Гагарина Л.Г., Епифанов Т.В. Основы метрологии, стандартизации и сертификации

Подождите немного. Документ загружается.

Л.Г. Гагарина, Т.В. Епифанов

Основы метрологии,

стандартизации и сертификации

Рекомендовано Министерством образования

Российской Федерации в качестве учебного пособия

для студентов учреждений

среднего профессионального образования,

обучающихся по группе специальностей 2200

Информатика и вычислительная техника

Москва

ФОРУМ — ИНФРА-М 2005

Пособие освещает широкий спектр вопросов в сферах метрологии,

стандартизации и сертификации. Рассматриваются базовые понятия и определения

каждой из указанных предметных областей, освещается современное состояние и

перспективы развития, систем качества. Приводятся особенности стандартизации и

сертификации в России, затрагиваются вопросы деятельности отечественных и

зарубежных организаций по стандартизации, единства измерений, организации

метрологического обеспечения производства, разработки и применения

стандартов.

Для студентов и преподавателей средних учебных заведений технического

профиля. Будет полезно специалистам, работающим в любой предметной области

для получения представления о современном состоянии технологий метрологии,

стандартизации и сертификации.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Перед Вами, уважаемый читатель, новое учебно-методическое пособие по

основам метрологии, стандартизации и сертификации, состоящее из трех разделов,

разделение на которые продиктовано, во-первых, тематикой издания, а во-вторых,

заботой о читателе. В представленном виде материал можно использовать

произвольно, в зависимости от уровня подготовки и интересов.

Название пособия полностью отражает направленность издания, а главное —

является весьма актуальным, поскольку участие в глобальных процессах мировой

экономики и вступление России во Всемирную торговую организацию

невозможны без новейших технологий качества, построение которых основано на

современных концепциях метрологии, стандартизации и сертификации. Более того,

с учетом специфики ситуации в нашей стране — отсутствии единого

информационного и образовательного пространства — особое значение

приобретает учебная литература прикладного характера именно в этой области

техносферы.

Подготовка данного учебного пособия обусловлена постоянным

повышением требований к специалистам всех категорий и проводилась в

соответствии с государственными образовательными стандартами РФ по

специальностям 2201, 2202, 2203 среднего профессионального образования.

При изложении материала авторы руководствовались современными

тенденциями непрерывности образования — теоретические сведения составляют

базис практического освоения рассматриваемой предметной области.

Раздел 1 «Метрология» посвящен основным понятиям и определениям в области

метрологии; описанию метрологических служб, обеспечивающих единство

измерений, вопросам государственного метрологического контроля и надзора.

В разделе 2 «Стандартизация» подробно рассмотрены основные аспекты

стандартизации продукции (услуг) и управления качеством, существующие в

настоящее время в международном сообществе и в нашей стране. Приведены

основные термины и определения в указанной области, описаны международные,

региональные и национальные организации стандартизации, а также организации

ISO. Затронуты также вопросы качества продукции, показателей качества и

методов их оценки, испытания и контроля продукции, технологического

обеспечения качества, системы качества.

В разделе 3 «Сертификация» освещены проблемы сертификации продукции

или услуг, приведены: существующая терминология в этой области, материал по

организационной структуре, системы сертификации, порядок и правила

обязательной и добровольной сертификации. Рассмотрены основные схемы

сертификации и особенности их применения.

Пособие предназначено студентам средних специальных учебных заведений,

обучающимся по специальностям 2201, 2202, 2203, студентам технических вузов,

учебные планы которых предусматривают изучение метрологии, стандартизации и

сертификации (направления 510200 «Прикладная математика и информатика»,

552800 «Информатика и вычислительная техника»), а также учащимся

экономических факультетов вузов любой направленности.

Оно будет полезно: преподавателям всех информационных специальностей

как технического, так и экономического профиля, постоянно обновляющим

соответствующие курсы лекций; предпринимателям среднего возраста, по большей

части самостоятельно осваивающим современные системы качества; слушателям,

обучающимся по программам второго высшего образования.

