Metrologia to nauka o pomiarach. Ustanawia wspólne rozumienie jednostek, które są krytyczne dla pomiaru jakiejkolwiek działalności człowieka.
Bez względu na to, jak złożona jest nauka metrologii, zadania metrologii zostały zdefiniowane już w XVIII wieku. Doprowadziło to do stworzenia systemu dziesiętnego w 1795 roku, który ustanowił zestaw standardów dla innych rodzajów pomiarów. Kilka innych krajów przyjęło ten system w latach 1795-1875.
W celu stworzenia jednolitych światowych standardów zgodnie z Konwencją Metryczną powołano Międzynarodowe Biuro ds. Zwalczania Odstępstw od Systemu (BIPM). Zaowocowało to powstaniem Międzynarodowego Układu Jednostek w wyniku uchwały podjętej w 1960 roku. Tym samym główne zadania metrologii stały się jeszcze bardziej globalne. Teraz jest to jedna z nauk, od których niemal zależy los ludzkości, ponieważ determinuje normy przyjęte na całym świecie.
Zadania metrologii, normalizacji, certyfikacji
Ta nauka dzieli się na trzy główne typy. Pierwszym z nich jest określenie jednostek miar (punktu styku ze standaryzacją), drugim jest implementacja tych jednostek w praktyce. Do jego zadań należy również rodzaj trackingu, który łączy dokonywane w praktyce pomiary z wzorcami odniesienia (certyfikacja). Specjaliści w tej dziedzinie są przeszkoleni w zakresie rozwiązywania zadań metrologicznych/certyfikacyjnych, które są krytyczne w każdej aplikacji.
Podpola
Poddziedziny to naukowa lub podstawowa metrologia, która zajmuje się ustalaniem jednostek miar, stosowanych, technicznych lub przemysłowych, zajmujących się ich zastosowaniem w produkcji i innych procesach w społeczeństwie, a także legislacyjna, która obejmuje przepisy i regulacje, wymagania dotyczące środków i metod. Problemy metrologiczne/normalizacyjne są wykorzystywane do kształcenia profesjonalistów w każdym z tych obszarów.
Aspekt legislacyjny
Każdy kraj posiada krajowy system pomiarowy (NMS) w postaci sieci laboratoriów, ośrodków kalibracji i jednostek akredytujących, które wdrażają i utrzymują infrastrukturę metrologiczną. NMS wpływa na sposób dokonywania pomiarów w kraju, a także ich akceptację przez społeczność międzynarodową, co ma ogromne znaczenie dla całego społeczeństwa, w tym gospodarki, energetyki, środowiska, opieki zdrowotnej, produkcji, przemysłu i zaufania konsumentów. Dozadania metrologiczne służą do szkolenia początkujących w tej dziedzinie, z rozwiązaniem których studenci zwykle nie mają problemów.
Wpływ tej nauki na handel i gospodarkę jest jedną z najłatwiej obserwowalnych społecznych konsekwencji jej powszechnego wprowadzenia. Aby zapewnić uczciwy handel, musi istnieć uzgodniony system pomiarowy, który zapewnia ta nauka.
Historia
Normalizacja ma kluczowe znaczenie dla ważności pomiarów. Pierwsze nagranie stałego wzorca zostało dokonane w 2900 rpne. Pne, kiedy królewski łokieć egipski został wyrzeźbiony z czarnego granitu jako standard metryczny. Łokieć był określony jako długość przedramienia faraona plus szerokość jego ramienia, a ten sztandar był dany wszystkim budowniczym w Egipcie. Powodzenie znormalizowanej długości do budowy piramid wskazują długości ich podstaw, które różnią się nie więcej niż 0,05%.
Inne cywilizacje wprowadziły wspólne standardy miary, dopasowując się do architektury rzymskiej i greckiej. Upadek imperium i późniejsze wieki ciemne spowodowały utratę wiedzy o środkach i standaryzacji. Chociaż systemy lokalne były powszechne, porównywalność była trudna, ponieważ wiele z nich było niekompatybilnych. W 1196 roku w Anglii utworzono wzorce długości, a Magna Carta z 1215 roku zawierała nawet osobną sekcję do pomiaru jednostek wina i piwa.
Nowy czas
Nowoczesna metrologiapochodzi z rewolucji francuskiej. Rewolucjoniści stworzyli jedną komorę wag i miar, aby ujednolicić wszystko, co można było zmierzyć. Aby nauczać tej nauki, opracowano specjalne problemy w metrologii, z rozwiązaniem których nawet początkujący naukowcy na początku mogli mieć trudności.
W marcu 1791 zdefiniowano standardowy licznik. Doprowadziło to do stworzenia dziesiętnego systemu metrycznego w 1795 r., wyznaczającego standardy dla innych rodzajów pomiarów. Kilka innych krajów przyjęło system metryczny w latach 1795-1875.
