянию на 2019 год) "... точно6.02214076 × 10 23 элементарных объекта. Это число является фиксированным численное значение постоянной Авогадро , N A , при выраженной в единичном моль -1 ...» [28]
Интенсивность светаканделаCDСила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение с частотой 540 × 10 12  Гц с интенсивностью излучения в этом направлении 1/683 ватт на стерадиан [29]

Поскольку базовые единицы являются контрольными точками для всех измерений, выполненных в единицах СИ, при изменении контрольного значения все предыдущие измерения будут неправильными. До 2019 года, если бы кусок международного прототипа килограмма был оторван, он все равно определялся бы как килограмм; все предыдущие измеренные значения на килограмм будут тяжелее. [3] Важность воспроизводимых единиц СИ привела к тому, что МБМВ выполнил задачу определения всех базовых единиц СИ в терминах физических констант . [30]

За счет определения базовых единиц СИ относительно физических констант, а не артефактов или конкретных веществ, их можно реализовать с более высоким уровнем точности и воспроизводимости. [30] С переопределением единиц СИ, произошедшим 20 мая 2019 года, килограмм , ампер , кельвин и моль теперь определяются путем установки точных числовых значений постоянной Планка ( h ), элементарного электрического заряда ( e ), Константа Больцмана ( k ) и постоянная Авогадро ( N A ) соответственно. Ввторых , метр и кандела ранее были определены с помощью физических констант (по стандарту цезия (А v , Cs ), то скорость света ( с ), и светоотдачей по540 × 10, 12  Гц, видимое световое излучение ( K cd )), с поправкой на их нынешние определения. Новые определения направлены на улучшение СИ без изменения размера каких-либо единиц, тем самым обеспечивая преемственность с существующими измерениями. [31] [32]

Реализация юнитов [ править ]

Компьютерное изображение, реализующее международный прототип килограмма (IPK), сделанный из сплава 90-процентной платины и 10-процентного иридия по весу.

Реализация единицы измерения является ее превращение в реальность. [33] Три возможных метода реализации определены в международном метрологическом словаре (VIM): физическая реализация единицы из ее определения, измерение с высокой воспроизводимостью как воспроизведение определения (например, квантовый эффект Холла для Ом ), а также использование материального объекта в качестве эталона. [34]

Стандарты [ править ]

Стандарт (или эталонный) представляет собой объект, система, или эксперимент с определенными отношениями к единице измерения физической величины. [35] Стандарты являются фундаментальным эталоном для системы мер и весов, реализуя, сохраняя или воспроизводя единицу измерения, с которой можно сравнивать измерительные устройства. [2] В иерархии метрологии есть три уровня стандартов: первичные, вторичные и рабочие эталоны. [19]Первичные стандарты (высшее качество) не ссылаются на какие-либо другие стандарты. Вторичные эталоны калибруются относительно первичного эталона. Рабочие эталоны, используемые для калибровки (или проверки) средств измерений или других материальных мер, калибруются относительно вторичных эталонов. Иерархия сохраняет качество высших стандартов. [19] Примером стандарта могут быть мерные блоки по длине. Калибровочный блок - это металлический или керамический блок с двумя противоположными поверхностями, отшлифованными ровно и параллельно, на точном расстоянии друг от друга. [36]Длина пути света в вакууме в течение временного интервала 1/299 792 458 секунды воплощена в эталоне артефакта, таком как измерительный блок; этот измерительный блок является первичным эталоном, который можно использовать для калибровки вторичных эталонов с помощью механических компараторов. [37]

Прослеживаемость и калибровка [ править ]

Пирамида метрологической прослеживаемости

Метрологическая прослеживаемость определяется как «свойство результата измерения, посредством которого результат может быть связан с эталоном через документированную непрерывную цепочку калибровок, каждая из которых вносит свой вклад в неопределенность измерения». [38] Он позволяет сравнивать измерения независимо от того, сравнивается ли результат с предыдущим результатом в той же лаборатории, результатом измерения год назад или с результатом измерения, выполненного где-либо еще в мире. [39] Цепочка прослеживаемости позволяет связать любое измерение с более высокими уровнями измерений обратно к исходному определению единицы. [2]

