История метрологии от древности к современности асманов кирилл студент группы асу — 32. — презентация

Становление и различия метрологии в СССР (России) и за рубежом

Бурное развитие науки, техники и технологии в XX веке потребовало развития метрологии как науки. В СССР метрология развивалась в качестве государственной дисциплины, так как нужда в повышении точности и воспроизводимости измерений росла по мере индустриализации и роста оборонно-промышленного комплекса. Зарубежная метрология также отталкивалась от требований практики, но эти требования исходили в основном от частных фирм. Косвенным следствием такого подхода оказалось государственное регулирование различных понятий, относящихся к метрологии, то есть ГОСТирование всего, что необходимо стандартизовать. За рубежом эту задачу взяли на себя негосударственные организации, например ASTM.

В силу этого различия в метрологии СССР и постсоветских республик государственные стандарты (эталоны) признаются главенствующими, в отличие от конкурентной западной среды, где частная фирма может не пользоваться неугодным стандартом или прибором и договориться со своими партнёрами о другом варианте удостоверения воспроизводимости измерений.

История метрологии

Основная статья: История метрологии

Метрология ведёт свою историю с античных времён и даже упоминается в Библии. Ранние формы метрологии заключались в установлении местными властями простых произвольных стандартов, зачастую основанных на простых практических измерениях, например длина руки. Самые ранние стандарты были введены для таких величин, как длина, вес и время, это делалось для упрощения коммерческих сделок, а также регистрации человеческой деятельности.

Новое значение метрология обрела в эпоху промышленной революции, она стала совершенно необходима для обеспечения массового производства.

Исторически важные этапы в развитии метрологии:

• XVIII век — установление эталона метра (эталон хранится во Франции, в Музее мер и весов; в настоящее время является в большей степени историческим экспонатом, нежели научным инструментом);
• 1832 год — создание Карлом Гауссом абсолютных систем единиц;
• 1875 год — подписание международной Метрической конвенции;
• 1960 год — разработка и установление Международной системы единиц (СИ);
• XX век — метрологические исследования отдельных стран координируются Международными метрологическими организациями.

Вехи отечественной истории метрологии:

• присоединение к Метрической конвенции;

Всемирный день метрологии отмечается ежегодно 20 мая. Праздник учрежден Международным Комитетом мер и весов (МКМВ) в октябре 1999 года, на 88 заседании МКМВ.

Новая история становления метрологии в России

Имперским указом 1835 года, определявшим систему меры и веса в Российской Империи, утверждались эталоны массы, длины. К ним относилась платиновая сажень, приравненная к семи футам англичан, платиновый фунт, не отличавшийся по весу от бронзового золоченого аналога.

Многие ученые-метрологи связывают 1842 год с момент фактического возникновения метрологии в России. История науки в ее современном понимании берет отсчет с открытия первого централизованного учреждения на территории Петропавловской крепости – Депо образцовых мер и весов. Здание этого государственного органа отличал повышенный уровень безопасности. По словам строителей, Депо не были страшны никакие пожары. Здесь не только хранились эталонные подлинники, образцы зарубежных мер длины и веса, но и производились копии для пользования на местах, осуществлялась поверка и сличение отечественных подлинников с зарубежными. На данный момент шаблонные изделия сберегаются в петербургском музее Д. И. Менделеева. Деятельность Депо регламентировалась специальным положением, принятым в том же 1842 году. Документ заложил основы стандартизации и обеспечения одинаково точных измерений.

Кстати, данный период в истории науки метрологии подробно описан в капитальном труде Петрушевского, который называется «Общая метрология». Книга была издана в 1849 году и удостоена Демидовской премии императорской Академии наук.

Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ) в РФ

Ос­но­вы за­ко­но­да­тель­ной М. в РФ за­кре­п­ле­ны ст. 71 Кон­сти­ту­ции РФ на фе­де­раль­ном уров­не и оп­ре­де­ле­ны За­ко­ном РФ «Об обес­пе­че­нии един­ст­ва из­ме­ре­ний» и в ком­плек­се нор­ма­тив­ных до­ку­мен­тов ГСИ, в ко­то­рых ус­та­нов­ле­ны не­об­хо­ди­мые пра­во­вые, тех­нич., ор­га­ни­за­ци­он­ные и эко­но­мич. по­ло­же­ния. Гос. ре­гу­ли­ро­ва­ние в об­лас­ти ОЕИ осу­ще­ст­в­ля­ет­ся в сле­дую­щих фор­мах: ут­вер­жде­ние ти­па средств из­ме­ре­ний (в т. ч. стан­дарт­ных об­раз­цов); по­вер­ка средств из­ме­ре­ний; мет­ро­ло­гич. экс­пер­ти­за; гос. мет­ро­ло­гич. над­зор; ат­те­ста­ция ме­то­дов из­ме­ре­ний; ак­кре­ди­та­ция на вы­пол­не­ние ра­бот в об­лас­ти ОЕИ. ГСИ со­сто­ит из пра­во­вой, тех­нич. и ор­га­ни­за­ци­он­ной под­сис­тем. Пра­во­вой под­сис­те­мой ГСИ яв­ля­ет­ся ком­плекс взаи­мо­увя­зан­ных за­ко­но­дат. и под­за­кон­ных ак­тов, нор­ма­тив­ных до­ку­мен­тов, ус­та­нав­ли­ваю­щих со­гла­со­ван­ные тре­бо­ва­ния ко всем сто­ро­нам мет­ро­ло­гич. дея­тель­но­сти на ос­но­ве СИ. Тех­нич. под­сис­те­му ГСИ со­став­ля­ют: со­во­куп­ность пер­вич­ных, вто­рич­ных, ра­бо­чих и др. эта­ло­нов еди­ниц ве­ли­чин и шкал из­ме­ре­ний; со­во­куп­ность стан­дарт­ных об­раз­цов со­ста­ва и свойств ве­ществ и ма­те­риа­лов; со­во­куп­ность стан­дарт­ных спра­воч­ных дан­ных о фи­зич. кон­стан­тах и свой­ст­вах ве­ществ и ма­те­риа­лов; сред­ст­ва из­ме­ре­ний и ис­пы­та­тель­ное обо­ру­до­ва­ние, не­об­хо­ди­мые для гос. ре­гу­ли­ро­ва­ния в об­лас­ти ОЕИ; со­во­куп­ность спец. зда­ний и со­ору­же­ний для про­ве­де­ния вы­со­ко­точ­ных из­ме­ре­ний в мет­ро­ло­гич. це­лях; со­во­куп­ность н.-и., эта­лон­ных, ис­пы­та­тель­ных, по­ве­роч­ных, ка­либ­ро­воч­ных и из­ме­рит. ла­бо­ра­то­рий и их обо­ру­до­ва­ния. Ор­га­ни­зац. под­сис­те­му ГСИ со­став­ля­ют: мет­ро­ло­гич. служ­бы фе­де­раль­ных ор­га­нов ис­пол­нит. вла­сти, осу­ще­ст­в­ляю­щие нор­ма­тив­но-пра­во­вое ре­гу­ли­ро­ва­ние в об­лас­ти ОЕИ на фе­де­раль­ном уров­не и ор­га­ни­зую­щие взаи­мо­дей­ст­вие с ор­га­на­ми гос. вла­сти др. го­су­дарств и ме­ж­ду­нар. ор­га­ни­за­ция­ми в об­лас­ти ОЕИ, и под­ве­дом­ст­вен­ные ГНМИ гос. ре­гио­наль­ные цен­тры мет­ро­ло­гии (ГРЦМ), гос. служ­бы вре­ме­ни, час­то­ты и оп­ре­де­ле­ния па­ра­мет­ров вра­ще­ния Зем­ли (ГСВЧ), стан­дарт­ных спра­воч­ных дан­ных о фи­зич. кон­стан­тах и свой­ст­вах ве­ществ и ма­те­риа­лов (ГСССД), стан­дарт­ных об­раз­цов со­ста­ва и свойств ве­ществ и ма­те­риа­лов (ГССО); мет­ро­ло­гич. служ­бы – под­раз­де­ле­ния фе­де­раль­ных ор­га­нов ис­пол­нит. вла­сти, юри­дич. ли­ца или струк­тур­ные под­раз­де­ле­ния юри­дич. лиц ли­бо объ­е­ди­не­ний юри­дич. лиц, ор­га­ни­зую­щие и вы­пол­няю­щие ра­бо­ты и ус­лу­ги по ОЕИ.

