Деятельность в области метрологии что это
Что такое метрология?
В основе любой технологии – точные данные и расчеты, поэтому можно сделать вывод, что за всеми достижениями стоит умение правильно измерять те или иные показатели. Более того, необходимость измерять, определять различные величины присутствует не только на предприятиях, но и в быту. И уже долгое время этот вид деятельности является сформированным и полноценным научным направлением, которое получило название метрология.
Но вопреки неоспоримой значимости и важности метрологии, мало кто имеет четкое представление, что же из себя представляет данная сфера знаний.
Метрология – что это?
Если говорить в общих чертах, то метрология – это совокупность научных знаний о средствах, методах и способах измерения, сюда же можно отнести и понятие их единства. Ключевое место в сфере занимает измерение, которое в данном случае подразумевает получение сведений о предмете исследования. Например, получение информации о свойствах и характеристиках. При этом стоит отметить, что обязательным условием для метрологии считается опытный путь получения знаний через применение метрологического инструментария.
Необходимо учитывать и тот факт, что метрология как понятие имеет тесную связь с стандартизацией и сертификацией, которые в контексте науки дают возможность практическим путем получать ценную информацию о предмете изучения, но с разных позиций. К примеру, стандартизация устанавливает единые формы и правила для применения методов измерения, разработкой которых и занимается метрология.
Задачи метрологии
Поскольку метрология является самостоятельной научной дисциплиной, то перед ней стоит ряд важных задач:
Сферы применения метрологии
Как уже отмечалось ранее, сферы применения знаний метрологии достаточно обширны, можно даже утверждать, что ее принципы применяются фактически во всех областях человеческой деятельности.
Но стоит выделить и те сферы, где специалисты метрологи необходимы:
В связи с этим метрологам крайне важно регулярно повышать уровень своих знаний. Для этого на базе Академии СНТА 30 августа пройдет семинар «Метрология, метрологическое обеспечение производства на современном этапе развития (состояние, проблемы, перспективы развития)». В качестве ведущего выступит Любовь Михайловна Еговцева – метролог с 30-летним стажем преподавания данной дисциплины.
Программа семинара будет содержать следующие вопросы:
Деятельность в области метрологии что это
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
Государственная система стандартизации
State system of standardization. Metrological assurance. Basic concepts
Дата введения 1977-07-01
1. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 09.11.76 N 2503
2. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка
3. ПЕРЕИЗДАНИЕ, июль 1986 г.
Настоящий стандарт устанавливает основные положения метрологического обеспечения разработки, производства, испытаний и эксплуатации продукции, научных исследований и других видов деятельности во всех отраслях народного хозяйства СССР.
1. ОСНОВЫ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
1.3. Техническими основами метрологического обеспечения являются:
система государственных эталонов единиц физических величин, обеспечивающая воспроизведение единиц с наивысшей точностью;
система передачи размеров единиц физических величин от эталонов всем средствам измерений с помощью образцовых средств измерений и других средств поверки;
система разработки, постановки на производство и выпуска в обращение рабочих средств измерений, обеспечивающих определение с требуемой точностью характеристик продукции, технологических процессов и других объектов в сфере материального производства, при научных исследованиях и в других видах деятельности;
система обязательных государственных испытаний средств измерений, предназначенных для серийного или массового производства и ввоза их из-за границы партиями, обеспечивающая единообразие средств измерений при разработке и выпуске в обращение;
система обязательной государственной и ведомственной поверки или метрологической аттестации средств измерений, обеспечивающая единообразие средств измерений при их изготовлении, эксплуатации и ремонте;
система стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов, обеспечивающая воспроизведение единиц величин, характеризующих состав и свойства веществ и материалов;
система стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов, обеспечивающая достоверными данными научные исследования, разработку технологических процессов и конструкций изделий, процессов получения и использования материалов.