Прослеживаемость чаще всего достигается путем калибровки , устанавливая взаимосвязь между показаниями на измерительном приборе (или вторичном эталоне) и значением эталона. Калибровка - это операция, которая устанавливает связь между эталоном с известной неопределенностью измерения и устройством, которое оценивается. Процесс определит значение измерения и погрешность калибруемого устройства и создаст связь для прослеживаемости с эталоном. [38] Четыре основные причины для калибровки - обеспечение прослеживаемости, обеспечение соответствия прибора (или эталона) другим измерениям, определение точности и обеспечение надежности. [2]Прослеживаемость работает как пирамида, на верхнем уровне находятся международные стандарты, на следующем уровне национальные метрологические институты калибруют первичные эталоны посредством реализации единиц, создавая связь прослеживаемости из первичного эталона и определения единицы. [39] Посредством последующих калибровок между национальными метрологическими институтами, калибровочными лабораториями, промышленными и испытательными лабораториями реализация определения единиц распространяется вниз по пирамиде. [39] Цепочка прослеживаемости работает снизу пирамиды, где измерения, проводимые промышленностью и испытательными лабораториями, могут быть напрямую связаны с определением единицы наверху через цепочку прослеживаемости, созданную калибровкой. [3]

Неопределенность [ править ]

Неопределенность измерения - это значение, связанное с измерением, которое выражает разброс возможных значений, связанных с измеряемой величиной, - количественное выражение сомнения, существующего в измерении. [40] Есть два компонента неопределенности измерения: ширина интервала неопределенности и уровень достоверности. [41] Интервал неопределенности - это диапазон значений, в которые, как ожидается, будет попадать значение измерения, а уровень достоверности - это то, насколько вероятно, что истинное значение попадет в интервал неопределенности. Неопределенность обычно выражается следующим образом: [2]

Коэффициент покрытия: k = 2

Где y - значение измерения, U - значение неопределенности, а k - коэффициент охвата [a] указывает доверительный интервал. Верхний и нижний предел интервала неопределенности может быть определен путем сложения и вычитания значения неопределенности из значения измерения. Коэффициент охвата k = 2 обычно указывает на 95% уверенность в том, что измеренное значение попадет в интервал неопределенности. [2] Другие значения k могут использоваться для обозначения большей или меньшей достоверности на интервале, например, k = 1 и k = 3 обычно указывают на достоверность 66% и 99,7% соответственно. [41]Значение неопределенности определяется путем сочетания статистического анализа калибровки и вклада в неопределенность других ошибок в процессе измерения, который может быть оценен из таких источников, как история прибора, спецификации производителя или опубликованная информация. [41]

Международная инфраструктура [ править ]

Несколько международных организаций поддерживают и стандартизируют метрологию.

Соглашение о счетчике [ править ]

Метрическая конвенция создала три основных международных организаций в целях содействия стандартизации мер и весов. Первая, Генеральная конференция мер и весов (CGPM), стала форумом для представителей государств-членов. Второй, Международный комитет мер и весов (CIPM), был консультативным комитетом метрологов высокого ранга. Третье, Международное бюро мер и весов (BIPM), предоставило секретарские и лабораторные помещения для CGPM и CIPM. [42]

Генеральная конференция по мерам и весам [ править ]

Генеральная конференция по мерам и весам ( французский : Conférence женераль де мер и весов , или CGPM) является основным органом принятия решений Конвенции, состоящий из делегатов государств - членов и наблюдателей , не имеющих права голоса из ассоциированных государств. [43] Конференция обычно собирается каждые четыре-шесть лет, чтобы получить и обсудить отчет CIPM и одобрить новые разработки в SI в соответствии с рекомендациями CIPM. Последнее заседание состоялось 13–16 ноября 2018 г. В последний день конференции состоялось голосование по пересмотру определения четырех базовых единиц, которое Международный комитет мер и весов (CIPM) предложил ранее в том же году. [44]Новые определения вступили в силу 20 мая 2019 года. [45] [46]

Международный комитет мер и весов [ править ]

Международный комитет мер и весов ( французский : Международный комитет де мер и весов , или CIPM) состоит из восемнадцати (первоначально четырнадцать) [47] человек из государства - члена высокого научного положения, выдвинутого ГКМВ посоветовать ГКМВ по административным и техническим вопросам. Он отвечает за десять консультативных комитетов (КК), каждый из которых исследует разные аспекты метрологии; в одном УК обсуждается измерение температуры, в другом - измерение массы и т. д. CIPM ежегодно встречается в Севре.для обсуждения отчетов от КС, для представления ежегодного отчета правительствам стран-членов относительно управления и финансов BIPM и для консультирования CGPM по техническим вопросам по мере необходимости. Каждый член CIPM является представителем своего государства-члена, при этом Франция (в знак признания ее роли в создании конвенции) всегда имеет одно место. [48] [49]