ВВЕДЕНИЕ

Развитие современного глобального общества характеризуется созданием

общего рынка товаров и услуг, разделением труда, совместным решением

вопросов безопасности и охраны окружающей среды, и наша страна не

исключение. Переход к рыночной экономике, в частности, сопровождается массой

проблем в деятельности отечественных фирм, предприятий и организаций не

только на внутреннем, но и на внешнем рынке. В связи с вышесказанным

обеспечение единства измерений, общепринятых норм и требований в области

метрологии, унификация технической документации на изготовление изделий,

соблюдение международных стандартов качества в области стандартизации,

сертификация продукции и услуг, а также создание систем качества становятся

важнейшими для России проблемами.

Деятельность в указанных областях весьма динамична, поскольку должна

соответствовать изменениям, происходящим в различных сферах жизни общества

(прежде всего в экономике), и способствовать прогрессу, а не отставанию

отечественного производства. Именно поэтому важнейшим направлением

российской стандартизации в наши дни является создание соответствующих

нормативных документов, сертификация продукции и производств. Эти меры

призваны обеспечить интересы потребителей, охрану и безопасность окружающей

среды. Кроме того, в последнее время вступил в силу ряд законодательных актов,

определяющих политику государства в области стандартизации и сертификации:

законы о защите прав потребителя, о стандартизации и сертификации и т. п.

Утверждена также государственная система сертификации — ГОСТ Р. В

результате действующая в наши дни система стандартизации предоставляет

возможность творческого участия в процессе создания новых стандартов

широкому кругу всех заинтересованных сторон.

Естественно, существуют и проблемы, но использование современных

информационных технологий, а также заимствование опыта ведущих западных

стран позволит России стать полноправным мировым партнером в сферах

метрологии, стандартизации и сертификации.

1. МЕТРОЛОГИЯ

1.1. Основные понятия и определения

Термин «метрология» произошел от греческих слов: «мет-рос» — мера и

«логос» -— учение, слово. В современном понимании это наука об измерениях,

методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой

точности. К основным направлениям метрологии относятся:

 общая теория измерений;

 единицы физических величин и их системы;

 методы и средства измерений;

 методы определения точности измерений;

 основы обеспечения единства измерений и единообразия средств измерения;

 эталоны и образцовые средства измерений;

 методы передачи размеров единиц от эталонов и образцовых средств

измерений рабочим средствам измерений.

Часть из них имеют научный характер, другая относится к законодательной

метрологии. Законодательный характер метрологии обусловливает стандартизацию

ее терминов и определений.

Физическая величина — свойство, общее в качественном отношении для

многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное

для каждого объекта.

Единица физической величины — физическая величина, которой по

определению присвоено значение, равное единице.

Единицы физической величины представляют собой вспомогательный

аппарат, применяемый при изучении объектов природы. Принципиально можно

представить бесконечное множество единиц физических величин. На практике

необходимо соблюсти единство измерений, которое можно обеспечить при любой

системе единиц. Однако для сопоставления результатов измерений без пересчетов

(при переходе от одной системы единиц к другой) необходимо, чтобы результаты

измерений выражались в узаконенных единицах.

Измерение — нахождение значения физической величины опытным путем с

помощью специальных технических средств.

Под измерением понимается процесс экспериментального сравнения данной

физической величины с однородной физической величиной, значение которой

принято за единицу.

Единство измерений — состояние измерений, при котором их результаты

выражены в узаконенных единицах и погрешности измерений известны с заданной

вероятностью. Как следует из определения, это понятие включает не только

выполнение условия единства используемых единиц физических величин, но и

значение погрешности измерения.

Средство измерений — техническое средство, используемое при

измерениях и имеющее нормированные метрологические свойства. По

техническому назначению средства измерений подразделяются на меры,

измерительные приборы, измерительные преобразователи, вспомогательные

средства измерений, измерительные установки и измерительные системы.

