05.11.15 – метрология и метрологическое обеспечение (технические науки)

Приказ Высшей аттестационной комиссии Республики Беларусь от от 25.01.2017   № 12

 

ЦЕЛЬ ПРОГРАММЫ-МИНИМУМ

Формирование у соискателя ученой степени (далее соискателя) углубленных знаний в области теоретической, законодательной и прикладной метрологии, а также современных тенденций их развития.

В результате изучения указанных материалов соискатель должен:

  • знать теоретические основы создания систем физических величин и их единиц; принципы обеспечения единства измерений; метрологические задачи и методы их решения, включая экспериментальные и аналитические исследования; систему обеспечения единства измерений и ее нормативные основы; основные метрологические мероприятия, их состав и содержание; систему надзора за техническими нормативными правовыми актами и средствами измерений; основы международного сотрудничества в области метрологии;
  • уметь формулировать и решать типовые метрологические задачи; строить метрологические модели и осуществлять анализ метрологических мероприятий; проводить аналитические и экспериментальные метрологические исследования; осуществлять математическую обработку результатов прямых и косвенных измерений, оценивать значения погрешностей и неопределенности; проектировать и организовывать работы по обеспечению единства измерений;  анализировать показатели качества средств измерений и мероприятий, направленных на обеспечение единства измерений;  организовывать метрологический контроль и надзор.

Требования к знаниям, умениям и навыкам аспиранта (соискателя)

Соискатель должен показать на экзамене профессиональные знания по соответствующим разделам науки, владение теоретическим аппаратом и современными методиками расчета и исследований.

СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ-МИНИМУМ

Раздел 1. Теоретическая метрология

Тема 1.1. Величины как измеряемые свойства

Ключевые слова: измерение, свойство, величина, шкала, значение величины, единица измерений

Свойства объектов, возможности оценивания свойств, инструментальное и экспертное оценивание, физические и нефизические величины. Методы оценивания (измерения) свойств. Виды шкал: шкалы наименований, порядка, интервалов, отношений и абсолютная. Условные шкалы. Аксиоматика шкал и их применение в метрологии.

Понятие физической величины (величины) как измеряемого свойства. Значение, размер, размерность величины. Истинное значение величины. Системы величин и принципы их построения. Единицы величин, основные и производные единицы, механизмы образования производных, кратных и дольных единиц. Международная система единиц (SI). Внесистемные единицы. Единицы измерений, допущенные к применению на территории Республики Беларусь.

Тема 1.2. Измерения величин

Ключевые слова: вид измерений, метод измерений, процесс измерения, измерительная задача

Понятие измерения и его модели. Элементы процесса измерения (оператор, объект, спецификация измеряемой величины, оборудование, метод, время, измерительная процедура и т.д.) как источники получения измерительной информации и одновременно как источники потерь ее качества. Функциональные взаимосвязи результатов измерений с результатами контроля, испытаний, диагностики, учета и т.д. Область, вид, подвид измерений. Виды измерений: прямые и косвенные, абсолютные и относительные, совокупные и совместные, статические и динамические, однократные и многократные, технические и метрологические. Понятие принципа и метода измерений. Методы измерений: непосредственной оценки, метод сравнения с мерой и его разновидности. Качество измерений и его показатели: единство, точность, правильность, прецизионность, экономичность, безопасность, достоверность, представительность. Моделирование процесса измерения. Выбор методов и средств измерений в зависимости от поставленной измерительной задачи.

Тема 1.3. Средства измерительной техники

Ключевые слова: средство измерений, метрологическая характеристика, погрешность

Средства измерительной техники и их совокупности (средства измерений, измерительные системы, измерительные установки), измерительные принадлежности, измерительные устройства. Виды средств измерений. Технические и метрологические характеристики средств измерений. Понятие класса точности средства измерений. Измерительное оборудование.

