Метрология. Теория

9 Что такое средство измерений?

В.Я. Володарский

Казалось бы, праздный вопрос, ответ на который знает любой обыватель: рулетка, весы - безмен и т.п. А уж специалисты - метрологи вообще удивятся даже постановке этого вопроса. А так ли прост ответ?

Что такое вольтметр, радиовысотомер, радиолокатор и манометр? Что общего и в чем разница?

Можно попытаться найти ответ на этот "непраздный" вопрос в Законе РФ "Об обеспечении единства измерений" [I], государственных документах высшего ранга (государственных стандартах) [2, З], подзаконных документах [4 -5], международных словарях [б], научных трудах. Но ответа нет. А ведь в отношении средств измерений (СИ) действует ряд нормативных документов, регламентирующих специфику их разработки, испытаний, выпуска, применения, содержания и т.п. Например, упомянутый выше Закон Российской Федерации.

В Законе сказано (ст. I): "Средство измерений - техническое устройство, предназначенное для измерений". Понимая нечеткость такого определения (под это определение с равной правотой подпадают государственные эталоны и шкафы, в которых они размещены), авторы Закона оговаривают уточнение, поэтому в ст. 8 этого Закона сказано:

"I. Средства измерений используются для определения величин, единицы которых допущены в установленном порядке к применению в Российской Федерации, и должны соответствовать условиям эксплуатации и установленным (ГДЕ? КАКИМ?) требованиям.

2. Решения об отнесении технического устройства к средствам измерений и об установлении интервалов между поверками принимает Госстандарт России".

В отношении к этим техническим устройствам Закон определяет государственную политику: в ст. 13 "Сферы распространения государственного метрологического контроля и надзора" оговорено, что государственный надзор распространяется и на "обеспечение обороны страны". В ст. 14 Закона "Утверждение типа средств измерений" оговорено, что решение об утверждении типа принимается Госстандартом России, утвержденный тип средств измерений вносится в Государственный реестр средств измерений, который ведет Госстандарт России.

Первый вывод: под средствами измерений понимаются только такие технические устройства, которые внесены в Госреестр и подлежат периодической поверке (калибровке).

Аналогичное положение имеет место и в военных нормативных документах [4, 5]:

"3.2. Средство измерений военного назначения - средство измерений, разработанное и (или) применяемое в установленном порядке для измерений в сфере обороны.

Примечания:

1. К средствам измерений военного назначения относятся эталоны, меры, измерительные приборы и преобразователи (датчики) величин, измерительные установки, измерительные системы и комплексы, подвижные лаборатории и комплексы измерительной техники, а также другие технические устройства, отнесенные установленным порядком к средствам измерений военного назначения.
2. Для отнесения технического устройства к средствам измерений военного назначения необходимо одновременное выполнение следующих условий:

- техническое устройство должно быть предназначено для измерений (воспроизведения и (или) передачи размеров единиц) величин и иметь нормированные метрологические характеристики;

- техническое устройство должно быть предназначено для применения (применяться) в сфере обороны.

Опять вопрос: радиовысотомер и шинный манометр для КРАЗа. на котором смонтирован радиолокатор. Являются ли эти технические устройства средствами измерений?

3. Отнесение технических устройств к средствам измерений военного назначения осуществляет заказчик совместно с разработчиком. Правильность отнесения технических устройств к средствам измерений контролируют соответствующие метрологические службы при проведении установленным порядком метрологического контроля (надзора) и метрологической экспертизы.

В случае разногласий заключение об отнесении технических устройств к средствам измерений дает орган управления Метрологической службы Вооруженных Сил Российской Федерации по представлению 32 ГНИИИ Министерства обороны Российской Федерации. Окончательное решение принимает Комитет Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации (государственные научные метрологические центры по специализации) по представлению органа управления Метрологической службы Вооруженных Сил Российской Федерации.

