МЕТРОЛОГИЯ

МЕТРОЛОГИЯ (греч, metron мера + logos учение) — область знаний и практической деятельности, посвященная методам измерения, обеспечению единства измерений и требуемой точности. М. принято разделять на теоретическую (научную), прикладную и законодательную М. К теоретической М. относят общую теорию измерений, включая методы оценки точности, разработку единиц физических величин и их систем, исследование взаимосвязи между ними. Основные задачи прикладной М. состоят в разработке методов и средств воспроизведения единиц физических величин (эталонов), методов и средств образцовых и рабочих измерений, а также методов передачи размеров единиц от эталонов к образцовым средствам и от них к рабочим средствам измерений. Законодательная М. включает комплекс взаимосвязанных правил, требований и норм, направленных на обеспечение единства измерений и единообразия средств измерений и подлежащих контролю (надзору) со стороны государственной и ведомственных метрологических служб (см. Метрологическая служба здравоохранения).

Исторически М. возникла из описания разного рода мер по их наименованиям, подразделениям, взаимному соотношению. Находившиеся в ходу меры (линейные, объемные, весовые, времени), а также денежные единицы отличались чрезвычайным разнообразием и пестротой (в разные времена в отдельных странах и даже в разных городах и местностях употреблялись меры различных наименований и величин).

Качественный скачок в М. произошел в связи с разработкой и внедрением в практику метрической системы мер. Это привело к ликвидации в ряде стран обособленности и запутанности национальных и местных мер и необходимости проведения соответствующих исследований для создания метрической системы. В 1875 г. при участии русских ученых Б. С. Якоби, Г. И. Вильда и Г. В. Струве была разработана Метрическая конвенция, к-рую подписали представители 17 стран (в т. ч. Россия). Одновременно на общие средства государств, подписавших Конвенцию, было учреждено Международное бюро мер и весов, создавшее новые эталоны метрических мер для всех стран — участников Конвенции. Принятие большинством стран единой системы мер и весов привело к тому, что описательная М. превратилась в отрасль современной физики, опирающуюся на физические эксперименты высокой точности.

Основными понятиями М. являются понятия физической величины и измерения. Физической величиной называют свойство, в качественном отношении общее многим физическим объектам, их состояниям или протекающим в них процессам, но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта. Примером физических величин являются масса, давление, длина, температура и т. д. Для выражения и сравнения значений физических величин служат их единицы, т. е. такие количества физических величин, к-рым условно присвоены числовые значения, равные единице. Примером единиц измерений может быть килограмм (кг), паскаль (Па), метр (м), градус и т. д.

Основные и производные единицы физических величин объединяют в системы единиц, в к-рых они оптимально связаны. В большинстве стран, в том числе и в СССР, принята и внедряется Международная система единиц физических величин — СИ (см. Единицы измерения).

Измерением называют опытное нахождение значения физической величины с помощью специальных технических средств. Различают прямые и косвенные измерения в зависимости от того, находят искомое значение величины непосредственно из опытных данных или на основании известной зависимости между искомой величиной и величинами, получаемыми непосредственно из опыта. Примером прямых измерений является измерение массы на рычажных весах. Примером косвенных измерений является измерение концентрации вещества в р-ре по оптической плотности пробы этого р-ра. Как правило, в косвенных измерениях используют устойчивые статистические зависимости между физическими величинами или зависимости, обусловленные физическими законами.

Любые измерения характеризуются точностью, т. е. степенью приближения результатов измерений к истинному значению измеряемой величины. Отклонение результатов измерений от истинного значения измеряемой величины называют погрешностью измерений и количественно выражают в абсолютных или относительных единицах. При этом различают две составляющие погрешности измерений: погрешность метода измерений и инструментальную погрешность. Так, при измерениях температуры тела может возникнуть неточная ее оценка за счет неправильного расположения термометра (погрешность метода измерений) и неточных показаний термометра (инструментальная погрешность).

В мед. науке и практике используют измерения почти всех известных физических величин, характеризующих свойства или состояния биол, объекта, взятых от него проб, проб окружающей среды, измерения параметров различных видов излучения (светового, теплового, рентгеновского, ультразвукового), используемых в физиотерапевтических и хирургических целях, а также измерения при дозированном введении лекарственных средств и биол, препаратов.

Наряду с постоянными или медленно меняющимися величинами (антропометрические параметры, гальванический ток и т. п.) в медицине измеряют динамические величины (давление и расход биол, газов и жидкостей, электрические биопотенциалы), а в области величин электромагнитной природы измерения охватывают весь спектр электромагнитных колебаний — от низкочастотного, радиочастотного и оптического диапазонов до жестких ионизирующих излучений.

Современные методы мед. исследований требуют применения достижений всех естественных наук, общефизических законов и принципов, к-рые реализуются в применяемых средствах измерений физических величин. Исходя из этого, мед. наука и практика широко используют все основные положения теоретической, прикладной и законодательной М., а обеспечение единства измерений в медицине достигается использованием эталонной базы страны, общегосударственного парка образцовых средств измерений, поверочных схем, кадров поверителей по известным видам измерений, а также использованием общих для всех сфер народного хозяйства правил метрологического надзора.

Р. И. Утямышев, А. Н. Гришин.