1.4. Организационной основой метрологического обеспечения является метрологическая служба СССР, состоящая из государственной и ведомственных метрологических служб.
1.5. Правила и нормы метрологического обеспечения устанавливают в стандартах Государственной системы обеспечения единства измерений.
1.5.2. Основными объектами стандартизации ГСИ являются:
единицы физических величин;
государственные эталоны и поверочные схемы;
методы и средства поверки средств измерений;
номенклатура нормируемых метрологических характеристик средств измерений;
нормы точности измерений;
способы выражения и формы представления результатов измерений и показателей точности измерений;
методики выполнения измерений;
методики оценки достоверности и формы представления данных о свойствах веществ и материалов;
требования к стандартным образцам состава и свойств веществ и материалов;
организация и порядок проведения государственных испытаний, поверки и метрологической аттестации средств измерений, метрологической экспертизы нормативно-технической, проектной, конструкторской и технологической документации, экспертизы и аттестации данных о свойствах веществ и материалов;
термины и определения в области метрологии.
2. ОСНОВНЫЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
2.1. Основными целями метрологического обеспечения являются:
повышение качества продукции, эффективности управления производством и уровня автоматизации производственных процессов;
обеспечение взаимозаменяемости деталей, узлов и агрегатов, создание необходимых условий для кооперирования производства и развития специализации;
повышение эффективности научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, экспериментов и испытаний;
обеспечение достоверного учета и повышение эффективности использования материальных ценностей и энергетических ресурсов;
повышение эффективности мероприятий по профилактике, диагностике и лечению болезней, нормированию и контролю условий труда и быта людей, охране окружающей среды, оценке и рациональному использованию природных ресурсов;
повышение уровня автоматизации управления транспортом и безопасности его движения;
обеспечение высокого качества и надежности связи.
2.2. Государственный комитет СССР по стандартам (Госстандарт) в соответствии с основными задачами и направлениями деятельности в области стандартизации, метрологии и качества продукции, регламентированными Положением о Госстандарте, утвержденным Советом Министров СССР, при участии в установленном порядке министерств (ведомств), осуществляет решение следующих основных задач метрологического обеспечения:
определение основных направлений развития метрологического обеспечения и путей наиболее эффективного использования научных и технических достижений в этой области;
разработку научно-методических, технико-экономических, правовых и организационных основ метрологического обеспечения на всех уровнях управления народным хозяйством;
организацию и проведение фундаментальных научных исследований по изысканию и использованию новых физических эффектов с целью создания и совершенствования методов и средств измерений высшей точности и определения значений физических констант;
обеспечение единства измерений в стране, стандартизацию основных положений, правил, требований и норм метрологического обеспечения, развитие и совершенствование ГСИ;
установление допускаемых к применению единиц физических величин;
установление системы государственных эталонов единиц физических величин, их создание, утверждение, совершенствование и хранение;
установление единого порядка передачи размеров единиц физических величин от государственных эталонов всем средствам измерений;
разработку межотраслевых программ метрологического обеспечения и организацию работ по их осуществлению;
научно-методическое руководство разработкой комплексных программ метрологического обеспечения отраслей народного хозяйства;
создание и совершенствование рабочих эталонов и образцовых средств измерений высшей точности, планирование и координацию разработок комплектных поверочных установок и лабораторий;
установление единых требований к метрологическим характеристикам средств измерений;
установление порядка, планирование и проведение государственных испытаний средств измерений, предназначенных для серийного или массового производства и ввоза их из-за границы партиями, утверждение типов средств измерений, допущенных к применению в СССР;
государственную поверку средств измерений;
установление общих требований к стандартным образцам состава и свойств веществ и материалов, их аттестацию;
установление точных значений физических констант, получение и стандартизацию данных, характеризующих свойства веществ и материалов;
осуществление руководства государственной службой стандартных справочных данных, государственной службой стандартных образцов веществ и материалов, государственной службой времени и частоты и обеспечение их развития;
государственный надзор за производством, состоянием, применением и ремонтом средств измерений, и соблюдением метрологических правил, требований и норм, а также за деятельностью ведомственных метрологических служб;
организацию и выполнение особо точных измерений;
организацию и осуществление подготовки и повышения квалификации кадров в области метрологии;
организацию работ по международному сотрудничеству в области метрологии, обеспечение единства и требуемой точности измерений, необходимых для международной торговли, научно-технического и экономического сотрудничества;
увязку работ по метрологическому обеспечению с нуждами обороны страны;
организацию и осуществление научно-технической информации в области метрологического обеспечения и экспонирования на постоянной выставке средств измерений, предназначенных для серийного или массового производства и ввоза их из-за границы партиями.