Международное бюро мер и весов [ править ]

Печать BIPM

Международное бюро мер и весов ( французский : Международное бюро мер и весов , или МБМВ) является организацией , основанной в Севре, Франция , которая имеет под опеку международного прототипа килограмма , обеспечивает метрологические услуги по ГКМВ и МКМВ, дома в секретариат организаций и проводит их встречи. [50] [51] Спустя годы прототипы счетчика и килограмма были возвращены в штаб-квартиру BIPM для повторной калибровки. [51] Директор BIPM является членом CIPM ex officio и членом всех консультативных комитетов. [52]

Международная организация законодательной метрологии [ править ]

Международная организация по законодательной метрологии ( французский : Международная организация Законодательной Метрологии , или МОЗМ) является межправительственной организацией , созданной в 1955 году в целях содействие глобальной гармонизации правовых метрологических процедур , способствующих развитию международной торговли. [53] Такое согласование технических требований, процедур испытаний и форматов отчетов об испытаниях обеспечивает уверенность в измерениях для торговли и снижает затраты, связанные с расхождениями и дублированием измерений. [54] МОЗМ публикует ряд международных отчетов в четырех категориях: [54]

  • Рекомендации: Типовые правила по установлению метрологических характеристик и соответствия средств измерений.
  • Информационные документы: для гармонизации законодательной метрологии
  • Руководство по применению законодательной метрологии
  • Основные публикации: определения правил работы структуры и системы МОЗМ.

Хотя МОЗМ не имеет юридических полномочий навязывать свои рекомендации и руководящие принципы своим странам-членам, она обеспечивает стандартизированную правовую основу для этих стран, чтобы помочь в разработке соответствующего гармонизированного законодательства для сертификации и калибровки. [54] МОЗМ предусматривает соглашение о взаимной приемке (MAA) средств измерений, подлежащих законодательному метрологическому контролю, которое после утверждения позволяет принимать отчеты об оценке и испытаниях прибора во всех странах-участницах. [55] Выдавшие участники соглашения выдают отчеты об испытании типа MAA сертификатов MAA после демонстрации соответствия стандарту ISO / IEC 17065 и системы взаимной оценки для определения компетентности. [55] Это гарантирует, что сертификация измерительных приборов в одной стране совместима с процессом сертификации в других странах-участницах, что позволяет торговать измерительными приборами и продуктами, которые на них основаны.

Международное сотрудничество по аккредитации лабораторий [ править ]

Международная конференция по аккредитации лабораторий (ILAC) является международной организацией по аккредитации учреждений , участвующих в сертификации органов по оценке соответствия. [56] Он стандартизирует практику и процедуры аккредитации, признает компетентные калибровочные центры и помогает странам в развитии их собственных органов по аккредитации. [2] Изначально ILAC начинался как конференция в 1977 году с целью развития международного сотрудничества для аккредитованных результатов испытаний и калибровки для облегчения торговли. [56] В 2000 году 36 членов подписали соглашение о взаимном признании ILAC.(MRA), что позволяет членам автоматически принимать работу другими подписавшими сторонами, а в 2012 году был расширен за счет включения аккредитации проверяющих органов. [56] [57] Благодаря этой стандартизации работа, проделанная в лабораториях, аккредитованных подписавшими сторонами, автоматически признается на международном уровне через MRA. [58] Другая работа, выполняемая ILAC, включает продвижение аккредитации лабораторий и инспекционных органов, а также поддержку развития систем аккредитации в развивающихся странах. [58]

Объединенный комитет руководств по метрологии [ править ]

Объединенный комитет по руководствам в метрологии (JCGM) является комитет , который создал и поддерживает два метрологических направляющих: Руководство по выражению неопределенности в измерении (GUM) [59] и Международный словарь по метрологии - основные и общие понятия и связанные с ними терминов (VIM ). [38] JCGM - это результат сотрудничества восьми партнерских организаций: [60]

  • Международное бюро мер и весов (BIPM)
  • Международная электротехническая комиссия (МЭК)
  • Международная федерация клинической химии и лабораторной медицины (IFCC)
  • Международная организация по стандартизации (ISO)
  • Международный союз чистой и прикладной химии (IUPAC)
  • Международный союз теоретической и прикладной физики (IUPAP)
  • Международная организация законодательной метрологии (МОЗМ)
  • Международное сотрудничество по аккредитации лабораторий (ILAC)