4. Тактико-технические задания (технические задания) на разработку и модернизацию средств измерений военного назначения, предназначенных для применения в Вооруженных Силах и других войсках Российской Федерации, подлежат обязательному согласованию с 32 ГНИИИ Министерства обороны Российской Федерации. При этом, если средства измерений военного назначения предназначены для ограниченного применения в одном или нескольких видах (родах войск) Вооруженных Сил, то тактико-технические задания (технические задания) на их разработку дополнительно согласовываются с метрологическими службами соответствующих видов (родов войск) Вооруженных Сил.

Тактико-технические задания на разработку и модернизацию эталонов подлежат обязательному согласованию с государственными научными метрологическими центрами по специализации".

Несмотря на то, что примечание к п. 3.2. в десятки раз больше текста, ясности по-прежнему нет.

Итак, тот же вопрос: являются ли радиовысотомеры и радиолокаторы средствами измерений, и распространяются ли на них Закон России и военные стандарты, а если нет, то - почему? Согласно Закону России, так как эти технические средства не внесены в Госреестр и не подлежат поверке, то они не являются средствами измерений, т.е. не имеют нормированных метрологических характеристик и не производят сравнения высоты и дальности с принятыми единицами длины. Аналогично эти технические устройства не подпадают под прямую трактовку военных стандартов [4, 5]. А манометр и вольтметр могут быть и просто "средствами измерений" и даже "средствами измерения военного назначения"!

Но такая трактовка этого термина вряд ли правомерна.

В нашей стране и мире имеются словари и терминологические специализированные документы по метрологии - науке о точности, где приведены определения этого распространенного термина.

Так, в Международном словаре [6] сказано:

"4.1. Средство измерений - устройство, предназначенное для выполнения измерений самостоятельно или вместе с дополнительным устройством".

В основополагающем отечественном терминологическом стандарте [2] этот термин определен так: "6.2. Средство измерений - техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящие и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени. Примечания. 1. Приведенное определение вскрывает суть средства измерений, заключающуюся, во-первых, в "умении" хранить (или воспроизводить) единицу физической величины; во-вторых, в неизменности размера хранимой единицы. Эти важнейшие факторы и обусловливают возможность выполнения измерения (сопоставление с единицей), т.е. "делают" техническое средство средством измерений. Если размер единицы в процессе измерений изменяется более чем установлено нормами, таким средством нельзя получить результат с требуемой точностью. Это означает, что измерять можно лишь тогда, когда техническое средство, предназначенное для этой цели, может хранить единицу, достаточно неизменную по размеру (во времени). 2. При оценивании величин по условным шкалам, шкалы выступают как бы "средством измерений" этих величин".

В "Словаре-справочнике" [5], уточняющем многие термины, этот термин имеет другое определение и пояснения к нему:

"5.1. Средство измерений - техническое средство (или их комплекс), предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимается неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени. Примечания:!. Приведенное определение вскрывает метрологическую суть средства измерений, заключающуюся: во-первых, - в "умении" хранить (или воспроизводить) единицу физической величины; во-вторых - в неизменности размера хранимой единицы. Эти важнейшие факторы и обусловливают возможность выполнения измерения (сопоставления с единицей), т.е. "делают" техническое средство средством измерений.".

В проекте "Руководства по метрологическому обеспечению Вооруженных Сил Российской Федерации" (1998 г.) приведено достаточно корректное определение: "средство измерений - средство измерений военного назначения - разработанное и (или) применяемое в установленном порядке для измерений в Вооруженных Силах Российской Федерации. Средства измерений при решении задач обеспечения единства измерений делятся на военные эталоны, рабочие эталоны и рабочие средства измерений".

Можно процитировать еще ряд терминологических документов, но вопроса, поставленного в заголовке, не возникнет, если не обращаться к важнейшим документам [1,3, 4]. Характерным для всех процитированных терминологических документов, по нашему мнению, является тот факт, что в них рассматриваются технические устройства с точки зрения основного применения - для всех этих технических устройств основной целью применения является передача размера узаконенных единиц измерений, о чем отмечено во всех терминах.