Осн. функ­ция­ми ГРЦМ, ко­то­рых в Рос­сии бо­лее 80, яв­ля­ют­ся: про­ве­де­ние по­вер­ки средств из­ме­ре­ний; со­вер­шен­ст­во­ва­ние, со­дер­жа­ние и при­ме­не­ние гос. эта­ло­нов, ис­поль­зуе­мых для обес­пе­че­ния со­от­вет­ст­вия др. эта­ло­нов и средств из­ме­ре­ний гос. пер­вич­ным эта­ло­нам. Про­об­ра­за­ми ГРЦМ бы­ли По­ве­роч­ные па­лат­ки тор­го­вых мер и ве­сов, уч­ре­ж­де­ние ко­то­рых в ре­гио­нах Рос­сии на­ча­лось с 1900. ГСВЧ осу­ще­ст­в­ля­ет дея­тель­ность по вос­про­из­ве­де­нию нац. шка­лы вре­ме­ни и эта­лон­ных час­тот, по оп­ре­деле­нию па­ра­мет­ров вра­ще­ния Зем­ли, а так­же по обес­пе­че­нию по­треб­но­сти го­су­дар­ст­ва в эта­лон­ных сиг­на­лах вре­ме­ни и час­то­ты и в ин­фор­ма­ции о па­ра­мет­рах вра­ще­ния Зем­ли. ГССО осу­ще­ст­в­ля­ет раз­ра­бот­ку, ис­пы­та­ние и вне­дре­ние стан­дарт­ных об­раз­цов со­ста­ва и свойств веществ и ма­те­риа­лов в це­лях ОЕИ. ГСССД раз­ра­ба­ты­ва­ет для ОЕИ стан­дарт­ные спра­воч­ные дан­ные о фи­зич. кон­стан­тах и свой­ст­вах ве­ществ и ма­те­риа­лов.

Роль стандартизации во второй половине прошлого века

Великая Отечественная война подтвердила достойный уровень метрологического обеспечения в инженерно-технической отрасли и экономической сфере Советского Союза. Вызванное переводом на военные рельсы перебазирование и смена производственной профильности множества промышленных предприятий сопрягалось с изменением всей номенклатуры изделий. Но несмотря на глобальность и молниеносность перемен существенных нарушений в системе единства измерений и взаимозаменяемости не возникло.

В послевоенный период была создана и запущена Государственная система стандартизации (ГСС), которая подвергалась неоднократным преобразованиям, но остается действующей по сей день. В рамках ГСС регламентируется ряд организационных принципов и условий, связанных со структурой метрологической службы и Госстандартом СССР. К 1973 году метеорологи имели порядка 250 территориальных представительств и институтов с централизованным управлением Госстандарта в каждой из социалистических республик.

Знаменательным событием в истории создания метрологии современной России стало принятие Федерального Закона «О стандартизации» в 1993 году. Данный документ установил способы защиты интересов потребителей путем проектирования и внедрения ГОСТов. С приобретением этим законодательным актом юридической силы произошел переход от обязательного соблюдения стандартов, установленных порядками СССР, к частично рекомендуемым требованиям. Данная тенденция просуществовала ровно 10 лет. В 2003 году начался переход к добровольной системе стандартизации. Принятие данного документа привело к началу процесса перестройки действующей системы стандартизации, которая препятствовала России вступить в ВТО и не позволяла устранить технические барьеры в производстве.

Система измерения в истории метрологии претерпела массу изменений, но, несмотря на все сложности, которые сопутствовали в разные периоды становления этой научной отрасли, использование стандартизированной системы сыграло решающую роль в развитии национальных и международных метрологических институтов.

