Четверг24 мая
Образование

Метрология. История развития метрологии: причины появления, необходимость, теории, исторические факты и этапы становления науки

14 мая 2018

Без точных наук невозможен технический прогресс. Исследования одной из областей используются практически во всех сферах современной жизни. Речь идет о метрологии.

История развития метрологии берет свое начало со времен Древнего Египта. Тогдашнее стремление египтян стандартизировать размеры строительных материалов легло в основу современной научной отрасли. К слову, не только они предпринимали попытки создавать одинаковые предметы. Например, большинство известных на весь мир памятников греческой архитектуры были построены из стандартных элементов. Принцип стандартизации встречается и в Римской Империи. В истории возникновения метрологии отмечается о строительстве водопроводов с помощью труб одинаковых размеров.

В эпоху повсеместного ремесленничества единые стандарты стали встречаться практически в каждом деле. История метрологии, стандартизации и сертификации активно развивалась в период средневековья. Например, для ткачей и портных были установлены конкретные размеры материалов, количество нитей в основе, общие требования к качеству сырья и т. д.

Как развивалась наука в зарубежных странах

Конкретных данных о развитии метрологии и истории метрологии до второй половины XIX века практически нет. Говорить о метрологии как о самостоятельном научном направлении стали лишь с середины позапрошлого века. В тот период работы по стандартизации выполнялись уже на всех производственных предприятиях.

Благодаря приведению рабочего процесса к единым нормам удалось достичь основной цели, преследуемой предпринимателями – увеличения уровня доходности. Внутризаводская стандартизация проходила этапы становления сначала внутри отдельных цехов, предприятий, но вскоре она приобрела всеобъемлющий характер.

В конце XIX века история развития метрологии и стандартизации уже выходила за рамки национального восприятия. Все больше значения производственная унификация приобретала на международном уровне. Самыми яркими примерами можно назвать следующие:

  • Стандартная резьба Витворта. Впервые была введена в 1891 году в Англии, после чего применять дюймовые размеры стали и в других странах. Замена резьбы Витворта метрической также прошла синхронно в большинстве европейских государств.
  • Ширина железнодорожной колеи. Единые параметры были предложены немцами в 1846 году. Вместе с шириной колеи разработаны стандартизированные сцепные устройства для вагонов.
  • Катаное железо. Справочник с размерами стандартных листов металлопрофилей был издан в Германии в 1869 году.
  • Кирпич. В 1870 году в большинстве европейских стран приняты стандартные размеры строительного кирпича.
история измерений метрология

Несмотря на то что это были первые результаты стандартизации в истории развития мировой метрологии, они имели немалое практическое значение для укрепления промышленных сил каждого из государств, принявшего эти нормы. Благодаря проявлениям типизации в мире начали появляться первые признаки системы, упорядоченности, целостности. Например, в одной только Германии существовало множество типов измерений, причем каждый регион мог иметь отдельную меру веса, длины, высоты, скорости и т. д. С историей развития стандартизации и метрологии здесь появилась единая система измерения.

Единицы измерения в прошлом

Данные критерии устанавливались символически. Так, например, распространенная в странах Европы единица длины «фут» приравнивалась к длине стопы Карла Великого, а «локтю» соответствовала длина скипетра короля Генриха I. При этом поиски более оптимальных единиц измерения не прекращались.

Об известном и применяемом в наши дни «метре» как единице длины впервые услышали во Франции, в далеком 1790 году. Между тем принять в качестве стандарта эту меру длины согласились лишь 17 стран лишь спустя 85 лет. Подписание Метрической конвенции и образование Международного бюро мер и весов стали важным этапом на пути развития метрологии. История возникновения научно-технического прогресса является неотъемлемой частью становления стандартизации.

В конце XIX столетия удалось достичь значительных успехов в создании техники, укреплению позиций промышленных отраслей и концентрации производственных предприятий. На фоне процветания метрологии в технически развитых странах само собой зарождалось стремление к организованной стандартизации, которое чаще всего увенчивалось формированием местных госорганов, занимающихся данным вопросом. Яркий пример – британский Комитет стандартов, созданный в 1901 году. Его основной задачей определялось обеспечение роста экономического могущества Англии посредством подготовки, принятия и внедрения универсальных стандартов на сырьевые материалы, промышленное оборудование, военное снаряжение.

