Metrologie je věda o měření. Stanovuje společné chápání jednotek, které jsou rozhodující pro měření jakékoli lidské činnosti.
Bez ohledu na to, jak složitá je věda o metrologii, úkoly metrologie byly definovány již v 18. století. To vedlo v roce 1795 k vytvoření desetinného metrického systému, který stanovil soubor standardů pro jiné typy měření. Několik dalších zemí přijalo tento systém v letech 1795 až 1875.
Pro vytvoření jednotných světových standardů v souladu s Metrickou konvencí byl založen Mezinárodní úřad pro boj proti odchylkám od systému (BIPM). To vedlo k vytvoření Mezinárodního systému jednotek v důsledku rezoluce přijaté v roce 1960. Tím se hlavní úkoly metrologie staly ještě globálnějšími. Nyní je to jedna z věd, na které téměř závisí osud lidstva, protože určuje normy přijaté po celém světě.
Úkoly metrologie, standardizace, certifikace
Tato věda se dělí na tři hlavní typy. Prvním je definice měrných jednotek (styčný bod s normalizací), druhým je implementace těchto jednotek do praxe. Mezi jeho úkoly patří také druh sledování, který propojuje měření prováděná v praxi s referenčními standardy (certifikace). Specialisté v této oblasti jsou vyškoleni k řešení úkolů v oblasti metrologie/certifikace, které jsou kritické v jakékoli aplikaci.
Podpole
Podobory jsou vědecká nebo fundamentální metrologie, která se zabývá stanovením jednotek měření, aplikovaných, technických nebo průmyslových, zabývajících se jejich aplikací na výrobní a další procesy ve společnosti, jakož i legislativa, která zahrnuje regulaci a předpisy, požadavky na prostředky a metody. Problémy metrologie/standardizace se používají ke vzdělávání profesionálů v každé z těchto oblastí.
Legislativní hledisko
Každá země má národní měřicí systém (NMS) v podobě sítě laboratoří, kalibračních středisek a akreditačních orgánů, které implementují a udržují metrologickou infrastrukturu. NMS ovlivňuje způsob, jakým jsou měření v dané zemi prováděna, i jejich akceptaci mezinárodním společenstvím, což má velký význam pro celou společnost, včetně ekonomiky, energetiky, životního prostředí, zdravotnictví, výroby, průmyslu a důvěry spotřebitelů. Prometrologické úlohy slouží k výcviku začátečníků v této oblasti, s jejichž řešením studenti většinou nemají problémy.
Dopad této vědy na obchod a ekonomiku je jedním z nejsnáze pozorovatelných sociálních důsledků jejího širokého zavedení. Aby byl zajištěn spravedlivý obchod, musí existovat dohodnutý systém měření, který tato věda poskytuje.
Historie
Standardizace je rozhodující pro platnost měření. První záznam trvalého standardu byl proveden v roce 2900 před naším letopočtem. př. n. l., kdy byl královský egyptský loket vytesán z černé žuly jako metrický standard. Loket byl definován jako délka faraonova předloktí plus šířka jeho paže a tento standard byl dán všem stavitelům v Egyptě. Úspěšnost standardizované délky pro stavbu pyramid je indikována délkami jejich základen, které se neliší o více než 0,05 %.
Jiné civilizace zavedly společné standardy měření, čímž se připojily k římské a řecké architektuře. Kolaps říše a následující temné časy vyvolaly ztrátu znalostí o opatřeních a standardizaci. Přestože místní systémy byly běžné, srovnatelnost byla obtížná, protože mnohé byly neslučitelné. V roce 1196 byly v Anglii vytvořeny délkové standardy a Magna Charta z roku 1215 dokonce obsahovala samostatnou část pro měrné jednotky vína a piva.
Nový čas
Moderní metrologiepochází z francouzské revoluce. Revolucionáři vytvořili jedinou komoru vah a mír, aby sjednotili vše, co bylo možné měřit. Pro výuku této vědy byly sestaveny speciální problémy v metrologii, s jejichž řešením by zpočátku mohli mít potíže i začínající vědci.
V březnu 1791 byl definován standardní metr. To vedlo v roce 1795 k vytvoření desetinného metrického systému, který stanovil standardy pro jiné typy měření. Několik dalších zemí přijalo metrický systém mezi lety 1795 a 1875.
