Metrologie is de wetenschap van het meten. Het zorgt voor een gemeenschappelijk begrip van de eenheden die cruciaal zijn voor het meten van menselijke activiteit.
Hoe complex de wetenschap van metrologie ook is, de taken van metrologie werden al in de 18e eeuw gedefinieerd. Dit leidde in 1795 tot de oprichting van het decimale metrieke stelsel, dat een reeks normen vaststelde voor andere soorten metingen. Verschillende andere landen hebben het systeem tussen 1795 en 1875 overgenomen.
Om uniforme wereldstandaarden te creëren in overeenstemming met de Metric Convention, werd het International Bureau for Combating Deviations from the System (BIPM) opgericht. Dit resulteerde in de oprichting van het International System of Units als resultaat van een resolutie die in 1960 werd aangenomen. Zo zijn de hoofdtaken van de metrologie nog globaler geworden. Nu is het een van de wetenschappen waarvan het lot van de mensheid bijna afhangt, omdat het de normen bepa alt die over de hele wereld worden aangenomen.
Taken van metrologie, standaardisatie, certificering
Deze wetenschap is onderverdeeld in drie hoofdtypen. De eerste is de definitie van meeteenheden (het aanspreekpunt voor standaardisatie), de tweede is de implementatie van deze eenheden in de praktijk. Tot haar takenpakket behoort ook een soort tracking die de uitgevoerde metingen in de praktijk koppelt aan referentienormen (certificering). Specialisten op dit gebied zijn opgeleid om metrologische/certificeringstaken op te lossen die essentieel zijn in elke toepassing.
Subvelden
Subvelden zijn wetenschappelijke of fundamentele metrologie, die zich bezighoudt met het vaststellen van meeteenheden, toegepast, technisch of industrieel, die zich bezighouden met hun toepassing op productie- en andere processen in de samenleving, evenals wetgeving, die regelgeving en voorschriften omvat, vereisten voor middelen en methoden. Metrologische/standaardisatieproblemen worden gebruikt om professionals op elk van deze gebieden op te leiden.
Wetgevend aspect
Elk land heeft een nationaal meetsysteem (NMS) in de vorm van een netwerk van laboratoria, kalibratiecentra en accreditatie-instanties die de metrologische infrastructuur implementeren en onderhouden. NMS beïnvloedt hoe metingen in een land worden gedaan, evenals de acceptatie ervan door de internationale gemeenschap, wat van groot belang is voor de hele samenleving, inclusief de economie, energie, milieu, gezondheidszorg, productie, industrie en consumentenvertrouwen. Voormetrologische taken worden gebruikt om beginners op dit gebied te trainen, met de oplossing waarvan studenten meestal geen problemen hebben.
De impact van deze wetenschap op handel en economie is een van de gemakkelijkst waarneembare sociale gevolgen van de wijdverbreide introductie ervan. Om eerlijke handel te garanderen, moet er een overeengekomen meetsysteem zijn, dat deze wetenschap biedt.
Geschiedenis
Standaardisatie is van cruciaal belang voor de validiteit van metingen. De eerste opname van een permanente standaard werd gemaakt in 2900 voor Christus. BC, toen de koninklijke Egyptische el werd gesneden uit zwart graniet als een metrische standaard. De el werd gedefinieerd als de lengte van de onderarm van de farao plus de breedte van zijn arm, en deze standaard werd aan alle bouwers in Egypte gegeven. Het succes van een gestandaardiseerde lengte voor het bouwen van piramides wordt aangegeven door de lengtes van hun bases, die niet meer dan 0,05% verschillen.
Andere beschavingen introduceerden gemeenschappelijke maatstaven en sloten zich aan bij de Romeinse en Griekse architectuur. De ineenstorting van het rijk en de daaropvolgende donkere middeleeuwen veroorzaakten een verlies van kennis over maatregelen en standaardisatie. Hoewel lokale systemen gebruikelijk waren, was vergelijkbaarheid moeilijk omdat veel niet compatibel waren. In 1196 werden in Engeland lengtestandaarden gemaakt en de Magna Carta van 1215 bevatte zelfs een apart gedeelte voor het meten van eenheden van wijn en bier.
Nieuwe tijd
Moderne metrologiestamt uit de Franse Revolutie. De revolutionairen creëerden een enkele kamer van maten en gewichten om alles wat gemeten kon worden te verenigen. Om deze wetenschap te onderwijzen, werden speciale problemen in de metrologie samengesteld, met de oplossing waarvan zelfs beginnende wetenschappers aanvankelijk moeilijkheden konden hebben.
In maart 1791 werd de standaardmeter gedefinieerd. Dit leidde in 1795 tot de oprichting van het decimale metrieke stelsel, waarmee normen werden vastgesteld voor andere soorten metingen. Verschillende andere landen namen het metrieke stelsel over tussen 1795 en 1875.