Метрология в военное время

Интенсивная военизация многочисленных держав в начале прошлого века нуждалась в повышении темпов производства вооружений, милитаристического оснащения и боеприпасов. При этом крайне важным на тот момент являлось соблюдение принципов универсальности и взаимозаменяемости. Без введения единых стандартов данная задача могла остаться нерешенной – это основная причина стремительного подъема метрологии.

история создания метрологии

История развития метрологии переживала новый глобальный этап. В период первой мировой войны и после ее окончания были созданы государственные организации по стандартизации в Голландии, Германии, Франции, Швейцарии, Японии и США. Тогда к науке метрологии относились как к инструменту для осуществления целесообразного экономического прорыва. Следом за перечисленными странами национальные структуры были сформированы в Бельгии и Канаде, Австрии, Италии, Венгрии, Австралии, Швеции, Польше и ряде других европейских держав.

Краткая история развития метрологии начала ХХ века неотрывно связана с монополистическим капитализмом, вследствие чего институты стандартизации приобрели международный масштаб. При постоянном расширении межгосударственного товарообмена возникла необходимость более тесного сотрудничества в научно-технических областях, что и послужило причиной основания нью-йоркской Международной ассоциации по стандартизации (ИСА). В начале Второй мировой войны ее работа была приостановлена, а в 1943 году образован Координационный комитет по вопросам стандартизации. Спустя три года эти две организации были объединены в Международную организацию по стандартизации (ИСО). Ее участниками стали 33 государства. На данный момент ИСО – крупнейшая и авторитетная международная научно-техническая организация, членами которой являются более 90 современных держав.

Другие международные организации

Помимо ИСО, вопросами стандартизации занимаются и другие национальные и межправительственные организации. В качестве примера можно указать Европейское объединение угля и стали, которое было сформировано в 1953 году. Не менее известной с истории развития метрологии, стандартизации и сертификации является Координационная комиссия по стали – эта организация разрабатывает промышленные стандарты для стран Европейского Союза.

история метрологии стандартизации и сертификации

В марте 1961 года в ходе проведения парижского совещания, в котором принимали участие представители национальных организаций по стандартизации стран Европы, был образован Комитет европейской координации стандартов. К его задачам отнесли разработку общих метрических единиц и производственно-технических измерений для государств-участников. В состав Комитета входит множество рабочих групп, которые разделяются по различным промышленным отраслям (металлургии, строительству, текстильного производства, машиностроение, судо- и авиастроение, добыча нефти и газа, др.).

Первые стандарты на Руси

Некоторые единицы меры из истории русской метрологии имеют антропологическое происхождение, так как ученые связывают его с особенностями трудовой деятельности человека. Например, жители Киевской Руси использовали такие виды измерений:

  • Вершок – означал верх перста (пальца). Эта мера длины предполагала использование длины верхней фаланги указательного пальца.
  • Пядь – слово произошло от «пять», «пятерня». Речь идет о расстоянии между концом вытянутого указательного и большого пальцев.
  • Локоть – именно такое название имело расстояние от локтя до конца среднего пальца.
  • Сажень – происхождение этого слова связано с глаголом «посягать», «достигать». Эта старорусская единица измерения расстояния была основной мерой длины с 1649 года и приравнивалась 2 метрам 16 см. Во времена правления Николая I длина сажени была изменена и приравнена семи английским футам.
  • Верста – мера длины, равная пятистам саженям. В современной системе измерения одна верста – это расстояние почти в 1067 метров.
история возникновения метрологии

Из употребления указанные меры длины вышли после введения в СССР национальной метрической системы. Упоминаний о каких-либо государственных органах, занимающихся вопросами стандартизации, не имеется в истории метрологии. В Тверской губернии, например, роль метрологической службы частично на себя брали монастыри и церкви, которые применяли и хранили образцовые по тем временам средства измерения. Однако данным сведениям нет официального подтверждения.

Зарождение стандартизации в доимперский период

Первая официальная информация из истории развития метрологии в России относится к годам правления царя Ивана Грозного. В середине XVI века специальным указом правителя были приняты стандартные размеры пушечных ядер. Царский указ определял также калибры для подтверждения этих размеров. Документ регламентировал правила хранения боеприпасов, способы перевода прежней меры объема сыпучих тел в соответствии с новыми требованиями. С образцовых единиц снимали копии, которые сберегались в централизованных хранилищах. Все это позволяет говорить о действующей при царе Иване Грозном системе единства измерений и государственной метрологии.