Мера — средство измерений, предназначенное для воспроизведения

физической величины заданного размера (кварцевый генератop является мерой

частоты электрических колебаний). Мера, воспроизводящая ряд одноименных

величин различного размера, называется многозначной (конденсатор постоянной

емкости выполняет роль однозначной меры, а конденсатор переменной емкости —

многозначной). Часто используется набор мер — специально подобранный

комплект мер, применяемых не только отдельно, но и в различных сочетаниях для

воспроизведения ряда одноименных величин различного размера.

Измерительный прибор — средство измерений, предназначенное для

выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для

непосредственного восприятия наблюдателем. Измерительные приборы бывают

аналоговые и цифровые, показывающие и регистрирующие.

Измерительный преобразователь — средство измерений, предназначенное

для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для

передачи, дальнейшего преобразования, обработки и хранения, но не

поддающегося непосредственному восприятию наблюдателем [13].

Вспомогательное средство измерений — средство измерения величин,

влияющих на метрологические свойства другого средства измерений при его

применении. Эти средства применяют для контроля за поддержанием значений

влияющих величин в заданных пределах.

Измерительная установка — совокупность функционально объединенных

средств измерений (мер, измерительных преобразователей) и вспомогательных

устройств, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации в

форме, удобной (для автоматической обработки, передачи и использования в

автоматизированной системе управления — АСУ) для непосредственного

восприятия наблюдателем и расположенная в одном месте.

Измерительная информационная система — совокупность средств

измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей и пр.)

и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи и

предназначенных для получения измерительной информации, доступной для

наблюдения, обработки и управления объектами [13].

1.2. Метрологические службы, обеспечивающие единство измерений

Решение важнейших научно-технических задач, в том числе проблемы

обеспечения качества продукции, в значительной степени зависит от достижения

единства и достоверности измерений.

Отмечалось, что единство измерений — состояние измерительного процесса, при

котором результаты всех измерений выражаются в одних и тех же узаконенных

единицах измерения и оценка их точности обеспечивается с гарантированной

доверительной вероятностью. В применявшихся до недавнего времени

сравнительно простых методах измерений погрешность результатов измерений

почти полностью определялась погрешностями средств измерений. Поэтому для

достижения единства измерений было достаточно обеспечить единообразие

средств измерений, т.е. такое состояние средств измерений, когда они

проградуированы в узаконенных единицах измерений, а их метрологические

свойства соответствуют нормам.

Существуют принципы обеспечения единства измерений, к основным из

которых относятся:

 применение только узаконенных единиц физических величин (ФВ);

 воспроизведение ФВ с помощью государственных эталонов;

 применение узаконенных средств измерений, которые прошли

государственные испытания и которым переданы размеры единиц ФВ от

государственных эталонов;

 обязательный периодический контроль через установленные промежутки

времени характеристик применяемых средств измерений;

 гарантия обеспечения необходимой точности измерений при использовании

поверенных средств измерений и аттестованных методик выполнения

измерений;

 использование результатов измерений только при условии оценки их

погрешности с заданной вероятностью;

 систематический контроль за соблюдением метрологических правил и норм,

государственный надзор и ведомственный контроль за средствами

измерений.

Для реализации этих принципов созданы необходимые научная, техническая

и организационная основы.

Государственная метрологическая служба несет полную ответственность за

обеспечение единства измерений в стране на межотраслевом и организационно-

ведомственном уровне метрологических служб. В состав государственной службы

входят:

 Главный центр, Госстандарт;

 Главные центры и центры государственных эталонов – научно-

производственные объединения (НПО) и метрологические научно-

исследовательские институты;

 Главный центр стандартных образцов и материалов;

 контрольные органы метрологической службы;

 центральные лаборатории стандартизации и метрологии.