В JCGM есть две рабочие группы: JCGM-WG1 и JCGM-WG2. JCGM-WG1 отвечает за GUM, а JCGM-WG2 - за VIM. [61] Каждая членская организация назначает одного представителя и до двух экспертов для участия в каждом заседании и может назначить до трех экспертов для каждой рабочей группы. [60]

Национальная инфраструктура [ править ]

Национальная измерительная система (NMS) - это сеть лабораторий, центров калибровки и органов по аккредитации, которые внедряют и поддерживают измерительную инфраструктуру страны. [8] [9] НМС устанавливает стандарты измерений, обеспечивая точность, согласованность, сопоставимость и надежность измерений, проводимых в стране. [62] Измерения стран-участниц Соглашения о взаимном признании CIPM (CIPM MRA), соглашения национальных метрологических институтов, признаются другими странами-членами. [2] По состоянию на март 2018 года CIPM MRA подписали 102 государства, в том числе 58 государств-членов, 40 ассоциированных государств и 4 международные организации. [63]

Институты метрологии [ править ]

Обзор национальной системы измерения

Роль национального метрологического института (НМИ) в системе измерений страны заключается в проведении научной метрологии, реализации базовых единиц и поддержании первичных национальных эталонов. [2] NMI обеспечивает прослеживаемость к международным стандартам для страны, закрепляя ее национальную иерархию калибровки. [2] Чтобы национальная измерительная система была признана на международном уровне Соглашением о взаимном признании CIPM, НМИ должен участвовать в международных сравнениях своих измерительных возможностей. [9] BIPM ведет сравнительную базу данных и список калибровочных и измерительных возможностей (CMC) стран, участвующих в CIPM MRA. [64]Не во всех странах есть централизованный метрологический институт; у некоторых есть ведущий НМИ и несколько децентрализованных институтов, специализирующихся на конкретных национальных стандартах. [2] Некоторыми примерами NMI являются Национальный институт стандартов и технологий (NIST) [65] в США, Национальный исследовательский совет (NRC) [66] в Канаде, Корейский научно-исследовательский институт стандартов и науки (KRISS). , [67] и Национальная физическая лаборатория Индии (NPL-India). [68]

Калибровочные лаборатории [ править ]

Калибровочные лаборатории обычно несут ответственность за калибровку промышленных приборов. [9] Калибровочные лаборатории аккредитованы и предоставляют услуги по калибровке отраслевым фирмам, что обеспечивает обратную связь с национальным метрологическим институтом. Поскольку калибровочные лаборатории аккредитованы, они дают компаниям возможность отслеживать их соответствие национальным метрологическим стандартам. [2] Примерами калибровочных лабораторий могут быть ICL Calibration Laboratories, [69] Testo Industrial Services GmbH, [70] и Transcat. [71]

Органы по аккредитации [ править ]

Организация аккредитована, когда авторитетный орган определяет путем оценки персонала и систем управления организации, что он компетентен предоставлять свои услуги. [9] Для международного признания орган по аккредитации страны должен соответствовать международным требованиям и, как правило, является продуктом международного и регионального сотрудничества. [9] Лаборатория оценивается в соответствии с международными стандартами, такими как общие требования ISO / IEC 17025 к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий. [2] Для обеспечения объективной и технически достоверной аккредитации органы независимы от других национальных учреждений системы измерений. [9]Национальная ассоциация тестирования органов [72] в Австралии, Великобритании служба аккредитации , [73] и Национальный совет по аккредитации для испытательных и калибровочных лабораторий [74] в Индии, являются примерами органов по аккредитации.