Hoewel de oorspronkelijke missie van het BIPM was om internationale normen voor maateenheden te creëren en deze in overeenstemming te brengen met nationale normen, is de reikwijdte van het bureau uitgebreid als gevolg van wetenschappelijke vooruitgang. Nu omvat het elektrische, fotometrische eenheden en normen voor het meten van ioniserende straling. Het metrieke stelsel werd in 1960 gemoderniseerd met de oprichting van het Internationale Stelsel van Eenheden als resultaat van de goedkeuring van een resolutie op een van de thematische internationale conferenties.
Internationaal niveau
Het International Bureau of Weights and Measures (BIPM) definieert metrologie als de wetenschap van het meten. Het zorgt voor een gemeenschappelijk begrip van eenheden die cruciaal zijn voor menselijke activiteit.
Metrologie is een enorm vakgebied, maar het kan worden samengevat in drie hoofdactiviteiten:
- definitie van internationaal erkende meeteenheden;
- realisatie van deze units in de praktijk;
- toepassing van tracking chains (associatie met referentie)normen).
Deze concepten zijn in verschillende mate van toepassing op de drie belangrijkste gebieden van metrologie:
- wetenschappelijk;
- toegepast, technisch of industrieel;
- wetgevend.
In verschillende internationale bureaus, alles waar metrologie, standaardisatie en certificering aan gewijd zijn - taken en oplossingen, de uitvinding van nieuwe maatregelen, de verbetering van oude. Dit alles wordt gedaan door organisaties om standaardisatie en certificering te garanderen.
Wetenschappelijke metrologie
Wetenschappelijke metrologie wordt geassocieerd met het creëren van meeteenheden, de ontwikkeling van nieuwe methoden, de implementatie van normen en de controle op de naleving ervan in alle gevallen. Dit omvat ook de voorbereiding van taken en oplossingen voor standaardisatie, certificering, metrologie.
Dit type metrologie wordt beschouwd als het hoogste ontwikkelingsniveau van deze wetenschap, waarbij wordt gestreefd naar de hoogste graad van nauwkeurigheid. BIPM onderhoudt een database met metrologische kalibratie- en meetmogelijkheden en peer-reviewed instituten over de hele wereld. In metingen heeft het BIPM negen gebieden van metrologie gedefinieerd, waaronder akoestiek, elektriciteit en magnetisme, lengte, massa en gerelateerde grootheden, fotometrie en radiometrie, ioniserende straling, tijd en frequentie, thermometrie en chemie.
Laatste evenementen
Gezien de toename van het aantal metrologische taken is besloten om de metrologie aan te vullen en op internationaal niveau te brengen. Later werd een nieuwe definitie van SI-basiseenheden voorgesteld, die officieel werd goedgekeurdNovember 2018 en effectief in mei 2019.
De motivatie voor het veranderen van de basiseenheden is om het hele systeem afleidbaar te maken van fysieke constanten, waarvoor het prototype van de kilogram moet worden verwijderd, omdat dit het laatste artefact is waarvan de eenheidsdefinities afhangen. Wetenschappelijke metrologie speelt een belangrijke rol bij deze herdefinitie van eenheden, aangezien hun exacte definitie een strikte definitie van fysische constanten vereist.
Praktische en industriële metrologie
Het toegepaste, technische of industriële gebied van deze wetenschap betreft de toepassing van metingen op industriële en andere processen en hun gebruik in de samenleving, het waarborgen van de geschiktheid van instrumenten, hun kalibratie en kwaliteitscontrole. Gezien de taken van de metrologie, wordt industriële en toegepaste metrologie soms ten onrechte geïdentificeerd met al deze veelzijdige wetenschap, omdat het van al zijn gebieden het meest opv alt voor de leek.
Kwalitatieve metingen zijn belangrijk in de industrie omdat ze de kosten en kwaliteit van het eindproduct en 10-15% van de productiekosten beïnvloeden. Hoewel de nadruk op dit gebied van metrologie ligt op de metingen zelf, is kalibratie van het trackingapparaat noodzakelijk om de validiteit te waarborgen. Erkenning van metrologische bekwaamheid in de industrie kan worden bereikt door middel van overeenkomsten inzake wederzijdse erkenning, accreditatie of peer review. Industriële metrologie is belangrijk voor de economische en industriële ontwikkeling van een land, en de doelen in een bepaald land kunnen de economische status aangeven.
Juridische metrologie
Rekening houdend met alle bovenstaande taken van metrologie, speelt wetgevende metrologie een zeer ondersteunende rol, en dit is waarom. Het is een feit dat het een juridisch subtype van deze wetenschap is en betrekking heeft op activiteiten die volgen uit de wettelijke vereisten voor directe meting, het vaststellen van eenheden, instrumenten en methoden voor de implementatie ervan. Dergelijke wettelijke vereisten kunnen voortvloeien uit de noodzaak om de gezondheid, de openbare veiligheid, het milieu, belastingen, consumentenbescherming en eerlijke handel te beschermen.
Thematische organisaties die zich bezighouden met dit soort metrologie worden over de hele wereld opgericht om de regelgeving over de landsgrenzen heen te helpen harmoniseren om ervoor te zorgen dat wettelijke vereisten de handel niet belemmeren.
