dnes je 30.6.2025
Input:

Metrologie v systému řízení kvality

12.10.2009, , Zdroj: Verlag Dashöfer

8.2.2
Metrologie v systému řízení kvality

Ing. Petr Koška, Ph.D.

Úvod

Úloha a přínos metrologie pro procesy realizace produktu je zvláště v některých oborech nezastupitelná. Metrologie je přitom daleko náročnější na technické i legislativní znalosti o provádění správných a průkazných měření než řada jiných procesů v systému managementu organizace.

Věda a měření

Metrologie je podle mezinárodního metrologického slovníku VIM ("Vocabulaire Inernational de Metrologie“ vydaný Mezinárodní organizací legální metrologie OIML) definována jako věda o měření, tedy souhrn všech znalostí souvisejících s měřením. Metrologie zahrnuje jak aspekty teoretické, tak praktické, vztahující se k měření, bez ohledu na úroveň jejich přesnosti a bez ohledu na oblast vědy a techniky, kde se příslušné problémy řeší. Mezinárodní metrologie má celosvětově neustále rostoucí význam a je dnes chápána jako souhrn všech znalostí a činností, souvisejících s měřením. Název vznikl spojením dvou řeckých slova "metron“ = míra a "logos“ = slovo, v přeneseném významu věda.

Do ČSN bylo vydání VIM zavedeno od 1. 5. 1992 jako dnes již zrušená norma ČSN 01 0115: "Názvosloví v metrologii“.

Hlavním cílem metrologie je zabezpečování jednotnosti a přesnosti měření. Metrologie se člení do tří skupin s různým cílem, stupněm složitosti, oblastí použití a s různými nároky na přesnost. Jsou to:

Vědecká metrologie

  1. Vědecká/fundamentální metrologie; tato část se zabývá organizací a vývojem etalonů a jejich uchováváním (nejvyšší úroveň, je základem metrologického systému). Zabývá se soustavou měřicích jednotek, realizací jejich etalonů, soustavou fyzikálních konstant, metodami měření. Tato oblast metrologie má charakter vědeckého výzkumu, a věnují se jí specializované laboratoře v podmínkách Českého metrologického institutu, které zpravidla rozvíjejí a uchovávají státní etalony a prezentují nejlepší schopnosti kalibrace a měření (CMC) v příslušném oboru. Je sledován stav techniky ve světě, laboratořím v příslušném oboru je poskytována prostřednictvím ČMI metodická pomoc. Oblast fundamentální metrologie a její rozvoj je také součástí mezinárodní spolupráce.

    Legální metrologie

  2. Legální metrologie se zabývá přesností měření tam, kde tato měření mají vliv na průhlednost a důvěryhodnost ekonomických transakcí, bezpečnost a ochranu zdraví osob, ochranu životního prostředí a jiné obecné zájmy. Jejím cílem je chránit občany před důsledky špatného (ať už záměrně či nevědomě) měření v uvedených oblastech. Služby legální metrologie zabezpečuje rovněž ČMI. Prostředky zabezpečení těchto zájmů jsou stanovení zákonných měřicích jednotek a požadavků na měřidla, metody měření a zkoušení. Jde o:

    • schvalování typu měřidel,

    • ověřování stanovených měřidel,

    • metrologickou kontrolu hotově baleného zboží,

    • registraci subjektů, vyrábějících, opravujících nebo provádějících montáž stanovených měřidel,

    • organizaci a hodnocení mezilaboratorních porovnávacích zkoušek,

    • metrologický dozor,

    • přípravu nižších metrologických předpisů,

    • mezinárodní spolupráci v oblasti legální metrologie,

    • posuzování způsobilosti subjektů k autorizaci pro ověřování stanovených měřidel a způsobilosti subjektů pro autorizaci k úřednímu měření,

    • certifikaci personálu.

