Metrologija

S Vikipedije, slobodne enciklopedije

Man in white standing in front of a large machine
Naučnik stoji ispred Mikroarcsekundne metrološke naprave (MAM).

Metrologija je nauka o merenju.[1] Ona se bavi mernim jedinicama i njihovim etalonima, merilima i merenjima i obuhvata sve teorijske i praktične probleme koji se odnose na merenja bez obzira na njihovu tačnost.[2] Metrologija takođe obuhvata određivanje fizičkih konstanti i svojstva materijala i materije.[3][4][5] Metrologija se može posmatrati i u zavisnosti od fizičke veličine koju razmatra, kao metrologija dužine, metrologija vremena, metrologija temperature i slično, ili prema oblasti primene, kao tehnička metrologija, astronomska metrologija, medicinska metrologija.

Metrologija je pod dejstvom niza drugih nauka, odnosno oblasti, istovremeno delujući na njih. Porast saznanja iz metrologije vodio je specijalizaciji, tj. razvoju njenih pojedinih delova, npr. metrologija mase, metrologija dužine, metrologija vremena i frekvencije.

Većina metrologa koji se bave istorijatom metrologije vezuje njen početak kao nauke za 18. vek, odnosno za period oko francuske revolucije koja je dala značajan podstrek njenom razvoju. Naime u tom periodu začela se ideja o stvaranju decimalnog metarskog sistema i o usvajanju definicije za jedinicu dužine – metar. Nakon potpisivanja Međunarodne metarske konvencije 20. maja 1875. godine u Parizu, kojoj su tokom vremena pristupile skoro sve razvijene zemlje, metrologija se kao nauka od opšteg interesa ubrzano razvija.

Metrologija je podeljena na tri osnovne aktivnosti koje se preklapaju:[6][7]

  • Definicija mernih jedinica
  • Realizacija ovih mernih jedinica u praksi
  • Sledljivost—povezivanje merenja u praksi sa referentnim standardima

U svakoj zemlji postoji nacionalni merni sistem (NMS) kao mreža laboratorija, kalibracionih objekata i tela za akreditaciju koja implementiraju i održavaju njenu metrološku infrastrukturu.[8][9] NMS utiče na način na koji se merenja vrše u zemlji i na njihovo priznanje od strane međunarodne zajednice, što ima širok uticaj na njeno društvo (uključujući ekonomiju, energiju, životnu sredinu, zdravlje, proizvodnju, industriju i poverenje potrošača).[10][11] Efekti metrologije na trgovinu i ekonomiju su neki od društvenih uticaja koji se najlakše posmatraju. Da bi se olakšala fer trgovina, mora postojati dogovoreni sistem merenja.[11]

Istorija[uredi | uredi izvor]

Sposobnost samo merenja je nedovoljna; standardizacija je ključna da bi merenja bila smislena.[12] Prvi zapis o stalnom standardu nastao je 2900. godine pre nove ere, kada je kraljevski egipatski kubit isklesan od crnog granita.[12] Lakat je bio propisan da bude dužina faraonove podlaktice plus širina njegove ruke, i replike standarda su date graditeljima.[3] Na uspeh standardizovane dužine za izgradnju piramida ukazuju dužine njihovih osnova koje se razlikuju za najviše 0,05 odsto.[12]

Druge civilizacije su proizvele opšte prihvaćene standarde merenja, sa rimskom i grčkom arhitekturom zasnovanom na različitim sistemima merenja.[12] Kolaps carstava i mračno doba koje je usledilo doveli su do gubitka znatnog dela znanja o merenju i standardizaciji. Iako su lokalni sistemi merenja bili uobičajeni, uporedivost je bila teška pošto su mnogi lokalni sistemi bili nekompatibilni.[12] Engleska je 1196. godine uspostavila Asize mera da stvori standarde za merenje dužine, a Magna Karta iz 1215. godine uključivala je deo o merenju vina i piva.[13]

Savremena metrologija ima svoje korene u Francuskoj revoluciji. Sa političkom motivacijom za harmonizaciju jedinica širom Francuske, predložen je standard dužine zasnovan na prirodnom izvoru.[12] U martu 1791. godine definisan je metar.[4] To je dovelo do stvaranja metričkog sistema zasnovanog na decimalnom sistemu 1795. godine, uspostavljajući standarde za druge vrste merenja. Nekoliko drugih zemalja usvojilo je metrički sistem između 1795. i 1875. godine; da bi se osigurala međunarodna usklađenost, Međunarodni biro za tegove i mere (franc. Bureau International des Poids et Mesures, ili BIPM) je osnovan Konvencijom o metru.[3][4] Iako je prvobitna misija BIPM-a bila da stvori međunarodne standarde za merne jedinice i poveže ih sa nacionalnim standardima kako bi se obezbedila usaglašenost, njegov delokrug je proširen na električne i fotometrijske jedinice i standarde merenja jonizujućeg zračenja.[4] Metrički sistem je modernizovan 1960. stvaranjem Međunarodnog sistema jedinica (SI) kao rezultat 11. rezolucije Generalne konferencije o tegovima i merama (franc. Conference Generale des Poids et Mesures, ili CGPM).[5]