2.3. Министерство (ведомство) в области метрологического обеспечения осуществляет решение следующих основных задач:
определение основных направлений развития работ по метрологическому обеспечению разработки, производства, испытаний и эксплуатации продукции на предприятиях (в организациях) министерства (ведомства) или закрепленных за ним областей деятельности;
организацию и проведение анализа состояния измерений на предприятиях (в организациях) министерства (ведомства), разработку на его основе и осуществление комплексных программ метрологического обеспечения отрасли;
организацию работ по установлению рациональной номенклатуры измеряемых параметров и оптимальных норм точности измерений на предприятиях (в организациях) министерства (ведомства);
организацию работ по обеспечению достоверными данными о свойствах веществ и материалов в соответствии с закрепленными группами продукции или областями деятельности;
организацию работ по созданию и внедрению современных методик выполнения измерений, установлению рациональной номенклатуры применяемых средств измерений и поверочной аппаратуры в соответствии с утвержденными государственными эталонами и поверочными схемами;
разработку и внедрение государственных и отраслевых стандартов на нормы точности измерений, методики выполнения измерений и средства измерений по специализации министерства (ведомства);
организацию метрологической экспертизы проектов предприятий, сооружений, продукции, импортируемого оборудования, стандартов, конструкторской и технологической документации;
развитие и укрепление ведомственной метрологической службы, в том числе головных и базовых организаций метрологической службы, метрологических служб предприятий (организаций) министерства (ведомства), головных и базовых организаций стандартных справочных данных о свойствах веществ и материалов (центров данных);
организацию ведомственной поверки и метрологической аттестации средств измерений, ведомственного контроля за производством, состоянием, применением и ремонтом средств измерений и соблюдением метрологических правил, требований и норм на предприятиях (в организациях) министерства (ведомства);
организацию и осуществление подготовки и повышения квалификации кадров в области метрологии;
участие в работах по международному сотрудничеству в области метрологии.
Дополнительно к указанным основными задачами метрологического обеспечения министерства (ведомства), в системе которого осуществляется разработка и серийное производство средств измерений, являются:
обеспечение единообразия средств измерений при их разработке и выпуске;
планирование и контроль представления на государственные испытания разрабатываемых и выпускаемых в системе министерства (ведомства) средств измерений;
организация разработки и выпуска образцовых средств измерений, необходимых для удовлетворения нужд народного хозяйства в поверке выпускаемых в системе министерства (ведомства) средств измерений, в соответствии с утвержденными государственными эталонами и поверочными схемами;
Тема 5. Метрологическое обеспечение
управления качеством
Оглавление
Роль метрологии в управлении качеством
Повышение эффективности производства и качества продукции требует максимальной достоверности объективной количественной информации о значениях параметров, характеризующих испытуемую продукцию. Такая информация может использоваться для оценки соответствия продукции своему назначению и установленным в НД требованиям.
Основными источниками информации о качестве продукции являются контроль и испытания, реализация которых связана с измерениями. Приведем для лучшего понимания материала основные определения в области метрологии.