История метрологии

Метрология как область практической деятельности зародилась в древности. На всем пути развития человеческого общества измерения
были основой отношений людей между собой, с окружающими предметами, природой. При этом вырабатывались единые представления о размерах,
формах, свойствах предметов и явлений, а также правила и способы их сопоставления

Наименования единиц измерения и их размеры появлялись в давние времена чаще всего в соответствии с возможностью применения единиц и их размеров
без специальных устройств, т.е. создавались с ориентацией на те единицы, что были «под руками и ногами». В России в качестве единиц длины были «пядь», «локоть».

В начале 1840 г. во Франции была введена метрическая система мер. Значимость метрической системы глубоко оценил Д.И. Менделеев. В 1867 г. с трибуны
съезда русских естествоиспытателей он выступил с призывом содействовать подготовке метрической реформы в России. По его инициативе Петербургская
академия наук предложила учредить международную организацию, которая обеспечивала бы единообразие средств измерений в международном масштабе.
Это предложение получило одобрение, и в 1875 году на Дипломатической метрологической конференции, проведенной в Париже, в которой участвовали 17 государств
(в том числе Россия), была принята Метрическая конвенция.

По мере унификации единиц измерений во многих государствах вводились законодательные нормы, которые защищали покупателей от недобросовестности производителей и
распространителей товаров и услуг. В России в XVI в. контролеры (целовальники) на рынках разыскивали и отбирали старые (неофициальные) меры.
За пользование ими налагали большой штраф и даже заключали виновных в тюрьму.

Еще больше усилился надзор за мерами в XVII веке. Им занимались таможни, «кружечные дворы». В Москве действовали Померная изба и Большая таможня.
Померная изба проводила периодическую («как год минет») поверку мер и изымала неправильные («воровские») меры.

В Наказе царя Федора Алексеевича Большой Московской таможне о сборе таможенных пошлин (1681 г.) говорилось, что за найденные у торговцев
воровские меры определялась конфискация товаров и ссылка с семьей.

Решительный и жесткий характер Петра I проявился в его Наказе «О сборе в Московской Большой таможне пошлин» (1698 г.): «за найденные непрямые,
воровские весы лавки опечатать, товары отобрать и семьей сослать». Он же в Уставе воинских артикулов (1716 г.) писал: «Наказание за обмер и обвес —
возвратить добро втрое, взимать штраф, подвергнуть телесному наказанию».

В 1745 г. публикуется Указ сенатский о рассылке из камер-коллегии во все города заклейменных мер для хлеба и о взыскании штрафа с того, у кого окажутся неуказанные меры.

В 1858 г. Елизавета Петровна повелела: «Сделать аршины железные верные и с обеих концов заклейменные так, чтобы ни урезать, ни упиловать невозможно было».

Долгое время метрология была в основном описательной наукой о различных мерах и соотношениях между ними. Но в процессе развития общества роль измерений
возрастала, и с конца прошлого века благодаря прогрессу физики метрология поднялась на качественно новый уровень. Большую роль в становлении
метрологии в России сыграл Д.И. Менделеев, руководивший отечественной метрологией в период с 1892 по 1907 г. «Наука начинается… с тех пор,
как начинают измерять», — в этом научном кредо великого ученого выражен, по существу, важнейший принцип развития науки, который не утратил актуальности
и в современных условиях.

Развитие естественных наук привело к появлению все новых и новых средств измерений (СИ), а они, в свою очередь, стимулировали развитие наук,
становясь все более мощным средством исследования. Так, повышение точности измерений плотности воды привело в 1932 г. к открытию тяжелого изотопа водорода —
дейтерия. Подобных примеров, которые подтверждают роль измерений как инструмента познания, — множество. Здесь уместно привести высказывание крупнейшего
русского физика и электротехника Б.С. Якоби: «Искусство измерений является могущественным оружием, созданным человеческим разумом для проникновения
в законы природы и подчинения ее сил нашему господству».

