מטרולוגיה היא מדע המדידה. זה מבסס הבנה משותפת של היחידות שהן קריטיות למדידה של כל פעילות אנושית.
לא משנה כמה מורכב מדע המטרולוגיה, משימות המטרולוגיה הוגדרו עוד במאה ה-18. זה הוביל ליצירת השיטה המטרית העשרונית בשנת 1795, שקבעה מערכת של סטנדרטים לסוגי מדידות אחרים. כמה מדינות אחרות אימצו את השיטה בין 1795 ל-1875.
כדי ליצור סטנדרטים עולמיים אחידים בהתאם לאמנה המטרית, הוקמה הלשכה הבינלאומית למאבק בחריגות מהמערכת (BIPM). זה הביא ליצירת מערכת היחידות הבינלאומית כתוצאה מהחלטה שהתקבלה ב-1960. לפיכך, המשימות העיקריות של המטרולוגיה הפכו גלובליות עוד יותר. כעת זהו אחד המדעים שגורל האנושות כמעט תלוי בהם, משום שהוא קובע את הנורמות שאומצו ברחבי העולם.
משימות של מטרולוגיה, סטנדרטיזציה, הסמכה
מדע זה מחולק לשלושה סוגים עיקריים. הראשונה היא הגדרת יחידות מדידה (נקודת המגע עם סטנדרטיזציה), השנייה היא יישום יחידות אלו בפועל. כמו כן, משימותיו כוללות מעין מעקב המקשר בין המדידות שנעשות בפועל לבין תקני ייחוס (הסמכה). מומחים בתחום זה הוכשרו לפתור משימות מטרולוגיה/הסמכה שהן קריטיות בכל יישום.
שדות משנה
תתי תחומים הם מטרולוגיה מדעית או יסודית, העוסקת בהקמת יחידות מדידה, יישומיות, טכניות או תעשייתיות, העוסקות ביישומם על ייצור ותהליכים אחרים בחברה, וכן חקיקה, המכסה רגולציה ותקנות, דרישות לאמצעים ושיטות. בעיות מטרולוגיה/תקינה משמשות לחינוך אנשי מקצוע בכל אחד מהתחומים הללו.
היבט חקיקתי
לכל מדינה מערכת מדידה לאומית (NMS) בצורה של רשת של מעבדות, מרכזי כיול וגופי הסמכה המיישמים ומתחזקים את התשתית המטרולוגית. NMS משפיעה על אופן ביצוע המדידות במדינה, כמו גם על קבלתן על ידי הקהילה הבינלאומית, שהיא בעלת חשיבות רבה עבור החברה כולה, כולל הכלכלה, האנרגיה, הסביבה, שירותי הבריאות, הייצור, התעשייה ואמון הצרכנים. למשימות מטרולוגיה משמשות להכשרת מתחילים בתחום זה, עם הפתרון שלתלמידים בדרך כלל אין בעיות.
השפעת המדע הזה על המסחר והכלכלה היא אחת ההשלכות החברתיות הניתנות לצפייה בקלות של כניסתו הנרחבת. כדי להבטיח סחר הוגן, חייבת להיות מערכת מדידה מוסכמת, שהמדע הזה מספק.
היסטוריה
סטנדרטיזציה היא קריטית לתקפות המדידות. ההקלטה הראשונה של תקן קבוע נעשתה בשנת 2900 לפני הספירה. לפני הספירה, כאשר האמה המצרית המלכותית נחצבה מגרניט שחור כתקן מטרי. האמה הוגדרה כאורך זרועו של פרעה בתוספת רוחב זרועו, ותקן זה ניתן לכל הבונים במצרים. הצלחתו של אורך מתוקנן לבניית פירמידות מסומנת על ידי אורכי הבסיסים שלהן, אשר נבדלים בלא יותר מ-0.05%.
תרבויות אחרות הציגו סטנדרטים נפוצים של מידה, והתיישבו עם האדריכלות הרומית והיוונית. קריסת האימפריה והתקופות האפלות שלאחר מכן עוררו אובדן ידע על מדדים וסטנדרטיזציה. למרות שמערכות מקומיות היו נפוצות, ההשוואה הייתה קשה מכיוון שרבות לא היו תואמות. ב-1196 נוצרו תקני אורך באנגליה, וה-Magna Carta משנת 1215 אפילו כלל קטע נפרד למדידת יחידות של יין ובירה.
שעה חדשה
מטרולוגיה מודרניתמקורו במהפכה הצרפתית. המהפכנים יצרו חדר אחד של משקלים ומידות כדי לאחד את כל מה שניתן למדוד. כדי ללמד את המדע הזה, חוברו בעיות מיוחדות במטרולוגיה, שבעזרתן אפילו מדענים מתחילים עלולים להיתקל בקשיים.
במארס 1791 הוגדר המונה הסטנדרטי. זה הוביל ליצירת השיטה המטרית העשרונית בשנת 1795, וקבעה סטנדרטים לסוגים אחרים של מדידות. כמה מדינות אחרות אימצו את השיטה המטרית בין 1795 ל-1875.