Воздействие [ править ]

Метрология оказывает широкое влияние на ряд секторов, включая экономику, энергетику, окружающую среду, здравоохранение, производство, промышленность и доверие потребителей. [10] [11] Влияние метрологии на торговлю и экономику - два наиболее очевидных ее воздействия на общество. Чтобы способствовать справедливой и точной торговле между странами, должна существовать согласованная система измерения. [11] Точное измерение и регулирование воды, топлива, продуктов питания и электроэнергии имеет решающее значение для защиты потребителей и способствует обмену товарами и услугами между торговыми партнерами. [75]Общая система измерения и стандарты качества приносят пользу потребителю и производителю; производство по общему стандарту снижает затраты и риски потребителя, обеспечивая соответствие продукта потребностям потребителей. [11] Транзакционные издержки снижаются за счет увеличения экономии на масштабе . Несколько исследований показали, что усиление стандартизации в измерениях положительно влияет на ВВП . В Соединенном Королевстве примерно 28,4 процента роста ВВП с 1921 по 2013 год были результатом стандартизации; в Канаде в период с 1981 по 2004 год, по оценкам, девять процентов роста ВВП были связаны со стандартизацией, а в Германии ежегодный экономический эффект от стандартизации оценивается в 0,72% ВВП. [11]

Законодательная метрология позволила снизить смертность и травмы от несчастных случаев при использовании измерительных устройств, таких как радары и алкотестеры , за счет повышения их эффективности и надежности. [75] Измерение человеческого тела является сложной задачей из-за плохой повторяемости и воспроизводимости , а достижения в метрологии помогают разрабатывать новые методы для улучшения здравоохранения и снижения затрат. [76] Экологическая политика основана на данных исследований, и точные измерения важны для оценки изменения климата и экологического регулирования. [77]Помимо регулирования, метрология играет важную роль в поддержке инноваций, возможность измерения обеспечивает техническую инфраструктуру и инструменты, которые затем можно использовать для реализации дальнейших инноваций. Предоставляя техническую платформу, на которой можно строить, легко демонстрировать и распространять новые идеи, стандарты измерения позволяют исследовать и расширять новые идеи. [11]

См. Также [ править ]

  • Тщательность и точность
  • Анализ данных
  • Измерение размеров
  • Судебная метрология
  • Геометрические размеры и допуски
  • Историческая метрология
  • Приборы
  • Международный словарь метрологии
  • Измерение длины
  • Измерение ( академический журнал )
  • Метрика
  • Метрология ( академический журнал )
  • NCSL International
  • Метод испытания
  • Метрология времени
  • Всемирный день метрологии

Заметки [ править ]

  1. ^ Эквивалентно стандартному отклонению, если распределение неопределенности нормальное.

Ссылки [ править ]