    Průmyslová metrologie

  3. Průmyslová metrologie; zabývá se správným fungováním měřidel, která se používají v průmyslu a ve výrobních a zkušebních procesech; tedy v běžné praxi nejen výrobních podniků. Průmyslová metrologie se zabývá zajištěním metrologické infrastruktury pro jednotné a správné měření ve výrobě, službách, zkušebnictví a podobně. V této kategorii metrologie jsou soustředěny činnosti spojené s kalibrací pracovních měřidel používaných v praxi. Této oblasti se budeme věnovat podrobněji v kap. Systém managementu měřicích zařízení v podniku příručky.

Základní pojmy v oblasti metrologie

Metrologické veličiny

A. Metrologické veličiny:

Metrologickými veličinami (tedy veličinami měřitelnými) nazýváme všechny veličiny, které lze měřit a zčásti též sčítat. Lze je rozdělit do skupin:

  • veličiny fyzikální,

  • veličiny technické,

  • část veličin početních (k těm je možné přiřadit základní fyzikální konstanty.

K problematice veličin patří také stanovování materiálových (látkových) vlastností konstant. Dále patří do této první skupiny také soustavy jednotek, definice jednotek, jejich značení aj. Realizace jednotek - etalony - se řadí k měřicím prostředkům.

Fyzikální veličiny

Fyzikální veličiny

Pojmem fyzikální veličiny označujeme ty veličiny, které používáme ke kvalitativnímu a kvantitativnímu popisu fyzikálních jevů, stavů a fyzikálních těles. Fyzikální veličiny se zpravidla dělí podle hlavních fyzikálních oborů, i když taková kategorizace není vždy jednoznačná. Např. výkon je možno přiřadit k veličinám mechanickým, elektrickým, magnetickým, akustickým, optickým i jiným. Fyzikální veličiny nemění svůj zásadní charakter, i když je používáme kdekoliv v technické praxi.

Podle norem ČSN ISO řady 31 (viz ČSN ISO 31-0: Veličiny a jednotky. Část 0 - Všeobecné zásady) se dělí veličiny do těchto skupin:

  1. Prostor a čas (ČSN ISO 31-1) (zrušena 1. 5. 2007).

  2. Periodické a příbuzné jevy (ČSN ISO 31-2) (zrušena 1. 5. 2007).

  3. Mechanika (ČSN ISO 31-3) (zrušena 1. 5. 2007).

  4. Teplo (ČSN ISO 31-4).

  5. Elektřina a magnetismus (ČSN ISO 31-5).

  6. Světlo a příbuzná elektromagnetická záření (ČSN ISO 31-6).

  7. Akustika (ČSN ISO 31-7) (zrušena 1. 5. 2007).

  8. Fyzikální chemie a molekulová fyzika (ČSN ISO 31-8).

  9. Atomová a jaderná fyzika (ČSN ISO 31-9).

  10. Jaderné reakce a ionizující záření (ČSN ISO 31-10).

  11. Bezrozměrné parametry (matematická znaménka a značky - část 11).

  12. Podobnostní čísla (část 12).

  13. Fyzika pevných látek (část 13).

Pozn.: Zrušené normy jsou postupně nahrazovány normami řady ISO 8000:

  • ČSN ISO 80000-3: Veličiny a jednotky - část 3: Prostor a čas (vydána 4/2007);

  • ČSN ISO 80000-4: Veličiny a jednotky - část 4: Mechanika (vydána 4/2007);

  • ČSN ISO 80000-8: Veličiny a jednotky - část 8: Akustika (vydána 2/2008);

  • ČSN ISO 80000-6: Veličiny a jednotky - část 6: Elektromagnetismus (vydána 1/2009);

  • ČSN ISO 80000-13: Veličiny a jednotky - část 13: Informatika (vydána 3/2009).

Technické veličiny

Technické veličiny

Technickou veličinou označujeme takovou, kterou používáme ke kvalitativnímu a kvantitativnímu popisu fyzikálních jevů, stavů a objektů, definovaných empiricky, resp. konvenčně. Technické veličiny jsou veličinami metrologickými, pokud jsou měřitelné, a lze je stejně jako fyzikální veličiny vyjádřit součinem číselné hodnoty a příslušné jednotky.