МО стандартизации предусматривает такой вид деятельности, который связан с обоснованием допусков (требований точности) на значения параметров продукции, на технологические процессы при ее производстве, а также на осуществление методов измерений, контроля и испытаний установленных значений ее параметров с помощью обоснованно выбранных средств измерений и испытательного оборудования.
При сертификации, которая осуществляет проверки подтверждения соответствия продукции установленным требованиям, главным в МО является обеспечение единства измерений и, в первую очередь, проверка и обеспечение «привязки» используемых средств измерений через поверку (или калибровку) к государственным эталонам физических величин. Исходя из задач МО при стандартизации и сертификации, можно придти к выводу, что МО является связующим звеном между стандартизацией и сертификацией.
В свою очередь, стандартизация есть деятельность по установлению норм, правил и характеристик и проводится в целях обеспечения качества продукции, работ и услуг в соответствии с уровнем развития науки, техники и технологии, а также в целях обеспечения единства измерений.
Пересечение множеств целей стандартизации, сертификации и метрологии и дает общую для указанных видов деятельности категорию, а именно: качество.
Подтверждением качества является сертификат, выданный третьей стороной (органом по сертификации). Этот сертификат оформляется на основании положительных результатов испытаний на соответствие требованиям стандартов. Результаты испытаний, в свою очередь, основываются на достоверных результатах измерений во время испытаний, единство которых гарантируется Государственной метрологической службой России с ее государственными эталонами физических величин. Таким образом, система измерений является объективным инструментом (вследствие того, что государственные эталоны России регулярно сличаются с международными и национальными эталонами других стран), который служит для обеспечения, оценки и управления качеством продукции и услуг через стандарты, МО производства и испытаний.
Метрологическое обеспечение сертификации систем качества, продукции и услуг
Вопросы МО сертификации являются предметом пристального внимания, начиная с процедуры установления технической компетенции испытательных лабораторий при их аккредитации, так как испытательные и измерительные лаборатории являются центральным звеном получения достоверных результатов сертификационных испытаний. Достоверность определения показателей качества продукции зависит от уровня МО, которое предусматривает наличие:
При этом под «измерительным оборудованием» подразумеваются все средства измерений, эталоны, образцовые вещества, вспомогательная аппаратура, необходимые для проведения испытаний. «Метрологическое подтверждение пригодности» означает в соответствии со стандартом ИСО 10012-1 последовательность операций, необходимая для того, чтобы гарантировать соответствие данного измерительного оборудования требованиям, отвечающим его назначению.
Более сложной процедурой, применяемой в случаях, когда процесс измерения имеет сложный характер, является система управления измерительным процессом, под которым понимается контроль и анализ данных измерительного процесса в сочетании с корректирующими действиями, направленными на поддержание непрерывного нахождения измерительного процесса в рамках установленных требований. Все особенности этой системы с процедурной позиции изложены в стандарте ИСО 10012-2. Корректирующие действия могут, в частности, включать уменьшение интервалов между поверками, ремонт или замену нестабильного или ненадежного прибора, увеличение времени проведения измерений, требуемой точности и т. д.
Основные положения, связанные с метрологическим обеспечением испытаний, вначале были изложены в стандартах серии ИСО 9000, а затем получили дальнейшее развитие в Руководстве ИСО / КАСКО 130 «Общие требования к компетентности калибровочных и испытательных лабораторий». Этот документ является основой как для внедрения систем качества в лабораториях, так и для оценки их компетентности при аккредитации. В число основных положений, указанных в нормативных документах и являющихся объектом проверки при сертификации систем качества, входят:
Процедурно ОС, проводящий сертификацию систем качества, действует в соответствии с Руководством ИСО / МЭК 48 «Руководящие положения по оценке и регистрации систем качества поставщика третьей стороной», а также по правилам евростандарта EN 45012 «Общие требования к органам по сертификации, проводящим сертификацию систем обеспечения качества».