Přestože původním posláním BIPM bylo vytvořit mezinárodní standardy pro měrné jednotky a uvést je do souladu s národními standardy, rozsah působnosti úřadu se díky vědeckému pokroku rozšířil. Nyní zahrnuje elektrické, fotometrické jednotky a etalony pro měření ionizujícího záření. Metrický systém byl modernizován v roce 1960 vytvořením Mezinárodního systému jednotek v důsledku přijetí rezoluce na jedné z tematických mezinárodních konferencí.
Mezinárodní úroveň
Mezinárodní úřad pro váhy a míry (BIPM) definuje metrologii jako vědu o měření. Stanovuje společné chápání jednotek kritických pro lidskou činnost.
Metrologie je rozsáhlý obor, ale lze jej shrnout do tří hlavních činností:
- definice mezinárodně uznávaných měrných jednotek;
- realizace těchto celků v praxi;
- aplikace sledovacích řetězců (spojení s odkazemstandardy).
Tyto koncepty se v různé míře vztahují na tři hlavní oblasti metrologie:
- scientific;
- aplikované, technické nebo průmyslové;
- legislativní.
V různých mezinárodních úřadech se vše, čemu se věnuje metrologie, standardizace a certifikace – úkoly a řešení, vymýšlení nových opatření, zlepšování starých. To vše dělají organizace, aby zajistily standardizaci a certifikaci.
Vědecká metrologie
Vědecká metrologie je spojena s tvorbou měrných jednotek, vývojem nových metod, zaváděním norem a kontrolou jejich dodržování ve všech případech. Patří sem také příprava úkolů a řešení pro standardizaci, certifikaci, metrologii.
Tento typ metrologie je považován za nejvyšší úroveň rozvoje této vědy se snahou o nejvyšší stupeň přesnosti. BIPM spravuje databázi metrologických kalibračních a měřicích schopností a osvědčených ústavů po celém světě. V měření BIPM definoval devět oblastí metrologie, které zahrnují akustiku, elektřinu a magnetismus, délku, hmotnost a související veličiny, fotometrii a radiometrii, ionizující záření, čas a frekvenci, termometrii a chemii.
Poslední události
Vzhledem k nárůstu počtu metrologických úkolů bylo rozhodnuto doplnit metrologii a dostat ji na mezinárodní úroveň. Později byla navržena nová definice základních jednotek SI, která byla oficiálně schválenalistopadu 2018 a účinné od května 2019.
Motivací pro změnu základních jednotek je učinit celý systém odvoditelným z fyzikálních konstant, což vyžaduje odstranění prototypu kilogramů, protože je to poslední artefakt, na kterém závisí definice jednotek. V této nové definici jednotek hraje důležitou roli vědecká metrologie, protože jejich přesná definice vyžaduje přísnou definici fyzikálních konstant.
Praktická a průmyslová metrologie
Aplikovaná, technická nebo průmyslová oblast této vědy se týká aplikace měření na průmyslové a jiné procesy a jejich využití ve společnosti, zajištění vhodnosti přístrojů, jejich kalibrace a kontroly kvality. Vzhledem k úkolům metrologie je průmyslová a aplikovaná metrologie někdy nesprávně ztotožňována s celou touto mnohostrannou vědou, protože ze všech jejích oblastí je pro laika nejpozoruhodnější.
Kvalitativní měření jsou v průmyslu důležitá, protože ovlivňují náklady a kvalitu konečného produktu a 10–15 % výrobních nákladů. Zatímco důraz je v této oblasti metrologie kladen na samotná měření, pro zajištění platnosti je nezbytná kalibrace sledovacího zařízení. Uznání metrologické způsobilosti v průmyslu lze dosáhnout prostřednictvím dohod o vzájemném uznávání, akreditací nebo vzájemného hodnocení. Průmyslová metrologie je důležitá pro ekonomický a průmyslový rozvoj země a její cíle v konkrétní zemi mohou naznačovat její ekonomický status.
Legální metrologie
Při zohlednění všech výše uvedených úkolů metrologie hraje legislativní metrologie velmi pomocnou roli a zde je důvod. Faktem je, že jde o právní podtyp této vědy a týká se činností, které vyplývají z požadavků stanovených zákonem pro přímé měření, zřizování jednotek, přístrojů a metod pro jeho realizaci. Takové právní požadavky mohou vyplývat z potřeby chránit zdraví, veřejnou bezpečnost, životní prostředí, zdanění, ochranu spotřebitele a spravedlivý obchod.
Po celém světě se zakládají tematické organizace věnované tomuto typu metrologie, aby pomohly harmonizovat předpisy napříč národními hranicemi, aby bylo zajištěno, že právní požadavky nebudou bránit obchodu.
