Metrologie ist die Wissenschaft des Messens. Es schafft ein gemeinsames Verständnis der Einheiten, die für die Messung jeglicher menschlicher Aktivität entscheidend sind.
So komplex die Wissenschaft der Metrologie auch ist, die Aufgaben der Metrologie wurden bereits im 18. Jahrhundert definiert. Dies führte 1795 zur Schaffung des dezimalen metrischen Systems, das eine Reihe von Standards für andere Arten von Messungen festlegte. Mehrere andere Länder übernahmen das System zwischen 1795 und 1875.
Um weltweit einheitliche Standards gemäß der Metric Convention zu schaffen, wurde das International Bureau for Combating Deviations from the System (BIPM) gegründet. Dies führte zur Schaffung des Internationalen Einheitensystems als Ergebnis einer 1960 angenommenen Resolution. Damit sind die Hauptaufgaben der Messtechnik noch globaler geworden. Jetzt ist es eine der Wissenschaften, von denen das Schicksal der Menschheit fast abhängt, weil es die Normen bestimmt, die auf der ganzen Welt angenommen werden.
Aufgaben des Messwesens, der Normung, der Zertifizierung
Diese Wissenschaft ist in drei Haupttypen unterteilt. Der erste ist die Definition von Maßeinheiten (der Berührungspunkt mit der Normung), der zweite die Umsetzung dieser Einheiten in die Praxis. Zu seinen Aufgaben gehört auch eine Art Tracking, das die in der Praxis durchgeführten Messungen mit Referenzstandards verknüpft (Zertifizierung). Spezialisten auf diesem Gebiet werden geschult, um Metrologie-/Zertifizierungsaufgaben zu lösen, die in jeder Anwendung kritisch sind.
Unterfelder
Teilbereiche sind die wissenschaftliche oder grundlegende Metrologie, die sich mit der Festlegung von angewandten, technischen oder industriellen Maßeinheiten befasst, die sich mit ihrer Anwendung auf die Produktion und andere Prozesse in der Gesellschaft befasst, sowie die Gesetzgebung, die Vorschriften und Vorschriften umfasst, Anforderungen an Mittel und Methoden. Metrologie-/Standardisierungsprobleme werden verwendet, um Fachleute in jedem dieser Bereiche auszubilden.
Rechtlicher Aspekt
Jedes Land hat ein nationales Messsystem (NMS) in Form eines Netzwerks von Laboratorien, Kalibrierzentren und Akkreditierungsstellen, die die metrologische Infrastruktur implementieren und unterh alten. NMS beeinflusst, wie Messungen in einem Land durchgeführt werden, sowie ihre Akzeptanz durch die internationale Gemeinschaft, was von großer Bedeutung für die gesamte Gesellschaft ist, einschließlich Wirtschaft, Energie, Umwelt, Gesundheitswesen, Fertigung, Industrie und Verbrauchervertrauen. FürZur Ausbildung von Anfängern in diesem Bereich werden Metrologieaufgaben eingesetzt, mit deren Lösung die Studierenden in der Regel keine Probleme haben.
Der Einfluss dieser Wissenschaft auf Handel und Wirtschaft ist eine der am leichtesten zu beobachtenden sozialen Folgen ihrer weit verbreiteten Einführung. Um einen fairen Handel zu gewährleisten, muss es ein vereinbartes Messsystem geben, das diese Wissenschaft bietet.
Verlauf
Standardisierung ist entscheidend für die Gültigkeit von Messungen. Die erste Aufzeichnung eines dauerhaften Standards wurde 2900 v. Chr. Gemacht. Chr., als die königliche ägyptische Elle als metrischer Standard aus schwarzem Granit geschnitzt wurde. Die Elle wurde definiert als die Länge des Unterarms des Pharaos plus die Breite seines Arms, und dieser Standard wurde allen Baumeistern in Ägypten gegeben. Der Erfolg einer genormten Länge beim Bau von Pyramiden wird durch die Längen ihrer Grundflächen angezeigt, die sich um nicht mehr als 0,05 % unterscheiden.
Andere Zivilisationen führten gemeinsame Maßstäbe ein und orientierten sich an der römischen und griechischen Architektur. Der Zusammenbruch des Imperiums und die darauf folgenden finsteren Zeiten führten zu einem Verlust an Wissen über Maßnahmen und Standardisierung. Obwohl lokale Systeme üblich waren, war die Vergleichbarkeit schwierig, da viele nicht kompatibel waren. 1196 wurden in England Längenstandards geschaffen, und die Magna Carta von 1215 enthielt sogar einen eigenen Abschnitt für Maßeinheiten für Wein und Bier.
Neue Uhrzeit
Moderne Messtechnikstammt aus der Französischen Revolution. Die Revolutionäre schufen eine einzige Kammer mit Gewichten und Maßen, um alles zu vereinen, was gemessen werden konnte. Zur Vermittlung dieser Wissenschaft wurden spezielle Probleme der Metrologie erarbeitet, mit deren Lösung selbst unerfahrene Wissenschaftler zunächst Schwierigkeiten haben könnten.
Im März 1791 wurde das Standardmeter definiert. Dies führte 1795 zur Schaffung des dezimalen metrischen Systems, das Standards für andere Arten von Messungen setzte. Mehrere andere Länder übernahmen das metrische System zwischen 1795 und 1875.
Obwohl die ursprüngliche Aufgabe des BIPM darin bestand, internationale Standards für Maßeinheiten zu schaffen und sie mit nationalen Standards in Einklang zu bringen, hat sich der Aufgabenbereich des Büros aufgrund des wissenschaftlichen Fortschritts erweitert. Jetzt enthält es elektrische, photometrische Einheiten und Standards zur Messung ionisierender Strahlung. Das metrische System wurde 1960 mit der Schaffung des Internationalen Einheitensystems als Ergebnis der Annahme einer Resolution auf einer der thematischen internationalen Konferenzen modernisiert.