Chociaż pierwotną misją BIPM było stworzenie międzynarodowych standardów jednostek miar i dostosowanie ich do standardów krajowych, zakres działalności Biura rozszerzył się wraz z postępem naukowym. Teraz obejmuje jednostki elektryczne, fotometryczne i wzorce do pomiaru promieniowania jonizującego. System metryczny został zmodernizowany w 1960 r. wraz z utworzeniem Międzynarodowego Układu Jednostek w wyniku podjęcia uchwały na jednej z tematycznych konferencji międzynarodowych.
Poziom międzynarodowy
Międzynarodowe Biuro Miar (BIPM) definiuje metrologię jako naukę o pomiarach. Ustanawia wspólne rozumienie jednostek krytycznych dla działalności człowieka.
Metrologia to rozległa dziedzina, ale można ją podsumować w trzech głównych działaniach:
- definicja międzynarodowo uznanych jednostek miary;
- realizacja tych jednostek w praktyce;
- zastosowanie łańcuchów śledzenia (powiązanie z referencjąstandardy).
Te koncepcje dotyczą w różnym stopniu trzech głównych obszarów metrologii:
- naukowe;
- stosowane, techniczne lub przemysłowe;
- legislacyjne.
W różnych międzynarodowych biurach wszystko, czemu poświęcona jest metrologia, normalizacja i certyfikacja - zadania i rozwiązania, wynajdywanie nowych środków, ulepszanie starych. Wszystko to robią organizacje, aby zapewnić standaryzację i certyfikację.
Metrologia naukowa
Metrologia naukowa wiąże się z tworzeniem jednostek miar, opracowywaniem nowych metod, wdrażaniem norm i kontrolą ich przestrzegania we wszystkich przypadkach. Obejmuje to również przygotowywanie zadań i rozwiązań dla standaryzacji, certyfikacji, metrologii.
Ten rodzaj metrologii jest uważany za najwyższy poziom rozwoju tej nauki, dążąc do najwyższego stopnia dokładności. BIPM prowadzi bazę danych metrologicznych możliwości kalibracji i pomiarów oraz recenzowanych instytutów na całym świecie. W pomiarach BIPM zdefiniował dziewięć obszarów metrologii, które obejmują akustykę, elektryczność i magnetyzm, długość, masę i powiązane wielkości, fotometrię i radiometrię, promieniowanie jonizujące, czas i częstotliwość, termometrię i chemię.
Ostatnie wydarzenia
Ze względu na wzrost liczby zadań metrologicznych postanowiono uzupełnić metrologię i przenieść ją na poziom międzynarodowy. Później zaproponowano nową definicję jednostek podstawowych SI, która została oficjalnie zatwierdzonaListopad 2018 i obowiązuje od maja 2019.
Motywacją do zmiany jednostek podstawowych jest uczynienie całego systemu możliwym do wyprowadzenia ze stałych fizycznych, co wymaga usunięcia prototypu kilograma, ponieważ jest to ostatni artefakt, od którego zależą definicje jednostek. Metrologia naukowa odgrywa ważną rolę w tej redefinicji jednostek, ponieważ ich dokładna definicja wymaga rygorystycznego zdefiniowania stałych fizycznych.
Metrologia praktyczna i przemysłowa
Zastosowana, techniczna lub przemysłowa dziedzina tej nauki dotyczy zastosowania pomiarów w procesach przemysłowych i innych oraz ich wykorzystania w społeczeństwie, zapewnienia przydatności przyrządów, ich kalibracji i kontroli jakości. Biorąc pod uwagę zadania metrologii, metrologia przemysłowa i stosowana jest czasami błędnie utożsamiana z całą tą wieloaspektową nauką ze względu na to, że ze wszystkich jej dziedzin jest ona najbardziej zauważalna dla laika.
Pomiary jakościowe są ważne w przemyśle, ponieważ wpływają na koszt i jakość produktu końcowego oraz 10-15% kosztów produkcji. Podczas gdy nacisk w tym obszarze metrologii kładziony jest na same pomiary, kalibracja urządzenia śledzącego jest niezbędna do zapewnienia poprawności. Uznanie kompetencji metrologicznych w przemyśle można osiągnąć dzięki umowom o wzajemnym uznawaniu, akredytacji lub wzajemnej ocenie. Metrologia przemysłowa jest ważna dla rozwoju gospodarczego i przemysłowego kraju, a jej cele w danym kraju mogą wskazywać na jego status ekonomiczny.
Metrologia prawna
Biorąc pod uwagę wszystkie powyższe zadania metrologii, metrologia legislacyjna odgrywa bardzo pomocniczą rolę i oto dlaczego. Faktem jest, że jest to prawny podrodzaj tej nauki i dotyczy działań, które wynikają z ustawowych wymagań dotyczących pomiaru bezpośredniego, ustanowienia jednostek, instrumentów i metod jego realizacji. Takie wymogi prawne mogą wynikać z potrzeby ochrony zdrowia, bezpieczeństwa publicznego, środowiska, podatków, ochrony konsumentów i uczciwego handlu.
Organizacje tematyczne zajmujące się tego rodzaju metrologią są tworzone na całym świecie, aby pomóc w harmonizacji przepisów ponad granicami krajowymi, aby zapewnić, że wymogi prawne nie będą utrudniać handlu.