История развития метрологии середины XVII века отражается в Статьях Соборного уложения, а также Таможенном и Новоторговом уставах. Среди всех стандартизирующих документов эти являлись наиболее значимыми, так как устанавливали соответствие старорусских мер английскому фунту. Столичные указы, подразумевающие введение общей системы измерения в стране, отправлялись в уезды и губернии одновременно с контрольными образцами, за предумышленную порчу которых человеку грозило суровое наказание, не исключалась даже смертная казнь.

Надзорными органами, которые следили за исполнением указа и проводили проверки, были назначены два московских учреждения – так называемая Померная изба и Большая таможня. Эти структуры также занимались решением споров и конфликтов, возникавших в ходе торговых операций. В периферийной части государства контроль за соблюдением указа был поручен воеводам и персоналу земских изб, старостам.

Стандарты в Российской империи Петра Великого

С этого момента начинается совершенно другой этап истории метрологии. Создание таблиц мер, наглядно демонстрирующих соотношение между русскими и зарубежными единицами измерения, послужило мощным толчком к развитию имперской стандартизации. Немаловажную роль в развитии научной и практической составляющей метрологии сыграло разрешение Петра I на обращение в России мер веса и длины, употреблявшихся англичанами (футы, дюймы). Особо широкую популярность они получили на флоте и в кораблестроении.

Вопросами единства мер и стандартизированного обслуживания в производственно-торговой сфере было поручено Коммерц-коллегии. Новыми функциями были наделены Адмиралтейств-коллегии, которые теперь должны были заботиться о правильном использовании угломерных приборов, мерил, компасов и прочих приспособлений. Берг-коллегия занималась измерением границ для добычи сырья, используемого в горной промышленности, чеканке монет и пр.

история метрологии тверской губернии

Огромное значение в истории и развитии науки метрологии приобрела Петербургская академия наук. Заведение, основанное в 1725 году, расширило сферу деятельности и начало заниматься стандартизацией временных отрезков, угловых единиц, температурных показателей. Научно-исследовательское учреждение обладало в своем распоряжении всеми необходимыми образцами, в частности, эталонными копиями фунта.

Постепенно в государстве возникала надобность в создании централизованного руководящего центра, координирующего вопросы метрологии и стандартизации по всей стране. Таковым выступила Комиссия весов и мер в 1736 году. Ее председателем стал бывший глава Монетного двора – граф Головкин М. Г., а его правой рукой стал Л. Эйлер. Исходной мерой длины комиссия определила деревянную сажень и медный аршин, а в качестве мерника жидкостей принято ведро. Весомым шагом в работе Комиссии стало установление русского образцового фунта. Деятельность структуры длилась более 11 лет. Не менее важным результатом работы Комиссии стало изготовление бронзовой гири, покрытой позолотой – изделие приобрело статус узаконенного государственного эталона в измерении веса на Руси. Этот фунт, соответствующий весу гири, оставался единственным образцом в стране на протяжении нескольких десятилетий.

Новая история становления метрологии в России

Имперским указом 1835 года, определявшим систему меры и веса в Российской Империи, утверждались эталоны массы, длины. К ним относилась платиновая сажень, приравненная к семи футам англичан, платиновый фунт, не отличавшийся по весу от бронзового золоченого аналога.

Многие ученые-метрологи связывают 1842 год с момент фактического возникновения метрологии в России. История науки в ее современном понимании берет отсчет с открытия первого централизованного учреждения на территории Петропавловской крепости – Депо образцовых мер и весов. Здание этого государственного органа отличал повышенный уровень безопасности. По словам строителей, Депо не были страшны никакие пожары. Здесь не только хранились эталонные подлинники, образцы зарубежных мер длины и веса, но и производились копии для пользования на местах, осуществлялась поверка и сличение отечественных подлинников с зарубежными. На данный момент шаблонные изделия сберегаются в петербургском музее Д. И. Менделеева. Деятельность Депо регламентировалась специальным положением, принятым в том же 1842 году. Документ заложил основы стандартизации и обеспечения одинаково точных измерений.