  1. ^ « Что такое метрология? Празднование подписания Метрической конвенции, Всемирного дня метрологии 2004 г.» . BIPM. 2004. Архивировано из оригинала на 2011-09-27 . Проверено 21 февраля 2018 .
  2. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r Французский колледж метрологии [Французский колледж метрологии] (2006). Плако, Доминик (ред.). Метрология в промышленности - ключ к качеству (PDF) . ISTE . ISBN  978-1-905209-51-4. Архивировано (PDF) из оригинала 23.10.2012.
  3. ^ Б с д е е Goldsmith, Mike. «Руководство по измерениям для новичков» (PDF) . Национальная физическая лаборатория. Архивировано 29 марта 2017 года (PDF) . Проверено 16 февраля 2017 года .
  4. ^ a b c d «История измерений - от метра до Международной системы единиц (СИ)» . Французская метрология. Архивировано из оригинального 25 апреля 2011 года . Проверено 28 февраля 2017 года .
  5. ^ a b «Резолюция 12 11-го ГКГВ (1960)» . Bureau International des Poids et Mesures. Архивировано 14 мая 2013 года . Проверено 28 февраля 2017 года .
  6. ^ a b c d e f Czichos, Horst; Смит, Лесли, ред. (2011). Справочник Springer по метрологии и испытаниям (2-е изд.). 1.2.2 Категории метрологии. ISBN 978-3-642-16640-2. Архивировано из оригинала на 2013-07-01.
  7. ^ Collège français de métrologie [Французский метрологический колледж] (2006). Плако, Доминик (ред.). Метрология в промышленности - ключ к качеству (PDF) . ISTE . 2.4.1 Сфера законодательной метрологии. ISBN  978-1-905209-51-4. Архивировано (PDF) из оригинала 23.10.2012. ... любое применение метрологии может подпадать под действие законодательной метрологии, если правила применимы ко всем методам измерения и приборам, и, в частности, если контроль качества контролируется государством.
  8. ^ a b «Национальная система измерения» . Национальная физическая лаборатория. Архивировано 15 февраля 2017 года . Проверено 5 марта 2017 года .
  9. ^ a b c d e f g "Национальная инфраструктура качества" (PDF) . Платформа инновационной политики. Архивировано 6 марта 2017 года (PDF) из оригинала . Проверено 5 марта 2017 года .
  10. ^ a b «Метрология для вызовов общества» . ЕВРАМЕТ. Архивировано 12 марта 2017 года . Проверено 9 марта 2017 .
  11. ^ a b c d e f g Робертсон, Кристель; Свейнпол, Ян А. (сентябрь 2015 г.). Экономика метрологии (PDF) . Правительство Австралии, Министерство промышленности, инноваций и науки. Архивировано 7 марта 2016 года (PDF) . Проверено 9 марта 2017 .
  12. ^ a b c d e f "История метрологии" . Конференция по науке об измерениях. Архивировано 1 марта 2017 года . Проверено 28 февраля 2017 года .
  13. ^ «История измерения длины» . Национальная физическая лаборатория. Архивировано 1 марта 2017 года . Проверено 28 февраля 2017 года .
  14. ^ "Что такое метрология?" . BIPM. Архивировано 24 марта 2017 года . Проверено 23 февраля 2017 года .
  15. ^ "База данных ключевых сравнений BIPM" . BIPM. Архивировано 28 сентября 2013 года . Дата обращения 26 сентября 2013 .
  16. ^ Решение CIPM / 105-13 (октябрь 2016 г.)
  17. ^ a b «Новое измерение поможет переопределить международную единицу массы: перед крайним сроком 1 июля команда проводит самое точное измерение постоянной Планка» . ScienceDaily . ScienceDaily . Проверено 23 марта 2018 года .
  18. ^ Криз, Роберт П. (22 марта 2011). «Метрология на весах» . Мир физики . Институт физики . Проверено 23 марта 2018 года .
  19. ^ а б в де Сильва, GM S (2012). Базовая метрология для сертификации ISO 9000 (Online-Ausg. Ed.). Оксфорд: Рутледж. С. 12–13. ISBN 978-1-136-42720-6. Архивировано 27 февраля 2018 года . Проверено 17 февраля 2017 года .
  20. ^ Международный словарь терминов в законодательной метрологии (PDF) . Париж: МОЗМ. 2000. с. 7. Архивировано из оригинального (PDF) 28 сентября 2007 года.
  21. ^ Б Sharp, DeWayne (2014). Справочник по измерениям, приборам и датчикам (второе изд.). Бока-Ратон: CRC Press, Inc. ISBN 978-1-4398-4888-3.
  22. ^ Секретариат WELMEC. "WELMEC Введение" (PDF) . WELMEC. Архивировано 28 февраля 2017 года (PDF) . Проверено 28 февраля 2017 года .
  23. ^ "Основные единицы СИ" . Справочник NIST по константам, единицам и неопределенности . Национальный институт стандартов и технологий. Архивировано 19 января 2017 года . Проверено 15 февраля 2017 года .