Měřicí jednotky

Měřicí jednotky

Měřicími jednotkami rozumíme jednotky výše uvedených měřitelných veličin, zpravidla pak jednotky fyzikálních veličin. V České republice jsou měřicí jednotky stanoveny zákonem č. 505/1990 Sb., v pl. zn., o metrologii, návazně v prováděcí vyhlášce MPO č. 264/2000 Sb., o základních měřicích jednotkách a ostatních jednotkách a o jejich označování, v pl. zn., jsou zde uvedeny jednotky včetně jejich označování.

Soustava jednotek SI

Soustava jednotek SI

Generální konference vah a měr přijala v roce 1960 Mezinárodní systém jednotek, SI. Mezinárodní soustava SI (SI - z francouzského názvu SystŹme International d’Unités) má dvě třídy jednotek:

Základní jednotky (hlavní jednotky základních veličin):

Základní jednotky soustavy SI
Jednotka Značka Veličina
Metr m délka
Kilogram k hmotnost
Sekunda s čas
Ampér A elektrický proud
Kelvin K termodynamická teplota
Mol mol látkové množství
Kandela cd svítivost

Odvozené jednotky

Odvozené jednotky, jichž je nekonečný počet, prakticky několik set (podle norem ISO asi 700), jsou podle definic odvozovány z jednotek základních. Např. metr za sekundu (m/s) pro rychlost, metr na druhou (m2) pro plošný rozsah, metr na třetí (m3) pro objem apod.

Některé odvozené jednotky, častěji používané, mají samostatný název a značku, oboje oficiálně přijaté. Jsou to jednotky pro:

  • absorbovanou dávku,

  • aktivitu,

  • celsiovu teplotu,

  • ekvivalentní dávku,

  • elektrické napětí,

  • elektrickou kapacitu,

  • elektrickou vodivost,

  • elektrický náboj,

  • elektrický odpor,

  • energii, práci, teplo,

  • frekvenci,

  • indukčnost,

  • magnetickou indukci,

  • magnetický indukční tok,

  • osvětlení,

  • sílu, tíhu,

  • světelný tok,

  • tlak, mechanické napětí,

  • výkon.

Doplňkové dvě bezrozměrné jednotky:

  • prostorový úhel,

  • rovinný úhel.

Uvedené jednotky jsou vesměs jednotky hlavní a z nich se dekadicky předepsaným způsobem tvoří násobky a díly. Příslušné předpony jsou:

Násobné jednotky Dílčí jednotky

       
Exponent Název Značka Exponent Název Značka
1021 Zetta Z 10-2 centi c
1018 Exa E 10-3 mili m
1015 Peta P 10-6 mikro m
1012 Tera T 10-9 nano n
109 Giga G 10-12 piko p
106 Mega M 10-15 femto f
103 kio k 10-18 atto a
102 hekto h 10-21 zepto z
101 deka da 10-24 yocto y
100 hlavní
jednotka

Ovlivňující veličiny

Ovlivňující veličiny

Vedle výběru metody měření a přesnosti měřicího přístroje mají na přesnost měřené veličiny vliv také vnější vlivy (tzv. ovlivňující veličiny). Pro přístroje klasifikované třídou přesnosti je vymezuje již sama CSN. Jde o barometrický tlak, vlhkost a teplotu. Při měření stejnosměrných proudů působí termoelektrické napětí, vliv přechodových odporů přepínačů a mechanických spojů a vliv svodových proudů. Při měření střídavých veličin ovlivňují výsledek měření rušivá elektrická a magnetická pole, případně svodové proudy.

Vliv změny teploty se dá omezit důsledným vyrovnáním teploty přístroje na teplotu doporučenou výrobcem, event. teplotu vztažnou, danou např. CSN.

Například na správný chod elektroměrů má velký vliv teplota, kmitočet a velmi důležité je správné nastavení napětí.

Ovlivňující veličina je v podstatě veličina, která není předmětem měření, která…

Nejnovější
více článků
Nejčtenější články
více článků
Nejnavštěvovanější semináře
              Nahrávám...