Кстати, данный период в истории науки метрологии подробно описан в капитальном труде Петрушевского, который называется «Общая метрология». Книга была издана в 1849 году и удостоена Демидовской премии императорской Академии наук.

Метрология Менделеева

Ощутимый прогресс в научном развитии стандартизации произошел в период управления Депо Д. И. Менделеевым. Ученый, который внес огромный научный вклад в отечественной физике, химии, экономике, геологии и приборостроении, сумел вывести работу в организации на новый уровень.

В 1893 г. Депо образцовых мер и весов было реорганизовано в Главную палату мер и весов. Данная структура приобрела официальный статус одного из первых в мире научно-исследовательских учреждений метрологического профиля. Под руководством Д. И. Менделеева был проведен огромный объем работы по созданию русской системы эталонов и их соотношению с иностранными метрическими параметрами. Менделеев в истории возникновения метрологии способствовал реализации широких программ научных исследований в области стандартизации. Причем научные работы по метрологии самого ученого не утратили своей актуальности и сегодня. Не случайно Дмитрий Иванович во всем придерживался принципов, согласно которым наука начинается тогда, когда имеет место единица меры.

история развития метрологии стандартизации

Научное кредо Менделеева и в наши дни предопределяет роль и место математики, физики, химии, метрологии в системе естественных наук. Именно Менделеев заложил правильный вектор ориентации изучения вопросов стандартизации, сформировал нетипичный до того времени стиль исследовательской и практической деятельности, который на долгие годы определил направления для развития отечественной метрологии, обеспечив ей авторитет на международной арене.

Но даже Менделееву не удалось достичь полноценного внедрения в России удобной и единой метрической системы. В тот период, когда Депо образцовых мер и весов возглавлялось ученым, эталонные меры использовались лишь отчасти, параллельно с устаревшими дюймовыми системами. Подобное положение дел мешало нормальному развитию производства, тормозило и усложняло промышленные, внешнеэкономические и научно-технические наработки. И если в Санкт-Петербурге новые системы использовались повсеместно, то в провинциальных областях не могло идти и речи о фактическом прорыве в истории метрологии. В Тверской губернии, а также в Курской, Тамбовской и Воронежской, первые палатки с весами и мерными копиями были открыты уже после смерти Менделеева.

Начальный этап развития современной стандартизации

Ощутимые изменения в сфере стандартизации и метрологии произошли после государственного переворота. Совет Народных Комиссаров придал юридической силы декрету, который фактически подразумевал обязательное введение Международной метрической системы мер и весов с 1918 года.

Последующее десятилетие было посвящено реальному внедрению комплекса мер и осуществлению мероприятий по учреждению государственного метрологического органа. Поскольку в условиях Гражданской войны, голода и разрухи достаточно тяжело было добиться контроля над выполнением Декрета, была введена принудительная всероссийская поверка мер, изменены положения о Главной палате мер и весов, появились фиксированные таксы сборов за поверку и др. В процессе метрологического реформирования большевики:

  • разработали, изготовили и заменили десятки миллионов гирь и линейных мерил;
  • создали сеть поверочных учреждений в каждом советском городе, что сделало доступным их клеймение и поверку;
  • предоставили исходные эталонные средства для оснащения каждого из учреждений;
  • проработали весь технический документооборот, реорганизовали измерительные отделы промышленных предприятий, наладили процесс производства инструментария;
  • провели пропаганду метрической системы, обучили население ее использованию путем издания ознакомительных брошюр и пособий.

Роль стандартизации во второй половине прошлого века

Великая Отечественная война подтвердила достойный уровень метрологического обеспечения в инженерно-технической отрасли и экономической сфере Советского Союза. Вызванное переводом на военные рельсы перебазирование и смена производственной профильности множества промышленных предприятий сопрягалось с изменением всей номенклатуры изделий. Но несмотря на глобальность и молниеносность перемен существенных нарушений в системе единства измерений и взаимозаменяемости не возникло.

В послевоенный период была создана и запущена Государственная система стандартизации (ГСС), которая подвергалась неоднократным преобразованиям, но остается действующей по сей день. В рамках ГСС регламентируется ряд организационных принципов и условий, связанных со структурой метрологической службы и Госстандартом СССР. К 1973 году метеорологи имели порядка 250 территориальных представительств и институтов с централизованным управлением Госстандарта в каждой из социалистических республик.