Internationales Niveau
Das Internationale Büro für Maß und Gewicht (BIPM) definiert Metrologie als die Wissenschaft des Messens. Es schafft ein gemeinsames Verständnis von Einheiten, die für menschliche Aktivitäten entscheidend sind.
Metrologie ist ein weites Gebiet, aber es kann in drei Hauptaktivitäten zusammengefasst werden:
- Definition international anerkannter Maßeinheiten;
- Umsetzung dieser Einheiten in der Praxis;
- Anwendung von Tracking-Ketten (Assoziation mit ReferenzStandards).
Diese Konzepte gelten in unterschiedlichem Maße für die drei Hauptbereiche der Metrologie:
- wissenschaftlich;
- angewandt, technisch oder gewerblich;
- legislativ.
In verschiedenen internationalen Büros wird alles dem gewidmet, was Metrologie, Normung und Zertifizierung betrifft - Aufgaben und Lösungen, das Erfinden neuer Maßnahmen, das Verbessern alter. All dies wird von Organisationen durchgeführt, um Standardisierung und Zertifizierung sicherzustellen.
Wissenschaftliche Metrologie
Wissenschaftliche Metrologie ist verbunden mit der Schaffung von Maßeinheiten, der Entwicklung neuer Methoden, der Umsetzung von Normen und der Kontrolle ihrer Einh altung in allen Instanzen. Dazu gehört auch die Erarbeitung von Aufgaben und Lösungen für Normung, Zertifizierung, Messtechnik.
Diese Art der Metrologie gilt als höchste Entwicklungsstufe dieser Wissenschaft, die nach höchster Genauigkeit strebt. Das BIPM unterhält eine Datenbank mit metrologischen Kalibrierungs- und Messmöglichkeiten und begutachteten Instituten auf der ganzen Welt. Bei Messungen hat das BIPM neun Bereiche der Metrologie definiert, darunter Akustik, Elektrizität und Magnetismus, Länge, Masse und verwandte Größen, Photometrie und Radiometrie, ionisierende Strahlung, Zeit und Frequenz, Thermometrie und Chemie.
Neueste Ereignisse
Angesichts der steigenden Zahl messtechnischer Aufgaben wurde beschlossen, die Metrologie zu ergänzen und auf internationales Niveau zu bringen. Später wurde eine neue Definition von SI-Basiseinheiten vorgeschlagen, die offiziell genehmigt wurdeNovember 2018 und gültig ab Mai 2019.
Die Motivation für die Änderung der Basiseinheiten besteht darin, das gesamte System von physikalischen Konstanten ableitbar zu machen, was das Entfernen des Kilogrammprototyps erfordert, da es das letzte Artefakt ist, von dem die Einheitendefinitionen abhängen. Die wissenschaftliche Metrologie spielt bei dieser Neudefinition von Einheiten eine wichtige Rolle, da ihre genaue Definition eine strenge Definition physikalischer Konstanten erfordert.
Praktische und industrielle Messtechnik
Der angewandte, technische oder industrielle Bereich dieser Wissenschaft betrifft die Anwendung von Messungen auf industrielle und andere Prozesse und ihre Verwendung in der Gesellschaft, die Gewährleistung der Eignung von Instrumenten, ihre Kalibrierung und Qualitätskontrolle. Angesichts der Aufgaben der Messtechnik wird die industrielle und angewandte Messtechnik manchmal fälschlicherweise mit all dieser facettenreichen Wissenschaft gleichgesetzt, weil sie von allen ihren Bereichen für den Laien am auffälligsten ist.
Qualitative Messungen sind in der Industrie wichtig, da sie die Kosten und die Qualität des Endprodukts und 10-15 % der Produktionskosten beeinflussen. Während der Schwerpunkt in diesem Bereich der Metrologie auf den Messungen selbst liegt, ist die Kalibrierung von Tracking-Geräten notwendig, um die Gültigkeit zu gewährleisten. Die Anerkennung metrologischer Kompetenz in der Industrie kann durch gegenseitige Anerkennungsvereinbarungen, Akkreditierung oder Peer-Review erreicht werden. Die industrielle Messtechnik ist wichtig für die wirtschaftliche und industrielle Entwicklung eines Landes, und ihre Ziele in einem bestimmten Land können auf seinen wirtschaftlichen Status hinweisen.
Gesetzliches Messwesen
Unter Berücksichtigung aller oben genannten Aufgaben des Messwesens spielt das gesetzliche Messwesen eine sehr untergeordnete Rolle, und hier ist der Grund. Tatsache ist, dass es sich um einen rechtlichen Untertyp dieser Wissenschaft handelt und sich um Aktivitäten handelt, die sich aus den gesetzlich festgelegten Anforderungen für die direkte Messung, die Einrichtung von Einheiten, Instrumenten und Methoden zu ihrer Umsetzung ergeben. Solche rechtlichen Anforderungen können sich aus der Notwendigkeit ergeben, die Gesundheit, die öffentliche Sicherheit, die Umwelt, die Besteuerung, den Verbraucherschutz und den fairen Handel zu schützen.
Thematische Organisationen, die sich dieser Art von Metrologie widmen, werden weltweit gegründet, um dazu beizutragen, Vorschriften über nationale Grenzen hinweg zu harmonisieren und sicherzustellen, dass gesetzliche Anforderungen den Handel nicht behindern.