При сертификации продукции в испытательных лабораториях решаются задачи, аналогичные изложенным выше. Результат сертификационных испытаний (измерений), проводимых в соответствии с установленной методикой, излагается в протоколе, где параметр испытуемого объекта выражается в соответствующих единицах измерений, а его регламентированное значение и допуск на параметр соответствуют требованиям НД. Очевидно, что достоверный (правильный в метрологическом смысле) результат способствует гармонизации испытаний и сертификации для взаимного признания и содействия в торговле между странами. В то же время общие процедуры и критерии действия органов по сертификации создают основы для:
Утверждение типа средств измерений
В 1993 г. был принят Закон РФ «Об обеспечении единства измерений», основная цель которого заключается в защите прав и интересов граждан, установлении правопорядка и экономики РФ от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений. После введения этого закона были определены следующие виды государственного метрологического контроля:
В соответствии с законом все средства измерений делятся на две группы:
Целью утверждения типа средств измерений является обеспечение единства измерений в стране и выпуск в обращение годных средств измерений. Нормативная база этих работ изложена в следующих правилах:
Эти документы гармонизированы с документами Международной организации по законодательной метрологии (МОЗМ).
При проведении испытаний и утверждении типа средств измерений осуществляются следующие работы:
Госстандарт РФ, являясь головной организацией в стране по управлению деятельностью по обеспечению единства измерений, формирует планы испытаний, утверждает тип средств измерений и выдает сертификат утвержденного типа. Непосредственно проведением испытаний средств измерений занимаются государственные центры испытаний или органы государственной метрологической службы. Находящийся в ведении Госстандарта научно-исследовательский институт осуществляет регистрацию средств измерений и проводит экспертизу результатов испытаний. Кроме того, как видно из схемы, органы государственной метрологической службы проводят лицензирование средств измерений, под которым в соответствии с законом понимается деятельность по изготовлению, ремонту, продаже и прокату средств измерений.
Порядок лицензирования определяется правилами ПР 50.2.005-94 «ГСИ. Порядок лицензирования деятельности по изготовлению, ремонту, продаже и прокату средств измерений». В случае положительного результата лицензирования изготовителю средств измерений выдается лицензия, дающая право на проведение вышеуказанных работ.
Испытания средств измерений для целей утверждения типа проводят по программе, которая устанавливает объем и методику испытаний, их продолжительность, номенклатуру документов, представленных на испытания.
Система обеспечения единства измерений
Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ) является нормативно-правовой основой МО научной и практической деятельности в части оценки и обеспечения точности измерений, проводимых в стране. ГСИ представляет собой комплекс НД, устанавливающих единую номенклатуру, способы представления и оценки метрологических характеристик средств измерений, правила стандартизации измерений и оформления их результатов. Комплекс НД регламентирует единицы физических величин, воспроизведение единиц физических величин с помощью эталонов, передачу размеров единиц физических величин рабочим средствам измерений с необходимой точностью, установление норм на метрологические характеристики средств измерений и др. Основными НД в системе ГСИ являются государственные стандарты. На их основе разрабатываются НД, конкретизирующие общие требования стандартов применительно к отдельным отраслям промышленности и областям измерений.
Между качеством продукции и качеством измерений существует непосредственная связь. Проблема обеспечения высокого качества в значительной степени определяется решением задачи измерений параметров качества материалов, комплектующих изделий, технологических процессов изготовления продукции. При решении задачи измерений важное место отводится их качеству, под которым понимается совокупность свойств состояний измерений, обуславливающих получение результатов с требуемыми точностными характеристиками в необходимом виде и в установленный срок.
К основным свойствам состояния измерений относятся:
Наиболее важным свойством является единство измерений, так как при несоблюдении этого условия даже самые точные измерения, проводимые с помощью правильно подобранных средств измерений, не дадут нужных результатов. Единство измерений основано на четырех принципах:
Без выполнения указанных условий невозможно добиться единства измерений. Наиболее важным условием обеспечения единства измерений является «привязка» измерений к государственным эталонам, что в соответствии со стандартами ИСО 9000 является обязательным в обеспечении качества продукции.