Potpolja[uredi | uredi izvor]

Međunarodni biro za tegove i mere (BIPM) definiše metrologiju kao „nauku o merenju, koja obuhvata eksperimentalna i teorijska određivanja na bilo kom nivou neizvesnosti u bilo kojoj oblasti nauke i tehnologije“.[14] Time se uspostavlja zajedničko razumevanje jedinica, ključnih za ljudsku aktivnost.[2] Metrologija je oblast širokog spektra, ali se može sažeti kroz tri osnovne aktivnosti: definisanje međunarodno prihvaćenih mernih jedinica, realizacija ovih mernih jedinica u praksi i primena lanaca sledljivosti (povezivanje merenja sa referentnim standardima).[2][6] Ovi koncepti se primenjuju u različitim stepenima na tri glavne oblasti metrologije: naučnu metrologiju; primenjena, tehnička ili industrijska metrologija i zakonska metrologija.[6]

Naučna metrologija[uredi | uredi izvor]

Naučna metrologija se bavi uspostavljanjem mernih jedinica, razvojem novih mernih metoda, realizacijom mernih etalona i prenosom sledljivosti sa ovih etalona na korisnike u društvu.[2][3] Ova vrsta metrologije se smatra najvišim nivoom metrologije koja teži najvišem stepenu tačnosti.[2] BIPM održava bazu podataka o metrološkoj kalibraciji i mernim mogućnostima instituta širom sveta. Ovi instituti, čije su aktivnosti recenzirane, pružaju osnovne referentne tačke za metrološku sljedivost. U oblasti merenja, BIPM je identifikovao devet metroloških oblasti, a to su akustika, elektricitet i magnetizam, dužina, masa i srodne veličine, fotometrija i radiometrija, jonizujuće zračenje, vreme i frekvencija, termometrija i hemija.[15]

Od maja 2019. nijedan fizički objekt ne definiše osnovne jedinice.[16]] Motivacija u promeni osnovnih jedinica je da se ceo sistem izvede iz fizičkih konstanti, što je zahtevalo uklanjanje prototipa kilograma, jer je to poslednji artefakt od koga zavise definicije jedinica.[17] Naučna metrologija igra važnu ulogu u ovom redefinisanju jedinica, jer su potrebna precizna merenja fizičkih konstanti da bi se dobile tačne definicije osnovnih jedinica. Da bi se redefinisala vrednost kilograma bez artefakta, vrednost Plankove konstante mora biti poznata na dvadeset delova na milijardu.[18] Naučna metrologija je, kroz razvoj Kiblove vage i projekta Avogadro, proizvela vrednost Plankove konstante sa dovoljno niskom nesigurnošću da omogući redefinisanje kilograma.[17]

Pravna metrologija[uredi | uredi izvor]