Основная деятельность государственной службы направлена на стечение

единства измерений независимо от того, когда и где они проводились. Эта

деятельность также включает в себя функции создания государственных и

вторичных эталонов, разработки систем передачи размеров единиц физических

величин рабочим средствам, надзора за производством, состоянием, применением

и ремонтом средств измерений. Отдельные министерства и ведомства имеют

ведомственную метрологическую службу. В состав этой службы также входят

отделы, на которые возлагаются функции руководства и организации

метрологической службы [10].

Как правило, ведомственная метрологическая служба состоит из следующих

подразделений:

 головная организация;

 базовые организации на предприятиях; служба главного метролога;

 подразделения, осуществляющие работы по метрологическому обеспечению.

В обязанности ведомственной службы входят следующие функции:

 проведение систематического анализа состояния средств измерений в

отрасли;

 разработка, осуществление и контроль на его основе программ

метрологического обеспечения;

 изучение потребности отрасли в технических средствах, включая рабочие

эталоны, разработка предложений по их созданию и приобретению;

 проведение метрологической аттестации средств измерений и выполнение

работ по установлению соответствия номенклатуры измерительных

параметров, норм, точности измерений, показателей качества продукции;

 аттестация технологических процессов;

 организация и проведение работ по поверке и ремонту средств измерений на

предприятиях и в организациях, которые находятся в эксплуатации;

 разработка и внедрение стандартов и других нормативно-технических

документов государственных средств измерений;

 внедрение в практику современных методов и средств измерений,

направленных на увеличение эффективности производства;

 проведение метрологической экспертизы технических заданий, проектной,

конструкторской и технологической документации;

 метрологический контроль за разработкой, производством, состоянием,

применением и ремонтом средств измерений, за внедрением и соблюдением

метрологических правил.

Основополагающей базой органов метрологической службы является:

 техническая (эталоны, установки высшей точности, образцовые средства

измерений);

 нормативная (нормативно-технические и методические документы);

 организационно-правовая.

Формы государственного и ведомственного надзора и контроля могут быть

различными. Основными из них являются периодическая, внеочередная и

инспекционная поверка средств измерений, метрологическая ревизия и

метрологическая экспертиза. Внеочередная поверка проводится при

необходимости внедрения средств измерений в эксплуатацию. По результатам

экспертной поверки обычно решают спорные вопросы. Первичная поверка

проводится при выпуске средств измерений промышленностью, а периодическая

— согласно регламенту после определенного срока эксплуатации средств

измерений. Обязательной государственной поверке подлежат все средства

измерений, применяемые в качестве образцовых, независимо от их ведомственной

принадлежности.

1.3. Государственный метрологический контроль

и надзор

Эталонная база России, инфраструктура и технические средства

Государственной метрологической службы должны удовлетворять потребностям

предприятий и организаций всех отраслей народного хозяйства, в том числе

оборонной, а также сферам социальной жизни страны в обеспечении единства

измерений.

Дальнейшее развитие и совершенствование государственной системы

обеспечения единства измерений должно быть направлено на обеспечение

достоверности и требуемой точности измерений (контроля, испытаний) качества

продукции и услуг.

Государственный метрологический контроль и надзор должны обеспечить

производство и поставку технически совершенных и метрологически

обеспеченных измерительных приборов и оборудования.

Государственным метрологическим контролем охвачено:

 здравоохранение, ветеринария, охрана окружающей среды, обеспечение

безопасности труда;

 торговые операции и взаимные расчеты между покупателем и продавцом, в

том числе операции с применением игровых автоматов и устройств;

 государственные учетные операции;

 обороноспособность государства;

 геодезические и гидрометеорологические работы;

 производство, испытания и контроль качества продукции в целях

определения соответствия обязательным требованиям государственных

стандартов РФ;

 измерения, проводимые по поручению органов суда, прокуратуры,

арбитражного суда, государственных органов управления РФ.