Metrologi är vetenskapen om mätning. Den etablerar en gemensam förståelse för de enheter som är avgörande för mätning av mänsklig aktivitet.
Oavsett hur komplex vetenskapen om metrologi är, definierades metrologins uppgifter redan på 1700-talet. Detta ledde till skapandet av det decimala metriska systemet 1795, som satte en uppsättning standarder för andra typer av mätningar. Flera andra länder antog systemet mellan 1795 och 1875.
För att skapa enhetliga världsstandarder i enlighet med den metriska konventionen inrättades International Bureau for Combating Deviations from the System (BIPM). Detta resulterade i skapandet av International System of Units som ett resultat av en resolution som antogs 1960. Därmed har metrologins huvuduppgifter blivit ännu mer globala. Nu är det en av de vetenskaper som mänsklighetens öde nästan beror på, eftersom den bestämmer de normer som antas över hela världen.
Uppgifter inom metrologi, standardisering, certifiering
Denna vetenskap är indelad i tre huvudtyper. Den första är definitionen av måttenheter (kontaktpunkten med standardisering), den andra är implementeringen av dessa enheter i praktiken. Dess uppgifter inkluderar också ett slags spårning som kopplar de mätningar som gjorts i praktiken med referensstandarder (certifiering). Specialister inom detta område är utbildade för att lösa metrologi/certifieringsuppgifter som är kritiska i alla applikationer.
Subfields
Underfält är vetenskaplig eller grundläggande metrologi, som handlar om fastställande av mätenheter, tillämpade, tekniska eller industriella, som handlar om deras tillämpning på produktion och andra processer i samhället, samt lagstiftning, som omfattar regleringar och förordningar, krav på medel och metoder. Metrologi/standardiseringsproblem används för att utbilda yrkesverksamma inom vart och ett av dessa områden.
lagstiftningsaspekt
Varje land har ett nationellt mätsystem (NMS) i form av ett nätverk av laboratorier, kalibreringscentra och ackrediteringsorgan som implementerar och underhåller den metrologiska infrastrukturen. NMS påverkar hur mätningar görs i ett land, samt deras acceptans av det internationella samfundet, vilket är av stor betydelse för hela samhället, inklusive ekonomi, energi, miljö, hälsovård, tillverkning, industri och konsumenternas förtroende. Förmetrologiuppgifter används för att träna nybörjare inom detta område, med lösningen som eleverna vanligtvis inte har några problem med.
Inverkan av denna vetenskap på handel och ekonomi är en av de mest lätt observerbara sociala konsekvenserna av dess utbredda introduktion. För att säkerställa rättvis handel måste det finnas ett överenskommet mätsystem, som denna vetenskap tillhandahåller.
Historia
Standardisering är avgörande för giltigheten av mätningar. Den första inspelningen av en permanent standard gjordes 2900 f. Kr. f. Kr., när den kungliga egyptiska alnen ristades av svart granit som en metrisk standard. Alnen definierades som längden på faraos underarm plus bredden på hans arm, och denna standard gavs till alla byggare i Egypten. Framgången för en standardiserad längd för att bygga pyramider indikeras av längden på deras baser, som inte skiljer sig med mer än 0,05%.
Andra civilisationer införde gemensamma måttnormer, och anpassade sig till romersk och grekisk arkitektur. Imperiets sammanbrott och den efterföljande mörka medeltiden framkallade en kunskapsförlust om åtgärder och standardisering. Även om lokala system var vanliga var det svårt att jämföra eftersom många var inkompatibla. År 1196 skapades längdstandarder i England, och Magna Carta från 1215 inkluderade till och med en separat sektion för att mäta enheter för vin och öl.
Ny tid
Modern metrologihärstammar från franska revolutionen. Revolutionärerna skapade en enda kammare av vikter och mått för att förena allt som kunde mätas. För att lära ut denna vetenskap sammanställdes speciella problem inom metrologi, med vars lösning till och med nybörjare vetenskapsmän till en början kunde ha svårigheter.
I mars 1791 definierades standardmätaren. Detta ledde till skapandet av det decimala metriska systemet 1795, vilket satte standarder för andra typer av mätningar. Flera andra länder antog det metriska systemet mellan 1795 och 1875.
Även om det ursprungliga uppdraget för BIPM var att skapa internationella standarder för måttenheter och anpassa dem till nationella standarder, har byråns räckvidd utökats på grund av vetenskapliga framsteg. Nu inkluderar den elektriska, fotometriska enheter och standarder för mätning av joniserande strålning. Det metriska systemet moderniserades 1960 med skapandet av International System of Units som ett resultat av antagandet av en resolution vid en av de tematiska internationella konferenserna.