Тема 1.4. Оценивание точности и анализ результатов измерений

Ключевые слова: Результат измерения, точность, погрешность, неопределенность, оценивание точности

Результат измерения как реализация случайной величины (ее аппроксимация) к описанию результата измерения. Законы распределений случайных величин. Характеристики погрешности измерений и формы их представления. Методы комплексирования погрешностей. Статистическая обработка результатов прямых и косвенных измерений. Количественные меры неопределенности. Оценивание стандартных неопределенностей по типу А и по типу В. Комбинированная неопределенность. Расчет суммарной стандартной и расширенной неопределенности.

Правильность и прецизионность как показатели точности результатов и методов измерений. Внутрилабораторные и межлабораторные оценочные эксперименты: цели, организация.

ЛИТЕРАТУРА К РАЗДЕЛУ 1

Основная литература:

1. Брюховец, А.А. Метрология: учебник / А.А.Брюховец [и др.]; под общ. ред. С.А.Зайцева. – М.: ФОРУМ, 2009. - 464 c.

2. Захаров, И.П. Теория неопределенности в измерениях. Учеб.пособие / И.П.Захаров, В.Д. Кукуш - Харьков, Консум, 2002 – 256 с.

3. Основы математической метрологии / Э.И. Цветков – СПб.: Политехника, 2005. – 510 с.

4. Сергеев А.Г. Метрология: учебное пособие (для высших и средних специальных учебных заведений) / А.Г.Сергеев, В.В. Крохин. – М.: Логос, 2001. - 375 с.

5. Сергеев, А.Г. Метрология и метрологическое обеспечение: учебник / А.Г.Сергеев. – М.: Высшее образование, 2008. – 575 с.

6. Цветков, Э.И. Основы математической метрологии / Э.И. Цветков – СПб.: Политехника, 2005. – 510 с.

7. Шишкин, И.Ф. Теоретическая метрология: Учебник для вузов / И.Ф.Шишкин – М.: Изд-во стандартов, 1991. – 492 с.

Дополнительная литература:

1. Артемьев Б.Г. – Справочное пособие для работников метрологических служб/ Артемьев, Б.Г., Голубев, С.М.; . - Москва: Издательство стандартов. – 528 с.

2. Гусинский, А.В. Введение в статистическую метрологию: монография. В 2 ч. /А.В. Гусинский, Г.А. Шаров, А.М. Кострикин. – Минск: Бестпринт, 2009.

3. ISO/IEC Guide 98-3:2008, Uncertainty of measurement — Part 3: Guide to the expression of uncertainty in measurement.

4. Краткий справочник метролога / Л.Н.Брянский, А.С. Дойников. - Москва: Издательство стандартов, 1991. - 79 с.

5. Метрология. Основные понятия и математические модели / Н.Г.Назаров. Москва: 2002. – 243 с.

6. Серенков П.С., Савкова Е.Н. Концепция измерений с использованием процессного подхода. Материалы международной научно-технической конференции «Материалы, оборудование и ресурсосберегающие технологии». 17-18 апреля 2008 г. Часть 3. Могилев, Государственное учреждение высшего профессионального образования «Белорусско-российский университет», – с. 246-247.

7. Теория вероятностей и математическая статистика. Базовый курс с примерами и задачами. Учеб.пособие / А.И. Кибзун [и др.] Москва: ФИЗМАТЛИТ.2002. 224 с.

8. Теория вероятностей и математическая статистика: Учеб. пособие для вузов/В.Е. Гмурман. - 9-е изд., стер. –М.: Высш. Шк., 2003. –  479 с.: ил.

9. Трансформирование распределений с использованием метода Монте-Карло. Приложение 1 к Руководству по выражению неопределенности измерения.

Раздел 2. Законодательная метрология

Тема 2.1. Обеспечение единства измерений

Ключевые слова: единство измерений, система обеспечения единства измерений, государственное регулирование, государственное управление

Законодательство Республики Беларусь об обеспечении единства измерений. Основные цели и принципы обеспечения единства измерений. Система обеспечения единства измерений (СОЕИ) Республики Беларусь и сферы ее действия в областях законодательной, фундаментальной (теоретической) и практической (прикладной) метрологии. Организационная структура СОЕИ, основные цели, объекты, принципы и задачи.