למרות שהמשימה המקורית של BIPM הייתה ליצור סטנדרטים בינלאומיים ליחידות מידה ולהתאים אותן לסטנדרטים הלאומיים, היקף הלשכה התרחב עקב התקדמות מדעית. כעת הוא כולל יחידות חשמליות, פוטומטריות ותקנים למדידת קרינה מייננת. השיטה המטרית עברה מודרניזציה בשנת 1960 עם יצירת מערכת היחידות הבינלאומית כתוצאה מאימוץ החלטה באחד מהכנסים הבינלאומיים הנושאים.
רמה בינלאומית
הלשכה הבינלאומית למשקלים ולמידות (BIPM) מגדירה את המטרולוגיה כמדע המדידה. זה מבסס הבנה משותפת של יחידות קריטיות לפעילות אנושית.
מטרולוגיה היא תחום נרחב, אך ניתן לסכם אותו לשלוש פעילויות עיקריות:
- הגדרה של יחידות מידה מוכרות בינלאומיות;
- מימוש יחידות אלה בפועל;
- יישום של שרשראות מעקב (שיוך עם הפניהסטנדרטים).
מושגים אלה חלים בדרגות שונות לשלושת התחומים העיקריים של המטרולוגיה:
- scientific;
- יישום, טכני או תעשייתי;
- legislative.
בלשכות בינלאומיות שונות, כל מה שמוקדש למטרולוגיה, תקינה והסמכה - משימות ופתרונות, המצאת אמצעים חדשים, שיפור ישנים. כל זה נעשה על ידי ארגונים כדי להבטיח סטנדרטיזציה והסמכה.
מטרולוגיה מדעית
מטרולוגיה מדעית קשורה ליצירת יחידות מדידה, פיתוח שיטות חדשות, יישום תקנים ושליטה בקיום שלהם בכל המקרים. זה כולל גם הכנת משימות ופתרונות לתקינה, הסמכה, מטרולוגיה.
סוג זה של מטרולוגיה נחשב לרמת הפיתוח הגבוהה ביותר של מדע זה, השואף לדרגת הדיוק הגבוהה ביותר. BIPM מחזיקה מסד נתונים של יכולות כיול ומדידה מטרולוגיות ומכוני ביקורת עמיתים ברחבי העולם. במדידות, BIPM הגדירה תשעה תחומים של מטרולוגיה, הכוללים אקוסטיקה, חשמל ומגנטיות, אורך, מסה וכמויות קשורות, פוטומטריה ורדיומטריה, קרינה מייננת, זמן ותדר, תרמומטריה וכימיה.
אירועים אחרונים
לאור הגידול במספר מטלות המטרולוגיה, הוחלט להשלים את המטרולוגיה ולהעלותה לרמה הבינלאומית. מאוחר יותר, הוצעה הגדרה חדשה של יחידות בסיס SI, שאושרה רשמיתנובמבר 2018 והחל מאי 2019.
המניע לשינוי יחידות הבסיס הוא להפוך את המערכת כולה לנגזרת מקבועים פיזיקליים, מה שמצריך הסרת אב הטיפוס של קילוגרם מכיוון שהוא החפץ האחרון שבו תלויות הגדרות היחידות. מטרולוגיה מדעית משחקת תפקיד חשוב בהגדרה מחדש זו של יחידות, שכן ההגדרה המדויקת שלהן מחייבת הגדרה קפדנית של קבועים פיזיקליים.
מטרולוגיה מעשית ותעשייתית
התחום היישומי, הטכני או התעשייתי של מדע זה נוגע ליישום מדידות על תהליכים תעשייתיים ואחרים והשימוש בהם בחברה, תוך הבטחת התאמת המכשירים, כיולם ובקרת האיכות שלהם. בהתחשב במשימות המטרולוגיה, מטרולוגיה תעשייתית ויישומית מזוהה לעיתים באופן שגוי עם כל המדע הרב-גוני הזה, בשל העובדה שמכל תחומיו היא הבולטת ביותר להדיוט.
מדידות איכותיות חשובות בתעשייה מכיוון שהן משפיעות על העלות והאיכות של המוצר הסופי ועל 10-15% מעלות הייצור. בעוד הדגש בתחום זה של מטרולוגיה הוא על המדידות עצמן, כיול מכשיר המעקב הכרחי כדי להבטיח תקפות. הכרה בכשירות מטרולוגית בתעשייה יכולה להיות מושגת באמצעות הסכמי הכרה הדדית, הסמכה או ביקורת עמיתים. מטרולוגיה תעשייתית חשובה לפיתוח כלכלי ותעשייתי של מדינה, ויעדיה במדינה מסוימת יכולים להצביע על מצבה הכלכלי.
מטרולוגיה משפטית
בהתחשב בכל המשימות לעיל של מטרולוגיה, מטרולוגיה חקיקתית משחקת תפקיד עזר מאוד, והנה הסיבה. העובדה היא שזהו תת-סוג משפטי של מדע זה ונוגע לפעילויות הנובעות מהדרישות הקבועות בחוק למדידה ישירה, הקמת יחידות, מכשירים ושיטות ליישומו. דרישות משפטיות כאלה עשויות לנבוע מהצורך להגן על הבריאות, בטיחות הציבור, הסביבה, מיסוי, הגנת הצרכן וסחר הוגן.
ארגונים נושאיים המוקדשים למטרולוגיה מסוג זה מוקמים ברחבי העולם כדי לסייע בהרמוניה של תקנות על פני גבולות לאומיים כדי להבטיח שדרישות משפטיות לא יפריעו לסחר.