Internationell nivå
International Bureau of Weights and Measures (BIPM) definierar metrologi som vetenskapen om mätning. Det etablerar en gemensam förståelse för enheter som är avgörande för mänsklig aktivitet.
Metrologi är ett stort område, men det kan sammanfattas i tre huvudaktiviteter:
- definition av internationellt erkända måttenheter;
- realisering av dessa enheter i praktiken;
- tillämpning av spårningskedjor (association med referensstandarder).
Dessa begrepp gäller i varierande grad för de tre huvudområdena inom metrologi:
- vetenskapligt;
- tillämpad, teknisk eller industriell;
- lagstiftande.
I olika internationella byråer, allt som metrologi, standardisering och certifiering ägnas åt - uppgifter och lösningar, uppfinning av nya åtgärder, förbättring av gamla. Allt detta görs av organisationer för att säkerställa standardisering och certifiering.
vetenskaplig metrologi
Vetenskaplig metrologi är förknippad med skapandet av måttenheter, utvecklingen av nya metoder, implementeringen av standarder och kontroll av deras efterlevnad i alla fall. Detta inkluderar även utarbetande av uppgifter och lösningar för standardisering, certifiering, metrologi.
Denna typ av metrologi anses vara den högsta utvecklingsnivån inom denna vetenskap, och strävar efter högsta grad av noggrannhet. BIPM upprätthåller en databas med metrologiska kalibrerings- och mätmöjligheter och peer-reviewed institut runt om i världen. I mätningar har BIPM definierat nio områden inom metrologi, som inkluderar akustik, elektricitet och magnetism, längd, massa och relaterade storheter, fotometri och radiometri, joniserande strålning, tid och frekvens, termometri och kemi.
Senaste händelserna
Med tanke på det ökade antalet metrologiuppgifter beslutades det att komplettera metrologin och föra den till internationell nivå. Senare föreslogs en ny definition av SI-basenheter som godkändes officielltnovember 2018 och gäller från maj 2019.
Motivationen för att ändra basenheterna är att göra hela systemet härledbart från fysiska konstanter, vilket kräver att kilogramprototypen tas bort eftersom det är den sista artefakten som enhetsdefinitionerna beror på. Vetenskaplig metrologi spelar en viktig roll i denna omdefiniering av enheter, eftersom deras exakta definition kräver en rigorös definition av fysiska konstanter.
Praktisk och industriell mätning
Det tillämpade, tekniska eller industriella området för denna vetenskap avser tillämpningen av mätningar på industriella och andra processer och deras användning i samhället, vilket säkerställer instrumentens lämplighet, deras kalibrering och kvalitetskontroll. Med tanke på metrologins uppgifter identifieras industriell och tillämpad metrologi ibland felaktigt med all denna mångfacetterade vetenskap på grund av det faktum att den av alla dess områden är den mest märkbara för lekmannen.
Kvalitativa mätningar är viktiga inom industrin eftersom de påverkar kostnaden och kvaliteten på slutprodukten och 10-15 % av produktionskostnaderna. Medan tyngdpunkten inom detta område av metrologi ligger på själva mätningarna, är kalibrering av spårningsenhet nödvändig för att säkerställa giltigheten. Erkännande av metrologisk kompetens inom industrin kan uppnås genom avtal om ömsesidigt erkännande, ackreditering eller peer review. Industriell metrologi är viktig för den ekonomiska och industriella utvecklingen i ett land, och dess mål i ett visst land kan indikera dess ekonomiska status.
Legal Metrology
Med hänsyn till alla ovanstående uppgifter inom metrologi spelar lagstiftande metrologi en mycket underordnad roll, och här är varför. Faktum är att det är en juridisk subtyp av denna vetenskap och avser aktiviteter som följer av de krav som lagen fastställer för direkt mätning, inrättandet av enheter, instrument och metoder för dess genomförande. Sådana lagkrav kan uppstå från behovet av att skydda hälsa, allmän säkerhet, miljö, beskattning, konsumentskydd och rättvis handel.
Tematiska organisationer som ägnar sig åt denna typ av metrologi håller på att bildas runt om i världen för att hjälpa till att harmonisera bestämmelser över nationella gränser för att säkerställa att lagkrav inte hindrar handeln.