Вероятнее всего, неблагополучное положение дел с этим термином обусловлено ошибочной попыткой в новых основополагающих документах [1, 3, 4] решить одновременно две задачи: дать определение понятию, с одной стороны, и, с другой стороны, - одновременно установить формы метрологического обеспечения (обслуживания) различных по назначению технических устройств, являющихся по своей природе "средствами измерений физических величин". Возможно, задачу следует разделить и решать по отдельности эти проблемы: определение и формы обслуживания.

Так, в качестве определения может быть предложено такое:

"Под средствами измерений (СИ)1 понимаются технические устройства, целью применения которых является воспроизведение и (или) измерение физических величин в установленных единицах с гарантированными метрологическими характеристиками"2.

В ВВС, равно как и в других видах Вооруженных Сил и сферах гражданского применения той или иной техники, широко распространены технические объекты, являющиеся по своему принципу действия средствами измерений: радиовысотомеры, курсовые и глиссадные системы посадки, радиолокационные станции и т.п.

Принципиальное отличие их от рассматриваемых в настоящем документе средств измерений заключается в конечной цели применения: для СИ конечной целью применения является передача значения узаконенных единиц измерений, например, для оценки технического состояния тех или иных объектов техники, иными словами конечной целью применения СИ является определение (количественная оценка) физических величин - напряжения, давления, длины и т.п.
Для технических объектов, которые по своему принципу действия также являются средствами измерения, передача или воспроизведение единиц физических величин не являются конечными целями, а служат средством для достижения иных - конкретных целей: для радиовысотомера, курсовых и глиссадных систем -обеспечение навигационных задач; для радиолокационной станции - обнаружение и поражение целей и т.д.

Формы контроля метрологических характеристик средств измерений (формы метрологического обслуживания средств измерений) зависят от целей и сфер применения данного технического объекта и определяются соответствующими государственными или военными нормативными документами. Такими формами контроля могут быть, например, поверка, калибровка, контроль параметров в процессе технического обслуживания и т.п.

Предлагаемое определение, во-первых, соотносится со ст. 8 упомянутого Закона: "Средства измерений используются для определения величин, единицы которых допущены в установленном порядке к применению в Российской Федерации..." и не противоречит военным стандартам.

Во вторых, этот термин относится как к эталонам единиц, так и к стандартным образцам, измерительным преобразователям, измерительным усилителям, автоматизированным системам контроля и другим подобным СИ.

В третьих, под этот термин нельзя подвести испытательную камеру или шкафы для размещения эталонов, а также прочие "технические устройства, предназначенные для измерений".

И, наконец, такое определение освободит Госстандарт России и орган управления Метрологической службы Вооруженных Сил Российской Федерации каждый раз принимать решение о целесообразности "отнесения технических устройств к средствам измерений".

Естественно, определение этого термина может быть и иным, но оставлять существующее в [1, 3, 5] вряд ли целесообразно.

Синонимы: специальные средства измерений ВВС - ССИ, контрольно-поверочная аппаратура - КПА, средство измерений военного назначения - СИВН, специальное войсковое средство измерений - СВСИ, автоматизированные системы контроля - АСК.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Закон Российской федерации "Об обеспечении единства измерений".

2. РМГ 29-99. ГСИ. "Метрология. Основные термины и определения".

3. ГОСТ Р В 8.560-95. ГСИ. "Средства измерений военного назначения. Испытания и утверждение типа".

4. Методический материал по организации и порядку проведения испытаний и утверждению типа средств измерений военного назначения. (Требования ГОСТ РВ 8.560-95)

5. Основные термины в области метрологии. Словарь-справочник под ред. Ю.В. Тарбеева. -М.: Изд. стандартов, 1989.

6. International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology. ISO, 1993.