Zakonska metrologija se „odnosi na aktivnosti koje proizilaze iz zakonskih zahteva i odnose se na mere, merne jedinice, merne instrumente i metode merenja i koje obavljaju nadležni organi“.[19] Takvi zakonski zahtevi mogu proizaći iz potrebe zaštite zdravlja, javne bezbednosti, životne sredine, omogućavanja oporezivanja, zaštite potrošača i pravične trgovine. Međunarodna organizacija za zakonsku metrologiju (OIML) je osnovana da pomogne u harmonizaciji propisa preko nacionalnih granica kako bi se osiguralo da pravni zahtevi ne sprečavaju trgovinu.[20] Ovo usklađivanje osigurava da je sertifikacija mernih uređaja u jednoj zemlji kompatibilna sa procesom sertifikacije u drugoj zemlji, omogućavajući trgovinu mernim uređajima i proizvodima koji se na njih oslanjaju. WELMEC je osnovan 1990. godine da promoviše saradnju u oblasti zakonske metrologije u Evropskoj uniji i među državama članicama Evropskog udruženja za slobodnu trgovinu (EFTA).[21] U Sjedinjenim Državama zakonska metrologija je u nadležnosti Kancelarije za tegove i mere Nacionalnog instituta za standarde i tehnologiju (NIST), koju sprovode pojedine države.[20]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ „What is metrology? Celebration of the signing of the Metre Convention, World Metrology Day 2004”. BIPM. 2004. Arhivirano iz originala 2011-09-27. g. Pristupljeno 2018-02-21. 
  2. ^ a b v g d Collège français de métrologie [French College of Metrology] (2006). Placko, Dominique, ur. Metrology in Industry – The Key for Quality (PDF). ISTE. ISBN 978-1-905209-51-4. Arhivirano (PDF) iz originala 2012-10-23. g. 
  3. ^ a b v g Goldsmith, Mike. „A Beginner's Guide to Measurement” (PDF). National Physical Laboratory. Arhivirano (PDF) iz originala 29. 3. 2017. g. Pristupljeno 16. 2. 2017. 
  4. ^ a b v g „History of measurement – from metre to International System of Units (SI)”. La metrologie francaise. Arhivirano iz originala 25. 4. 2011. g. Pristupljeno 28. 2. 2017. 
  5. ^ a b „Resolution 12 of the 11th CGPM (1960)”. Bureau International des Poids et Mesures. Arhivirano iz originala 14. 5. 2013. g. Pristupljeno 28. 2. 2017. 
  6. ^ a b v Czichos, Horst; Smith, Leslie, ur. (2011). Springer Handbook of Metrology and Testing (2nd izd.). 1.2.2 Categories of Metrology. ISBN 978-3-642-16640-2. Arhivirano iz originala 2013-07-01. g. 
  7. ^ Collège français de métrologie [French College of Metrology] (2006). Placko, Dominique, ur. Metrology in Industry – The Key for Quality (PDF). ISTE. 2.4.1 Scope of legal metrology. ISBN 978-1-905209-51-4. Arhivirano (PDF) iz originala 2012-10-23. g. „... any application of metrology may fall under the scope of legal metrology if regulations are applicable to all measuring methods and instruments, and in particular if quality control is supervised by the state.” 
  8. ^ „National Measurement System”. National Physical Laboratory. Arhivirano iz originala 15. 2. 2017. g. Pristupljeno 5. 3. 2017. 
  9. ^ „The National Quality Infrastructure” (PDF). The Innovation Policy Platform. Arhivirano (PDF) iz originala 6. 3. 2017. g. Pristupljeno 5. 3. 2017. 
  10. ^ „Metrology for Society's Challenges”. EURAMET. Arhivirano iz originala 12. 3. 2017. g. Pristupljeno 9. 3. 2017. 
  11. ^ a b Robertson, Kristel; Swanepoel, Jan A. (septembar 2015). The economics of metrology (PDF). Australian Government, Department of Industry, Innovation and Science. Arhivirano (PDF) iz originala 7. 3. 2016. g. Pristupljeno 9. 3. 2017. 
  12. ^ a b v g d đ „History of Metrology”. Measurement Science Conference. Arhivirano iz originala 1. 3. 2017. g. Pristupljeno 28. 2. 2017. 
  13. ^ „History of Length Measurement”. National Physical Laboratory. Arhivirano iz originala 1. 3. 2017. g. Pristupljeno 28. 2. 2017. 
  14. ^ „What is metrology?”. BIPM. Arhivirano iz originala 24. 3. 2017. g. Pristupljeno 23. 2. 2017. 
  15. ^ „The BIPM key comparison database”. BIPM. Arhivirano iz originala 2013-09-28. g. Pristupljeno 26. 9. 2013. 
  16. ^ Decision CIPM/105-13 (October 2016)
  17. ^ a b „New measurement will help redefine international unit of mass: Ahead of July 1 deadline, team makes its most precise measurement yet of Planck's constant”. ScienceDaily (na jeziku: engleski). ScienceDaily. Pristupljeno 23. 3. 2018. 
  18. ^ Crease, Robert P. (22. 3. 2011). „Metrology in the balance”. Physics World. Institute of Physics. Pristupljeno 23. 3. 2018. 
  19. ^ International Vocabulary of Terms in Legal Metrology (PDF). Paris: OIML. 2000. str. 7. Arhivirano iz originala (PDF) 28. 9. 2007. g. 
  20. ^ a b Sharp, DeWayne (2014). Measurement, instrumentation, and sensors handbook (Second izd.). Boca Raton: CRC Press, Inc. ISBN 978-1-4398-4888-3. 
  21. ^ WELMEC Secretariat. „WELMEC An introduction” (PDF). WELMEC. Arhivirano (PDF) iz originala 28. 2. 2017. g. Pristupljeno 28. 2. 2017. 

Spoljašnje veze[uredi | uredi izvor]

Metrologija na Vikimedijinoj ostavi.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Метрологија&oldid=27385479”