Становление и различия метрологии в СССР и капиталистических странах

Бурное развитие науки, техники и технологии в ХХ веке потребовало развития метрологии как науки. В СССР метрология развивалась в качестве государственной дисциплины, т.к. нужда в повышении точности и воспроизводимости измерений росла по мере индустриализации и роста оборонно-промышленного комплекса. Зарубежная метрология также отталкивалась от требований практики, но эти требования исходили в основном от частных фирм. Косвенным следствием такого подхода оказалось государственное регулирование различных понятий, относящихся к метрологии, то есть ГОСТирование всего, что необходимо стандартизовать. За рубежом эту задачу взяли на себя негосударственные организации, например ASTM. В силу этого различия в метрологии СССР и постсоветских республик государственные стандарты (эталоны) признаются главенствующими, в отличие от конкурентной западной среды, где частная фирма может не пользоваться плохо зарекомендовавшим себя стандартом или прибором и договориться со своими партнёрами о другом варианте удостоверения воспроизводимости измерений.

12

Прошло время. Минули тысячелетия. Человечество далеко ушло в технике измерений. И чем больше развивается измерительная техника, тем большее значение приобретает метрология. Пользуясь современными методами, ученые точно измеряют свойства вещей и явлений. Эти измерения являются одним из средств овладения природой, подчинения ее нашим нуждам. Старые средства измерений (палка, тень, чашка, камень) заменились новыми, позволяющими нам воспринимать невидимый свет, ощущать магнитные силы и другие явления, которые иначе были бы нам неизвестны.

Ход общего развития науки и техники показывает, что метрология является фундаментальной предпосылкой прогресса почти во всех отраслях науки, техники и экономики.

История развития метрологии появилась как описание мер, связанная со становлением государственности, с развитием производства, науки, культуры, расширением торговли. Современная метрология – научная дисциплина, опирающаяся на достижения, прежде всего, физики и математики.

Законодательная метрология – комплекс нормативно-правовых и нормативно-технических документов по метрологии, необходимый фактор подготовки и выполнения измерений по единообразным правилам, обеспечивающим сопоставимость результатов измерений.

Метрология сегодня глубоко проникла во все области науки, техники, производства и жизни человека, обеспечивая точный контроль, достоверные измерения, лежащие в основе безопасности и качества продукции, услуг, работ. Основной задачей законодательной метрологии было и остается создание необходимых и соответствующих состоянию развития экономики и общества условий для обеспечения единства и достоверности измерений, на национальном и международном уровнях, обеспечения защиты общества и государства от результатов недостоверных измерений.

13

Метрология состоит из 3 разделов:

• Теоретическая.
• Прикладная.
• Законодательная.

Исторически важные этапы в развитии метрологии:

• XVIII век — установление эталонаметра (эталон хранится во Франции, в Музее мер и весов; в настоящее время является в большей степени историческим экспонатом, нежели научным инструментом);
• 1832 год — создание Карлом Гауссом абсолютных систем единиц;
• 1875 год — подписание международной Метрической конвенции;
• 1960 год — разработка и установление Международной системы единиц (СИ);
• XX век — метрологические исследования отдельных стран координируются Международными метрологическими организациями.

Всемирный День метрологии отмечается ежегодно 20 мая. Праздник учрежден Международным Комитетом мер и весов (МКМВ) в октябре 1999 года, на 88 заседании МКМВ.

14

Список используемой литературы

1. Кузнецов В.А., Ялунина Г.В. Основы метрологии: Учебное пособие для вузов под редакцией В.А. Кузнецова. – М.: ИПК Издательство стандартов, 1995.

2. Сергеев А.Г., Латышев М.В., Терегеря В.В. Метрология, стандартизация, сертификация: Учебное пособие. – М.: Логос, 2001.

3. Сергеев А.Г., Латышев М.В., Терегеря В.В. Метрология: Учебник для вузов. – М.: Логос, 2005.

15

Подписание метрической конвенции 20 мая 1875 г.