  24. ^ Международное бюро мер и весов (2006), Международная система единиц (СИ) (PDF) (8-е изд.), Стр. 111, ISBN  92-822-2213-6, архивировано (PDF) из оригинала на 2017-08-14
  25. ^ Международное бюро мер и весов (2006), Международная система единиц (СИ) (PDF) (8-е изд.), Стр. 118, 120, ISBN  92-822-2213-6, архивировано (PDF) из оригинала на 2017-08-14
  26. ^ Международное бюро мер и весов (2006), Международная система единиц (СИ) (PDF) (8-е изд.), Стр. 112–13, ISBN  92-822-2213-6, архивировано (PDF) из оригинала на 2017-08-14
  27. ^ Международное бюро мер и весов (2006), Международная система единиц (СИ) (PDF) (8-е изд.), Стр. 112, ISBN  92-822-2213-6, архивировано (PDF) из оригинала на 2017-08-14
  28. ^ a b c d "Международная система единиц (СИ), 9-е издание" (PDF) . Bureau International des Poids et Mesures. 2019.
  29. ^ Международное бюро мер и весов (2006), Международная система единиц (СИ) (PDF) (8-е изд.), Стр. 115–16, ISBN  92-822-2213-6, архивировано (PDF) из оригинала на 2017-08-14
  30. ^ а б «О грядущей ревизии СИ» . Bureau International des Poids et Mesures. Архивировано из оригинального 15 февраля 2017 года . Проверено 16 февраля 2017 года .
  31. ↑ Кюне, Майкл (22 марта 2012 г.). «Новое определение СИ» . Основной доклад на ITS 9 (Девятый международный симпозиум по температуре) . Лос-Анджелес: NIST. Архивировано из оригинального 18 июня 2013 года . Проверено 1 марта 2012 года .
  32. ^ "Проект девятой брошюры СИ" (PDF) . BIPM. 5 февраля 2018 . Проверено 12 ноября 2018 .
  33. ^ "Осознать" . Оксфордский словарь английского языка (Интернет-изд.). Издательство Оксфордского университета. (Требуется подписка или членство в учреждении-участнике .)
  34. ^ Международный словарь метрологии - Основные и общие понятия и связанные с ними термины (VIM) (PDF) (3-е изд.). Международное бюро мер и весов от имени Объединенного комитета руководств по метрологии. 2012. с. 46. Архивировано 17 марта 2017 года (PDF) . Проверено 1 марта 2017 года .
  35. ^ Филипп Оствальд, Хайро Муньос, Производственные процессы и системы (9-е издание) John Wiley & Sons, 1997 ISBN 978-0-471-04741-4 стр. 616 
  36. ^ Дуарон, Тед; Пиво, Джон. «Справочник по измерительным блокам» (PDF) . NIST . Проверено 23 марта 2018 года .
  37. ^ "Электронный справочник статистических методов" . NIST / SEMATECH . Проверено 23 марта 2018 года .
  38. ^ a b c Международный словарь метрологии - основные и общие понятия и связанные с ними термины (PDF) (3-е изд.). Объединенный комитет по руководствам по метрологии (JCGM). 2008. Архивировано из оригинального (PDF) 10 января 2011 года . Проверено 13 июня 2014 .
  39. ^ a b c «Метрологическая прослеживаемость для метеорологии» (PDF) . Комиссия Всемирной Метеорологической Организации по приборам и методам наблюдений. Архивировано 17 марта 2017 года (PDF) . Проверено 2 марта 2017 года .
  40. ^ Руководство по оценке неопределенности измерений для количественных результатов испытаний (PDF) . Париж, Франция: EUROLAB. Август 2006. с. 8. Архивировано (PDF) из оригинала 23 ноября 2016 года . Проверено 2 марта 2017 года .
  41. ^ a b c Белл, Стефани (март 2001 г.). «Руководство для начинающих по неопределенности измерений» (PDF) . Технический обзор - Национальная физическая лаборатория (издание 2-е изд.). Теддингтон, Миддлсекс, Великобритания: Национальная физическая лаборатория. ISSN 1368-6550 . Архивировано 3 мая 2017 года (PDF) . Проверено 2 марта 2017 года .  
  42. ^ "Метрическая конвенция" . Bureau International des Poids et Mesures. Архивировано 26 сентября 2012 года . Проверено 1 октября 2012 года .
  43. ^ «Генеральная конференция по мерам и весам» . Bureau International des Poids et Mesures. 2011. Архивировано из оригинального 26 сентября 2012 года . Проверено 26 сентября 2012 года .
  44. ^ Труды 106-го заседания (PDF) . Международный комитет мер и весов . Севр. 16–20 октября 2017 г.
  45. ^ Заявление BIPM: Информация для пользователей о предлагаемой версии SI (PDF)
  46. ^ «Решение CIPM / 105-13 (октябрь 2016 г.)» . Сегодня отмечается 144-я годовщина Метрической конвенции .
  47. ^ Конвенция счетчика (1875 г.), Приложение 1 (Регламент), статья 8
  48. ^ «CIPM: Международный комитет мер и весов» . Bureau International des Poids et Mesures. 2011. Архивировано 24 сентября 2012 года . Проверено 26 сентября 2012 года .