Единство измерений достигается путем точного воспроизведения и хранения установленных единиц физических величин и передачи их размеров применяемым средствам измерений. Размеры единиц воспроизводятся, хранятся и передаются с помощью эталонов и образцовых средств измерений. Высшим звеном в метрологической цепи передачи размеров единиц измерений являются эталоны. Эталон представляет собой средство измерений (или комплекс средств измерений), обеспечивающий воспроизведение и хранение единицы физической величины (или одну из этих функций) с целью передачи размера единицы другим средствам измерений данной величины. Система воспроизведения единиц и передачи их размера рабочим средствам измерений представляет одну из составляющих системы обеспечения единства измерений.
Повышение точности воспроизведения единиц физических величин связана, как правило, с усложнением применяемых для этой цели устройств. Единица физической величины воспроизводится путем сложных операций с помощью эталонной установки в соответствии со строго определенной спецификацией. Однако известно, что результаты измерений, проведенных в разных местах с максимальной тщательностью, все же имеют некоторые расхождения. Это подтверждает и практика международных сличений национальных эталонов различных стран, эталонные работы в которых проводятся на высшем научном уровне.
Если эталон воспроизводит единицу физической величины с наивысшей в стране точностью, то он называется первичным эталоном. Первичные эталоны основных единиц воспроизводят единицу в соответствии с ее определением. Первичный эталон, официально утвержденный в качестве исходного для страны, называется государственным эталоном. Эти эталоны утверждаются Госстандартом РФ, и на каждый из них создается государственный стандарт.
Вторичные эталоны создают и утверждают в случаях, необходимых для организации поверочных работ и предохранения первичных эталонов от излишнего износа.
Эталон сравнения применяют для сличения эталонов, которые по каким-либо причинам не могут быть непосредственно сличены друг с другом.
Рабочие эталоны предназначены для передачи размера единицы рабочим средствам измерений. При необходимости рабочие эталоны подразделяют по уровням точности на разряды: рабочий эталон 1 разряда, рабочий эталон 2 разряда и т. д. Передача размера единицы осуществляется через цепочку соподчиненных по разрядам рабочих эталонов. От последнего рабочего эталона в этой цепочке размер единицы передается рабочему средству измерений, которые применяют для измерений, не связанных с передачей размера единиц, т. е. они служат для технических измерений на производстве и в лабораториях.
Поверка и калибровка средств измерений
Под поверкой средств измерений понимается совокупность операций, выполняемых органами Государственной метрологической службы (ГМС) или другими аккредитованными организациями с целью определения и подтверждения соответствия средств измерений установленным техническим требованиям. В соответствии с законом РФ «Об обеспечении единства измерений» средства измерений подлежат поверке при выпуске из производства или ремонта, при ввозе по импорту и в эксплуатации. Допускается продажа и выдача напрокат только поверенных средств измерений.
Поверочная деятельность регламентируется следующими правилами:
В соответствии с этими правилами средства измерений подвергаются первичной, периодической, внеочередной, инспекционной и экспертной поверке. Конкретные перечни средств измерений, подлежащих поверке, составляют владельцы средств измерений.
Результаты периодической поверки действительны в течение межповерочного интервала, первый из которых устанавливается при утверждении типа. Корректировка таких интервалов проводится органами ГМС по согласованию с метрологической службой юридического лица.
Надзор за состоянием и применением средств измерений осуществляют органы ГМС, и их действия распространяются только на средства измерений, относящихся к области государственного метрологического контроля. Вследствие этого, каждое предприятие должно составить перечень средств измерений, входящих в эту сферу, т. е. таких средств, которые подлежат поверке.
В отличие от поверки калибровка применяется к средствам измерений, не подлежащих государственному метрологическому контролю и надзору.