Метрология

Упоминание о мерах встречается в памятниках древнерусской письменности: летописях, грамотах русских князей. Надзор за правильностью мер и весов в Древней Руси был поручен духовенству.

В XV в., с образованием Русского централизованного государства, были учреждены центральные органы власти, увеличился оборот государственных средств за счёт присоединённых городов, возрос доход от таможенных пошлин; надзор за правильностью мер и весов постепенно переходил к гражданской власти.

Принятые при Иване IV (Грозном) печатные меры (XVI в.) стали первыми, хотя и несовершенными образцовыми мерами и способствовали установлению единообразия мер в стране. Первые попытки создания организованного государственного надзора за мерами и весами в России относятся ко времени Петра I (начало XVIII в.), когда метрическая система мер и весов согласовывалась с английской системой. По мере вытеснения Англии другими европейскими странами с монопольных позиций в торговле с Россией назрела необходимость приведения российской системы мер и весов к общепринятой европейской.

Поворотным событием стали заключение в 1875 г. в Париже Метрической конвенции и учреждение Международного бюро мер и весов. По всей территории России были организованы местные поверочные палатки с Главной палатой мер и весов в Москве (ныне Всероссийский НИИ метрологии им. Д.И.Менделеева). Д.И. Менделеев оказал значительное влияние на развитие государственной службы мер и весов. По его инициативе в 1902 г. в Казани создаётся Казанская №16 поверочная палатка мер и весов, деятельность которой была возведена в ранг государственной службы и распространилась на Казанскую, Симбирскую, Вятскую и Самарскую губернии.

В последующем поверочная палатка была преобразована в Татарскую государственную контрольную лабораторию по измерительной технике, на базе которой в 1966 г. создан Казанский филиал Всесоюзного НИИ физико-технических и радиотехнических измерений (см. Всероссийский институт расходометрии) и Управление государственного надзора за стандартами и техникой, с 1975 г. — Средне-Волжский центр стандартизации и метрологии с функциями организационно-технического и метрологического руководства (с 1995 г. — Татарстанский центр стандартизации, метрологии и сертификации). В 1966 г. был основан также Казанский опытный завод «Эталон», в 1989 г. — Центр испытаний и сертификации нефтехимической продукции «Россертифико».

Различают метрологию историческую, законодательную, теоретическую и прикладную.

• Предметом изучения исторической метрологии являются применяемые в различных странах единицы длины, площади, объёма, массы и др. единицы измерения в историческом развитии, выяснение соотношения между ними, их выражение в современных единицах, а также изучение происхождения названий.
• Законодательная метрология рассматривает вопросы, связанные с достижением единства измерений и единообразия средств измерений, которые регламентируются и контролируются государством.
• Теоретическая метрология решает задачи: создания и совершенствования теоретических основ измерительной техники, системы единиц, эталонов и образцовых измерительных средств; разработки научных основ передачи размера единицы измерения от эталона к рабочим измерительным средствам; развития теории погрешностей измерений с учётом изменения во времени. Одним из научных направлений теоретической метрологии является создание автоматизированных средств измерений с целью повышения производительности и точности при массовых измерениях; одновременно разрабатывается теория надёжности (достоверности показаний) измерительных средств. Развитие электрических методов измерений и систем автоматического сбора и обработки информации способствовало появлению научного направления — автометрии. В перечень задач автометрии входят: разработка методов и критериев оценки информационно-измерительных систем с точки зрения точности, быстродействия, надёжности и т. д., создание оптимальных алгоритмов измерения, контроля и диагностики. Существенное развитие получили методы борьбы со случайными и систематическими погрешностями.
• Прикладная метрология занимается вопросами гарантированной точности конкретных измерений и измерительных систем; обеспечивает стабильность технологических процессов, их производительность и эффективность, что связано с правильным выбором контролируемых параметров и оснащённостью соответствующей контрольно-измерительной аппаратурой. Это особенно важно при стендовых испытаниях газотурбинных двигателей, при контроле параметров принципиально новых технологических процессов (плазменная и лазерная обработка, плёночная технология, обработка при сверхвысоких давлениях, в вакууме и т. д.). Под руководством Г.М.Загрутдинова в Казанском институте авиационной технологии разработаны методы скользящего усреднения с коррекцией погрешности нелинейности, экспоненциального сглаживания (с оптимальным параметром сглаживания, удовлетворяющим требуемой точности конечного результата); предложены методы исключения аномальных результатов измерений при автоматизированном расчёте и построении дроссельных характеристик газотурбинных двигателей; разработаны методы обработки результатов измерений по принципу мажоритарной логики и оптимизации числа измерений по критерию максимальной достоверности результатов. Внедрение этих методов даёт возможность повысить точность результатов измерений на 20%, достоверность контроля — на 10%. Разработана автоматизированная система метрологической аттестации и поверки измерительных каналов для стендовых испытаний газотурбинных двигателей, которая позволяет сократить время метрологической аттестации более чем в 50 раз со значительным повышением точности и достоверности измерений. Результаты работ внедрены на промышленных предприятиях Татарстана, в т.ч. в Казанском моторостроительном производственном объединении, на Казанском заводе компрессорного машиностроения.

Коротков В.П., Тайц Б.А. Основы метрологии и точности механизмов приборов. М., 1961; 

Агекян Т.А. Основы теории ошибок для астрономов и физиков. М., 1972; 

Бугдун Г.Д., Марков Б.Н. Основы метрологии. М., 1972; 

Иванов А.И. Основы теории точности измерительных устройств. М., 1972; 

Орнатский П.П. Теоретические основы информационно-измерительной техники. Киев, 1976; 

Тойберт П. Оценка точности результатов измерений. М., 1988; 

Пиотровский Я. Теория измерений для инженеров. М., 1989; 

Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. Л., 1991.