краткая история развития метрологии

Знаменательным событием в истории создания метрологии современной России стало принятие Федерального Закона «О стандартизации» в 1993 году. Данный документ установил способы защиты интересов потребителей путем проектирования и внедрения ГОСТов. С приобретением этим законодательным актом юридической силы произошел переход от обязательного соблюдения стандартов, установленных порядками СССР, к частично рекомендуемым требованиям. Данная тенденция просуществовала ровно 10 лет. В 2003 году начался переход к добровольной системе стандартизации. Принятие данного документа привело к началу процесса перестройки действующей системы стандартизации, которая препятствовала России вступить в ВТО и не позволяла устранить технические барьеры в производстве.

Система измерения в истории метрологии претерпела массу изменений, но, несмотря на все сложности, которые сопутствовали в разные периоды становления этой научной отрасли, использование стандартизированной системы сыграло решающую роль в развитии национальных и международных метрологических институтов.

Источник: fb.ru
Комментарии
Ваше имя:
Комментарий:
Введите символы: *
captcha
Обновить

Похожие материалы
История Череповца: исторические факты и легенды о городе Образование
История Череповца: исторические факты и легенды о городе

Череповец по праву считается крупным городом Вологодской области. Это город металлургов и промышленников. Казалось бы, он создан, чтобы стать одним из урбанистических центров России. Однако история Череповца началась ...

Цервицит: причины появления и симптомы развития болезни Здоровье
Цервицит: причины появления и симптомы развития болезни

Цервицит – распространенное заболевание шейки матки и ее нижних отделов, выступающих во влагалище. Оно имеет инфекционную природу и из-за особенностей протекания часто остается непролеченным.  Подобная ситу...

Целлюлит: стадии развития, причины появления и особенности лечения Красота
Целлюлит: стадии развития, причины появления и особенности лечения

Как известно, большинство женщин стремятся отлично выглядеть, следят за своей внешностью и стройностью фигуры. Но вдруг внезапно появляется он – целлюлит… Стадии этого заболевания рассмотрим подробнее.

Уральские франки: история, причина появления и интересные факты Новости и общество
Уральские франки: история, причина появления и интересные факты

Мало кто слышал о такой экзотической валюте, как уральские франки. Тем не менее в начале 90-х прошлого столетия банкноты были напечатаны, и даже было получено разрешение от правительства РФ на введение их в оборот. Да...

Пословицы о работе: история и причины появления, структура и композиционные особенности Новости и общество
Пословицы о работе: история и причины появления, структура и композиционные особенности

Пословицы о работе - это совершенно особенный вид литературного творчества. И, надо сказать, один из самых древних. Что же это за пословицы? Когда они появились, почему так прочно вошли в наш обиход?

История электричества в России: появление и развитие Образование
История электричества в России: появление и развитие

Появлению современных методов использования электричества предшествовал целый ряд открытий в физике и инженерном деле, разбросанных во времени на протяжении нескольких столетий. Наука оставила нам дюжину имен, причаст...

Теория общественного договора - ее суть и история развития Образование
Теория общественного договора - ее суть и история развития

Теория общественного договора, появившаяся в эпоху философии просвещения, говорит о том, что такому общественному механизму как государство предшествовало естественное состояние человека. Передовые философы того време...

Неисправности ВАЗ-2110: нет искры. Инжектор 8 клапанов: возможные причины появления проблемы Автомобили
Неисправности ВАЗ-2110: нет искры. Инжектор 8 клапанов: возможные причины появления проблемы

Все возможные поломки автомобилей ВАЗ-2110 условно делятся на три вида. Это проблемы в системе подачи топлива, различные сбои в электронике и электрике, а также более глобальные неприятности (ДВС, коробка). Если в маш...

Lincoln - автомобильная марка: возникновение, история, развитие Автомобили
Lincoln - автомобильная марка: возникновение, история, развитие

Американские автомобили зарекомендовали себя как достаточно надежные, неприхотливые машины. На мировом рынке железные мустанги занимают заслуженную экономическую нишу. Бесспорно, что спрос на эти автомобили растет еже...

Все модели Автомобили
Все модели "Ниссан": история развития бренда

Компания Nissan начала свою деятельность с основания завода, который специализировался на сборке автомобилей. Его открытие состоялось в 1911 г. в Токио. Первой моделью стал небольшой автомобиль Dat Car.Официаль...