Органы, осуществляющие государственное регулирование и управление в области обеспечения единства измерений, и их полномочия.

Тема 2.2. Метрологический контроль и государственный метрологический надзор

Ключевые слова: метрологический контроль, метрологический надзор, утверждение типа, метрологическая аттестация, поверка, калибровка, методика выполнения измерений

Утверждение типа средств измерений. Правила проведения работ.  Государственные испытания средств измерений.  Государственный реестр средств измерений Республики Беларусь. Порядок признания результатов испытаний и утверждения типа.  Метрологическая аттестация средств измерений. Поверка средств измерений. Калибровка средств измерений. Метрологическое подтверждение пригодности методик выполнения измерений (МВИ. Стандартизация и требования к точности МВИ. Сущность и методы метрологического подтверждения МВИ. Признание результатов метрологического контроля.

Сфера законодательной метрологии. Объекты государственного метрологического надзора. Методы контроля, применяемые при государственном метрологическом надзоре.

Порядок проведения экспериментальной проверки качества выполнения измерений. Реализация результатов государственного метрологического надзора.

Тема 2.3. Метрологическая прослеживаемость результатов измерений

Ключевые слова: метрологическая прослеживаемость, эталон, стандартный образец, поверочная схема, иерархия калибровки

Метрологическая прослеживаемость к единице измерений. Понятие эталона. Виды и соподчиненность эталонов. Метрологические, технические и экономические требования к эталонам Эталонная база Республики Беларусь. Стандартные образцы и их назначение. Классификация стандартных образцов. Сертифицируемые параметры и способы их нормирования. Поверочные схемы и иерархии калибровок как цепи метрологической прослеживаемости. Принципы их построения.

Тема 2.4. Аккредитация измерительных лабораторий

Ключевые слова: аккредитация, измерительная лаборатория, система менеджмента лаборатории

Сущность и назначение аккредитации. Национальная система аккредитации Республики Беларусь, ее организационная структура, объекты, основные функции и задачи. Виды и основные этапы аккредитации. Принятие решения по аккредитации и регистрация ее результатов.

Понятие и функции аккредитованной лаборатории. Общие требования к компетентности аккредитованной поверочной и калибровочной лаборатории. Порядок работы с субъектами проверки. Организационная структура, система менеджмента лаборатории. Управление документацией. Технические требования.

Тема 2.5. Обеспечение качества результатов измерений

Ключевые слова: система управления измерениями, валидация, верификация

Требования к подтверждению пригодности методов измерений при поверках и калибровках. Определение и сущность валидации и верификации методов измерений. Показатели методов измерений, определяемые при валидации. Способы валидации и верификации.

Тема 2.6. Международное сотрудничество Республики Беларусь в области обеспечения единства измерений

Ключевые слова: международное сотрудничество, признание результатов и методов измерений, сертификат, свидетельство, реестр

Международное Бюро мер и весов (МБМВ). Международная организация законодательной метрологии (МОЗМ). Международная организация по аккредитации лабораторий. Международная электротехническая комиссия (МЭК). Международная организация по клинической химии (МФКХ). Международная организация законодательной метрологии (МОЗМ). Международный союз по чистой и прикладной физике (ИЮПАП). Международный союз по чистой и прикладной химии (ИЮПАК) и др.

Евро-Азиатское сотрудничество государственных метрологических учреждений (КООМЕТ). Европейская организация национальных метрологических институтов. Европейское сотрудничество по эталонам (Евромет). Европейское общество по аналитической химии (EURACHEM). CITAC (Международное сотрудничество по прослеживаемости измерений в аналитической химии). Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации (МГС) Содружества Независимых Государств (СНГ).

ЛИТЕРАТУРА К РАЗДЕЛУ 2

Основная литература

1. Закон Республики Беларусь об обеспечении единства измерений от 5 сентября 1995 г. N 3848-XII (в ред. Законов Республики Беларусь от 20.07.2006 N 163-З, от 09.11.2009 N 53-З, от 04.01.2010 N 109-З).

2. ГОСТ 8.009-84 ГСИ. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений.

3. ГОСТ 8.010-2013 ГСИ. Методики выполнения измерений.