  49. ^ «Критерии для членства в CIPM» . Bureau International des Poids et Mesures. 2011. Архивировано из оригинального 27 мая 2012 года . Проверено 26 сентября 2012 года .
  50. ^ «Миссия, роль и цели» (PDF) . BIPM . Проверено 26 марта 2018 .
  51. ^ a b «Международный прототип килограмма» . BIPM . Проверено 26 марта 2018 .
  52. ^ «Критерии для членства в Консультативном комитете» . BIPM . Проверено 26 марта 2018 .
  53. ^ «Конвенция об учреждении Международной организации законодательной метрологии» (PDF) . 2000 (E). Париж: Международное бюро легальной метрологии. Архивировано (PDF) из оригинала 12 июля 2014 года . Проверено 24 марта 2017 года . Cite journal requires |journal= (help)
  54. ^ a b c «Стратегия МОЗМ» (PDF) . МОЗМ B 15 (изд. 2011 г.). Париж: Международное бюро легальной метрологии. Архивировано 2 декабря 2016 года (PDF) из оригинала . Проверено 24 марта 2017 года . Cite journal requires |journal= (help)
  55. ^ a b «Сертификаты MAA» . МОЗМ . Проверено 25 марта 2018 года .
  56. ^ a b c «О ILAC» . Международное сотрудничество по аккредитации лабораторий. Архивировано 15 марта 2017 года . Проверено 24 марта 2017 года .
  57. ^ «Соглашение о взаимном признании ILAC» (PDF) . Международное сотрудничество по аккредитации лабораторий. Архивировано из оригинального (PDF) 25 марта 2017 года . Проверено 24 марта 2017 года .
  58. ^ a b «Роль ILAC в международном сотрудничестве по аккредитации лабораторий» . ILAC . Проверено 25 марта 2018 года .
  59. ^ JCGM 100: 2008. Оценка данных измерений - Руководство по выражению неопределенности в измерениях, Объединенный комитет руководств по метрологии. Архивировано 1 октября 2009 г. на Wayback Machine.
  60. ^ a b Устав Объединенного комитета руководств по метрологии (JCGM) (PDF) . Объединенный комитет руководств по метрологии. 10 декабря 2009 г. Архивировано 24 октября 2015 г. (PDF) . Проверено 24 марта 2017 года .
  61. ^ "Объединенный комитет руководств по метрологии (JCGM)" . Bureau International des Poids et Mesures. Архивировано 12 мая 2017 года . Проверено 24 марта 2017 года .
  62. ^ «Национальная система измерения» . Национальный метрологический центр (НМЦ). 23 августа 2013 г. Архивировано из оригинала 6 марта 2017 года . Проверено 5 марта 2017 года .
  63. ^ "BIPM - подписанты" . www.bipm.org . Bureau International des Poids et Mesures . Проверено 24 марта 2018 года .
  64. ^ "База данных ключевых сравнений BIPM" . Bureau International des Poids et Mesures. Архивировано из оригинального 29 января 2017 года . Проверено 5 марта 2017 года .
  65. ^ "Международная правовая организационная подготовка" . NIST . 14 января 2010 . Проверено 25 марта 2018 года .
  66. ^ «Измерительная наука и стандарты - Национальный исследовательский совет Канады» . Национальный исследовательский совет Канады . Проверено 25 марта 2018 года .
  67. ^ «КРИСС» (на корейском языке). КРИСС . Проверено 25 марта 2018 года .
  68. ^ "Профиль - Национальная физическая лаборатория" . Национальная физическая лаборатория. 17 июня 2017 . Проверено 25 марта 2018 года .
  69. ^ «О нас» . Калибровка ICL . Проверено 25 марта 2018 года .
  70. ^ "Testo Industrial Services GmbH - Компания" . Testo Industrial Services GmbH . Проверено 25 марта 2018 года .
  71. ^ «О нас - Транскат» . Транскат . Проверено 25 марта 2018 года .
  72. ^ «НАТА - О нас» . НАТА . Проверено 25 марта 2018 года .
  73. ^ "О UKAS" . UKAS . Проверено 25 марта 2018 года .
  74. ^ «Введение» . НАБЛ. 25 ноября 2016 . Проверено 25 марта 2018 года .
  75. ^ a b Родригес Филью, Бруно А .; Гонсалвеш, Родриго Ф. (июнь 2015 г.). «Законодательная метрология, экономика и общество: систематический обзор литературы». Измерение . 69 : 155–163. Bibcode : 2015Meas ... 69..155R . DOI : 10.1016 / j.measurement.2015.03.028 .
  76. ^ "Метрология для вызовов общества - Метрология для здоровья" . ЕВРАМЕТ. Архивировано 12 марта 2017 года . Проверено 9 марта 2017 .
  77. ^ "Метрология для вызовов общества - Метрология для окружающей среды" . ЕВРАМЕТ. Архивировано 12 марта 2017 года . Проверено 9 марта 2017 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Погрешности измерений в науке и технологиях, Springer 2005 г.
  • Презентация о планировании качества продукции, которая включает типичный отраслевой «План размерного контроля»
  • Обучение метрологии в химии (TrainMiC)
  • Измерительная наука в химии