Второй (менделеевский) этап развития отечественной метрологии. . Имеются сведения, что в г. Тамбове центре Тамбовской губерниипервая палатка мер и весов была открыта в 1912 г.Третий (нормативный) этап развития отечественной метрологииВ 1917–27 гг. был осуществлен комплекс мероприятий по созданию государственной метрологической службы. Введена обязательная всероссийская поверка мер и весов, утверждены новые положения о Главной палате мер и весов и о мерах и весах, установлены единые таксы сборов за поверку, введена уголовная ответственность за нарушения положения о мерах и весах и т.д.Для выполнения декрета от 14 сентября 1918 г. в условиях гражданской войны и разрухи нужно было:Одной из первых государственных задач, возложенных на Главную палату мер и весов, было практическое осуществление метрической реформы в стране. Эта грандиозная работа заняла девять лет.Нет ничего удивительного, что дело продвигалось медленно. Сплошь и рядом возникали непредвиденные трудности:Восьмого января 1919 г. был подписан декрет «О введении нового счета времени по международной системе поясов», в 1921 г. – постановление «О всероссийской поверке мер и весов». Всего за семь послереволюционных лет правительство пять раз принимало решения по различным метрологическим вопросам. В 1924 г. было утверждено «Положение о мерах и весах», с выходом которого завершилась организация государственной метрологической службы СССР.Четвертый (послевоенный) этап развития отечественной метрологии—.

Метрология Менделеева

Ощутимый прогресс в научном развитии стандартизации произошел в период управления Депо Д. И. Менделеевым. Ученый, который внес огромный научный вклад в отечественной физике, химии, экономике, геологии и приборостроении, сумел вывести работу в организации на новый уровень.

В 1893 г. Депо образцовых мер и весов было реорганизовано в Главную палату мер и весов. Данная структура приобрела официальный статус одного из первых в мире научно-исследовательских учреждений метрологического профиля. Под руководством Д. И. Менделеева был проведен огромный объем работы по созданию русской системы эталонов и их соотношению с иностранными метрическими параметрами. Менделеев в истории возникновения метрологии способствовал реализации широких программ научных исследований в области стандартизации. Причем научные работы по метрологии самого ученого не утратили своей актуальности и сегодня. Не случайно Дмитрий Иванович во всем придерживался принципов, согласно которым наука начинается тогда, когда имеет место единица меры.

Научное кредо Менделеева и в наши дни предопределяет роль и место математики, физики, химии, метрологии в системе естественных наук. Именно Менделеев заложил правильный вектор ориентации изучения вопросов стандартизации, сформировал нетипичный до того времени стиль исследовательской и практической деятельности, который на долгие годы определил направления для развития отечественной метрологии, обеспечив ей авторитет на международной арене.

Но даже Менделееву не удалось достичь полноценного внедрения в России удобной и единой метрической системы. В тот период, когда Депо образцовых мер и весов возглавлялось ученым, эталонные меры использовались лишь отчасти, параллельно с устаревшими дюймовыми системами. Подобное положение дел мешало нормальному развитию производства, тормозило и усложняло промышленные, внешнеэкономические и научно-технические наработки. И если в Санкт-Петербурге новые системы использовались повсеместно, то в провинциальных областях не могло идти и речи о фактическом прорыве в истории метрологии. В Тверской губернии, а также в Курской, Тамбовской и Воронежской, первые палатки с весами и мерными копиями были открыты уже после смерти Менделеева.

Единицы измерения в прошлом

Данные критерии устанавливались символически. Так, например, распространенная в странах Европы единица длины «фут» приравнивалась к длине стопы Карла Великого, а «локтю» соответствовала длина скипетра короля Генриха I. При этом поиски более оптимальных единиц измерения не прекращались.

Об известном и применяемом в наши дни «метре» как единице длины впервые услышали во Франции, в далеком 1790 году. Между тем принять в качестве стандарта эту меру длины согласились лишь 17 стран лишь спустя 85 лет. Подписание Метрической конвенции и образование Международного бюро мер и весов стали важным этапом на пути развития метрологии. История возникновения научно-технического прогресса является неотъемлемой частью становления стандартизации.

В конце XIX столетия удалось достичь значительных успехов в создании техники, укреплению позиций промышленных отраслей и концентрации производственных предприятий. На фоне процветания метрологии в технически развитых странах само собой зарождалось стремление к организованной стандартизации, которое чаще всего увенчивалось формированием местных госорганов, занимающихся данным вопросом. Яркий пример – британский Комитет стандартов, созданный в 1901 году. Его основной задачей определялось обеспечение роста экономического могущества Англии посредством подготовки, принятия и внедрения универсальных стандартов на сырьевые материалы, промышленное оборудование, военное снаряжение.