4. ПМГ 06-2001 Правила по межгосударственной стандартизации. Порядок признания результатов испытаний и утверждения типа, поверки, метрологической аттестации средств измерений.

5. СТБ 941.3-1993 Общие требования к технической компетентности поверочных и испытательных лабораторий

6. СТБ ИСО 9000-2006 Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь.

7. СТБ ISO 9001-2009 Системы менеджмента качества.

8. СТБ ИСО/МЭК 17025-2007 Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий.

9. ТКП 8.000-2012 (03220) Технический кодекс установившейся практики. Система обеспечения единства измерений Республики Беларусь. Основные правила организации и функционирования.

10. ТКП 8.001-2012 (03220). Технический кодекс установившейся практики. Система обеспечения единства измерений Республики Беларусь. Государственные испытания средств измерений. Правила проведения работ.

11. ТКП 8.002-2012 (03220) Технический кодекс установившейся практики. Система обеспечения единства измерений Республики Беларусь. Эталоны единиц величин. Порядок разработки, утверждения, регистрации, хранения и применения.

12. ТКП 8.003-2011 (03220) Технический кодекс установившейся практики. Система обеспечения единства измерений Республики Беларусь. Поверка средств измерений. Правила проведения работ.

13. ТКП 8.004-2012 (03220) Технический кодекс установившейся практики. Система обеспечения единства измерений Республики Беларусь. Метрологическая аттестация средств измерений. Правила проведения работ.

14. ТКП 8.005-2012 (03220) Система обеспечения единства измерений Республики Беларусь. Стандартные образцы. Основные положения. Порядок разработки, утверждения, регистрации и применения.

15. ТКП 8.006-2011 (03220) Система обеспечения единства измерений Республики Беларусь. Метрологическое подтверждение пригодности методик выполнения измерений. Правила проведения работ.

16. ТКП 8.014-2012 (03220) Технический кодекс установившейся практики. Система обеспечения единства измерений Республики Беларусь. Калибровка средств измерений. Правила проведения работ.

Дополнительная литература

1. ISO/IEC Guide 98-3:2008 Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения.

2. JCGM 102:2011 Оценка данных измерения. Приложение 2 к GUM. Модели с любым числом выходных величин.

3. ILAC-G5:1994 Guidelines for calibration and maintenance of test and measuring equipment.

4. IEC 60300-2:2004 Dependability management - Part 2: Guidelines for dependability management.

5. ГОСТ Р 54500.3.2-2013 Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения. Дополнение 2. Обобщение на случай произвольного числа выходных величин.

6. Международный словарь по метрологии. Основные и общие понятия и соответствующие термины (пер. с англ. и фр.). Изд. 2-е, испр. — СПб.: НПО "Профессионал", 2010. — 82 с.

7. МИ 1317-2004 Рекомендация. Государственная система обеспечения единства измерений. Результаты и характеристики погрешности измерений. Формы представления. Способы использования при испытаниях образцов продукции и контроле их параметров.

8. Р 50.2.038-2004 Измерения прямые однократные. Оценивание погрешностей и неопределенности результата измерений.

9. Руководство ЕВРАХИМ/СИТАК Количественное описание неопределенности в аналитических измерениях - 2-е издание, 2000, перевод с английского Р.Л. Кадиса, Г.Р. Нежиховского, В.Б. Симина под общей редакцией Л.А. Конопелько, Санкт-Петербург: ВНИИМ им. Д.И, Менделеева, 2002.

10. СТБ ИСО 5725-1-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Общие принципы и определения.

11. СТБ ИСО 5725-2-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 2 Основной метод определения повторяемости и воспроизводимости стандартного метода измерений.

12. СТБ ИСО 5725-3-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 3. Промежуточные показатели прецизионности стандартного метода измерений.

13. СТБ ИСО 5725-4-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 4. Основные методы определения правильности стандартного метода измерений.

14. СТБ ИСО 5725-5-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 5. Альтернативные методы определения прецизионности стандартного метода измерений.

15. СТБ ИСО 5725-6-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике.