Μάθετε για την Μετρολογία

Σκοπός της σελίδας αυτής είναι η ενημέρωση του κοινού με απαντήσεις σε ερωτήματα που τίθενται καθημερινά, καθώς και η αποσαφήνιση ορισμένων εννοιών που χρησιμοποιούνται συχνά στην καθημερινή ζωή και αφορούν τις μετρήσεις.

Έχει υπολογιστεί, ότι στις οικονομικές, τεχνικές και εμπορικές δραστηριότητες μιας ανεπτυγμένης χώρας, ένα ποσοστό έως 6-7% του Ακαθάριστου Εθνικού Προϊόντος της (ΑΕΠ), δαπανάται σε μετρήσεις για ελέγχους στις ποσότητες των συναλλαγών, στην ποιότητα των προϊόντων, στις  διεργασίες παραγωγής, καθώς και σε μετρήσεις που πραγματοποιούνται για την ασφάλεια της υγείας, της εργασίας και του περιβάλλοντος.

Κάθε μέτρηση δίνει σαν αποτέλεσμα την εκτίμηση της «πραγματικής» αλλά άγνωστης τιμής μίας μετρούμενης φυσικής ποσότητας, όπως για παράδειγμα, όγκο, μάζα, μήκος, κλπ. Συνεπώς, το αποτέλεσμα κάθε μέτρησης θα πρέπει να συνοδεύεται και από μία παράμετρο, την αβεβαιότητα μέτρησης, η οποία χαρακτηρίζει την ποιότητα εκτίμησης της άγνωστης «πραγματικής» τιμής.

Για παράδειγμα, μετρώντας τη μάζα ενός αντικειμένου σε ένα ζυγό, τότε αν η ένδειξη του ζυγού είναι 1.500 g και η αβεβαιότητα μέτρησης είναι 1 g, αυτό σημαίνει ότι η πραγματική τιμή του βάρους του αντικειμένου είναι μεταξύ 1.499 και 1.501 g με μία συγκεκριμένη πιθανότητα

Οι συστηματικές, δηλαδή οι σταθερά  επαναλαμβανόμενες, αποκλίσεις των αποτελεσμάτων μέτρησης από τις αναμενόμενες τιμές τους μπορεί να έχουν σημαντικές συνέπειες στις συναλλαγές, στην ποιότητα, στην ασφάλεια, στην υγεία και στο περιβάλλον.

Ο βαθμός των συνεπειών εξαρτάται, μεταξύ άλλων, από το είδος και την κρισιμότητα των μετρήσεων, από την αξία των ποσοτήτων που μετρώνται και φυσικά από το βαθμό των αποκλίσεων.

Για παράδειγμα, μία συστηματική απόκλιση, σφάλμα της τάξης του 0,1 % στη μέτρηση της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στην Ελλάδα με βάση τα στοιχεία του 2000 θα οδηγούσε σε ένα σφάλμα της τάξης των 50.000.000 kWh ή αντίστοιχα σε αξία 3.000.000 € ετησίως.

Σε ένα άλλο παράδειγμα, τυχαίες και μη ελεγχόμενες αποκλίσεις των αποτελεσμάτων των μετρήσεων των χαρακτηριστικών ενός προϊόντος, μπορεί να έχουν ως συνέπεια, σημαντικά προβλήματα στην ποιότητα του προϊόντος και στην αύξηση του κόστους παραγωγής.

Η συμπεριφορά των μετρητικών οργάνων όσον αφορά στην αξιοπιστία των αποτελεσμάτων μέτρησης που παρέχουν, δεν είναι σταθερή στη διάρκεια ζωής τους. Αυτό οφείλεται σε καταπονήσεις που υποβάλλονται κατά τη χρήση τους από το χειριστή, στις συνθήκες του περιβάλλοντος καθώς και σε φυσιολογικές φθορές λόγω του χρόνου.

Για το λόγο αυτό τα μετρητικά όργανα πρέπει να διακριβώνονται αρχικά, να ελέγχονται και να επαναδιακριβώνονται σε τακτά χρονικά διαστήματα στη διάρκεια της ζωής τους.

Κατά τη διακρίβωση ενός οργάνου μέτρησης και γενικότερα ενός συστήματος ή διάταξης μέτρησης, είναι η διαδικασία που πραγματοποιούμε όταν συγκρίνουμε τις ενδείξεις μέτρησης που δίδει το όργανο με τις αντίστοιχες ενδείξεις ενός προτύπου αναφοράς στα ίδια σημεία της κλίμακας μέτρησης. Ο προσδιορισμός της σχέσης αυτής όπως και η διόρθωση στις  ενδείξεις του οργάνου πραγματοποιούνται μόνο  με τη χρήση κατάλληλης μετρητικής μεθόδου η οποία συμπεριλαμβάνει και τον υπολογισμό της αβεβαιότητας της μέτρησης.

Το πρότυπο αναφοράς που χρησιμοποιείται θα πρέπει να έχει σαφώς καθορισμένα τα μετρολογικά του χαρακτηριστικά, ώστε να είναι απολύτως κατάλληλο να χρησιμοποιηθεί για τη διακρίβωση ενός οργάνου μέτρησης. Να έχει δηλαδή γνωστή ακρίβεια, επαναληψιμότητα, σταθερότητα κλπ.

Μία κατάλληλη μέθοδος και διαδικασία διακρίβωσης πρέπει να καθορίζει, μεταξύ άλλων:

  • Τον αριθμό των σημείων της κλίμακας μέτρησης, στα οποία θα πραγματοποιηθεί η αντιπαραβολή του προτύπου αναφοράς με το υπό διακρίβωση όργανο.
  • Τον αριθμό των επαναληπτικών μετρήσεων που θα πρέπει να πραγματοποιηθούν σε κάθε σημείο μέτρησης
  • Τη σειρά των μετρήσεων που πρέπει να ακολουθηθούν
  • Τις σημαντικότερες παραμέτρους που μπορεί να επιδράσουν στο αποτέλεσμα τις μέτρησης

Για να λάβουμε αξιόπιστες υπηρεσίες διακρίβωσης μετρητικών οργάνων θα πρέπει να απευθυνθούμε στα επισήμως αναγνωρισμένα «εργαστήρια διακρίβωσης».

Τα εργαστήρια αυτά αναγνωρίστηκαν διότι πληρούν τις βασικές απαιτήσεις τεχνικής επάρκειας, διαθέτουν τις κατάλληλες υποδομές σε εξοπλισμό και εργαστηριακούς χώρους, χρησιμοποιούν καθιερωμένες διαδικασίες μέτρησης και ελέγχου ποιότητας και διαθέτουν κατάλληλο και επαρκώς εκπαιδευμένο τεχνικό προσωπικό.

ΟΧΙ, σε καμία περίπτωση, εφόσον δεν ικανοποιείται έστω και ένας από τους παρακάτω όρους:

  • Το όργανο που χρησιμοποιείται ως πρότυπο αναφοράς είναι διακριβωμένο και διαθέτει πιστοποιητικό διακρίβωσης, στο οποίο αποτυπώνεται η αβεβαιότητα μέτρησης του μετρούμενου μεγέθους καθώς και άλλα σημαντικά χαρακτηριστικά του.
  • Το όργανο που χρησιμοποιείται ως πρότυπο αναφοράς έχει σαφώς καλύτερα μετρολογικά χαρακτηριστικά (ακρίβεια, επαναληψιμότητα, διακριτική ικανότητα) από το ελεγχόμενο όργανο.
  • Η σύγκριση γίνεται σύμφωνα με αναγνωρισμένη, αξιόπιστη, ή τουλάχιστον αποδεκτά τεκμηριωμένη διαδικασία διακρίβωσης.
  • Η σύγκριση γίνεται κάτω από ελεγχόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες,
    • Η σύγκριση γίνεται από το κατάλληλο και  εκπαιδευμένο προσωπικό με γνώση των απαιτήσεων της διακρίβωσης.
    • Εκτιμάται και αποτυπώνεται με καθορισμένους τρόπους η αβεβαιότητα μέτρησης του μετρούμενου μεγέθους με το ελεγχόμενο όργανο καθώς ενδεχομένως και άλλα μετρολογικά του χαρακτηριστικά.

Η αξιοπιστία ενός εργαστηρίου διακρίβωσης εξασφαλίζεται όταν μεταξύ των άλλων :

  • Τα πρότυπα αναφοράς που χρησιμοποιεί στη λειτουργία του είναι διακριβωμένα ώστε να ικανοποιούνται οι απαιτήσεις ιχνηλασιμότητας στα διεθνή  πρότυπα μέτρησης.
  • Διαθέτει, εργαστηριακούς χώρους που εξασφαλίζουν τον έλεγχο των περιβαλλοντικών συνθηκών διακρίβωσης, χρησιμοποιεί εξοπλισμό και  πρότυπα ικανά για την σκοπούμενη χρήση και απασχολεί κατάλληλο και εκπαιδευμένο προσωπικό.
  • Εφαρμόζει σύστημα διαχείρισης ποιότητας, σύμφωνα με τις απαιτήσεις του προτύπου ISO 17025.
  • Έχει διαπιστευθεί στα αντίστοιχα πεδία μετρήσεων από το Εθνικό Σύστημα Διαπίστευσης (ΕΣΥΔ) της Ελλάδας ή από αντίστοιχο φορέα του εξωτερικού στα πεδία των μετρήσεων που λειτουργεί.

Πρέπει να σημειωθεί ότι η αβεβαιότητα δεν αποδίδεται σε όργανο αλλά σε μετρούμενο μέγεθος. Συνεπώς η έκφραση που χρησιμοποιούμε πολλές φορές ως « αβεβαιότητα του οργάνου » δεν είναι απόλυτα ορθή.

Εντούτοις όταν αναφερόμαστε στην «αβεβαιότητα του οργάνου» ουσιαστικά αναφερόμαστε στην αβεβαιότητα προσδιορισμού του μετρούμενου μεγέθους κατά τη διακρίβωση του εν λόγω οργάνου. Η αβεβαιότητα αυτή αποτυπώνεται στο πιστοποιητικό διακρίβωσής του.

Η αβεβαιότητα κατά τη χρήση του οργάνου θα διαφέρει από την αντίστοιχη «αβεβαιότητα του οργάνου», δεδομένου ότι υπάρχουν επιπλέον συνεισφορές που μπορεί να οφείλονται :

  • σε εξωτερικούς παράγοντες επίδρασης, όπως για παράδειγμα, κατά τη χρήση του οργάνου στο χώρο της μέτρησης μπορεί να υπάρχουν μεγαλύτερες διακυμάνσεις θερμοκρασίας σε σχέση με αυτές του χώρου όπου αυτό διακριβώθηκε.
  • Στη συμπεριφορά του χρήστη, όπως  για παράδειγμα, κατά τη χρήση ενός παχυμέτρου μπορεί να ασκείται διαφορετική πίεση από τον ίδιο ή διαφορετικούς χειριστές από μέτρηση σε μέτρηση.

Κατά συνέπεια, κατά τη χρήση ενός διακριβωμένου οργάνου υπεισέρχονται και επιπλέον πηγές αβεβαιότητας με αποτέλεσμα η αβεβαιότητα κατά τη χρήση να αυξάνεται σε σχέση με την «αβεβαιότητα του οργάνου» που έχει προσδιοριστεί κατά την διακρίβωση του. Η «πρόσθετη» αυτή αβεβαιότητα μπορεί να εκτιμηθεί.

Το μετρολογικό σύστημα της Ελλάδος μπορεί να αποτυπωθεί σχηματικά με μία πυραμίδα.

  1. Στη βάση της βρίσκονται όλοι οι χρήστες μετρητικών οργάνων που πραγματοποιούν μετρήσεις σε εμπορικές συναλλαγές, στον έλεγχο της ποιότητας των προϊόντων, σε βιομηχανικούς και εργαστηριακούς ελέγχους και γενικότερα.
  2. Στο αμέσως ανώτερο επόμενο επίπεδο βρίσκονται τα εργαστήρια διακρίβωσης, τα οποία πραγματοποιούν διακριβώσεις για τα μετρητικά όργανα των χρηστών της βάσης της  πυραμίδας. Τα εργαστήρια αυτά διαθέτουν πρότυπα εργασίας που χρησιμοποιούνται για τη διακρίβωση μετρητικών οργάνων καθώς επίσης και πρότυπα αναφοράς με τα οποία διακριβώνονται τα πρότυπα εργασίας.
  3. Στην κορυφή βρίσκεται το Ελληνικό Ινστιτούτο Μετρολογίας – ΕΙΜ. Τα  εργαστήρια του ΕΙΜ  είναι αρμόδια για την ανάπτυξη της «επιστημονικής μετρολογίας» με την τήρηση των εθνικών προτύπων μέτρησης της χώρας μας.

 

Τα εθνικά πρότυπα :

  • Είναι κατάλληλες πειραματικές διατάξεις που υλοποιούν με τη μέγιστη τεχνολογικά επιτεύξιμη ακρίβεια τους ορισμούς των μονάδων μέτρησης και τη διάδοσή τους.
  • Χρησιμοποιούνται για τη διακρίβωση των πρωτευόντων και δευτερευόντων προτύπων του ΕΙΜ, τα οποία χρησιμεύουν με τη σειρά τους, για τη διακρίβωση των προτύπων αναφοράς των εργαστηρίων διακρίβωσης
  • Ελέγχονται για τις τεχνικές τους δυνατότητες μέσω  της συμμετοχής των εργαστηρίων του ΕΙΜ σε διεθνείς διεργαστηριακές συγκρίσεις.

Το 1960 η 11η Γενική Συνέλευση Μέτρων και Σταθμών υιοθέτησε την ονομασία Système International dUnités (Διεθνές Σύστημα Μονάδων,  ή  S I ) για το διεθνώς χρησιμοποιούμενο  σύστημα μονάδων μέτρησης και καθόρισε μεταξύ άλλων, τις βασικές μονάδες του SI, τους ορισμούς των παράγωγων μονάδων και τους κανόνες για τη χρήση των προθεμάτων των μονάδων.

Έτσι, οι 7 βασικές μονάδες μέτρησης του συστήματος SI, οι οποίες κατόπιν σύμβασης θεωρούνται διαστατικά ανεξάρτητες είναι:

  • το μέτρο (m)
  • το χιλιόγραμμο (kg)
  • το δευτερόλεπτο (s)
  • το αμπέρ (A)
  • το κέλβιν (K)
  • η καντέλα (cd)
  • το μολ (mol)

 

Παράγωγες μονάδες θεωρούνται αυτές που προκύπτουν από τις σχέσεις μεταξύ των βασικών μονάδων.

Το SI δεν είναι ένα στατικό σύστημα, αλλά εξελίσσεται ώστε να ανταποκρίνεται στις εκάστοτε παγκόσμιες μετρητικές απαιτήσεις και ανάγκες.

Τα Διεθνή πρότυπα των 7 βασικών μονάδων του SI, που κατέχουν τη μεγαλύτερη αποδεκτή ακρίβεια, υλοποιούνται είτε μέσω πειραματικών διατάξεων είτε μέσω υλικών σταθμών. Τηρούνται στους εργαστηριακούς χώρους του  Διεθνούς Γραφείου Μέτρων και Σταθμών (Βureau Ιnternational des Ρoids et Μesures) στο Παρίσι και συστήθηκε για την υποστήριξη και λειτουργία της Σύμβασης του Μέτρου.

Τα εθνικά πρότυπα των χωρών μελών της Σύμβασης του Μέτρου έχουν ιχνηλασιμότητα στα Διεθνή πρότυπα είτε άμεσα είτε έμμεσα. Μέσω του μετρολογικού συστήματος της χώρας εξασφαλίζεται ότι κάθε μέτρηση που γίνεται με διακριβωμένο όργανο και εξοπλισμό έχει ιχνηλασιμότητα στο αντίστοιχο διεθνές πρότυπο.

Το ζητούμενο για την αξιόπιστη λειτουργία ενός μετρολογικού συστήματος είναι να υπάρχει μία αδιάσπαστη αλυσίδα «ιχνηλασιμότητας» μετρήσεων. Αλυσίδα που να συνδέει τη βάση της πυραμίδας του συστήματος μέχρι την κορυφή της, η οποία καταλήγει στα εθνικά πρότυπα. Αν τα εθνικά πρότυπα απουσιάζουν, τότε η ιχνηλασιμότητα των μετρήσεων μπορεί να αναζητηθεί μόνο σε εθνικά πρότυπα άλλης χώρας, γεγονός το οποίο δεν είναι πάντα πρακτικό και εφικτό.

Ο μετρολογικός έλεγχος οργάνων μέτρησης επιβάλλεται:

Από τη νομοθεσία για όλα τα όργανα και τις μετρητικές διατάξεις που εμπλέκονται στην ασφάλεια και στην προστασία του καταναλωτή, στις εμπορικές συναλλαγές και τη λειτουργία των κανόνων της αγοράς. Οι νομικές αυτές διατάξεις αφορούν ένα τομέα της μετρολογίας, ο οποίος φέρει τον όρο «Νομική Μετρολογία»

Σε κάθε χώρα ο μετρολογικός έλεγχος στη Νομική Μετρολογία καθορίζεται από εθνικές διατάξεις που είναι εναρμονισμένες σε ευρωπαϊκό επίπεδο αλλά και σε συμφωνία με τις συστάσεις του Διεθνούς Οργανισμού Νομικής Μετρολογίας (OIML).

Στην Ελλάδα, αρμόδιος φορέας για τον έλεγχο της εφαρμογής της νομοθεσίας είναι η Διεύθυνση Μετρολογίας της Γενικής Γραμματείας Εμπορίου του Υπουργείου Ανάπτυξης.Από την εφαρμογή προτύπων για συστήματα ISO 9001, ISO 14001, ISO 17025, OHSAS 18001, ISO 22000 (HACCP), προτύπων πιστοποίησης προϊόντων καθώς και απαιτήσεις ελέγχου του κόστους λειτουργίας.

Ο μετρολογικός έλεγχος στα πλαίσια αυτά δεν έχει νομικά υποχρεωτικό χαρακτήρα και φέρει τον όρο «Βιομηχανική Μετρολογία». Το ΕΙΜ είναι αρμόδιο για τη «Βιομηχανική και την Επιστημονική Μετρολογία».

Μετρήσεις και μετρολογικοί έλεγχοι που πραγματοποιούνται στα πλαίσια της Νομικής και της Βιομηχανικής και Επιστημονικής Μετρολογίας είναι απαραίτητο να έχουν ιχνηλασιμότητα στα εθνικά πρότυπα και μέσω αυτών στα αντίστοιχα διεθνή.

Είτε έχετε, είτε όχι, μπορείτε να επισκεφθείτε την ιστοσελίδα του Ελληνικού Ινστιτούτου Μετρολογίας στο διαδίκτυο (www.eim.gr), μπορείτε επίσης να επικοινωνήσετε άμεσα μαζί του στο τηλέφωνο 2310 569999  ή  ακόμη και να επισκεφθείτε τις εγκαταστάσεις του στη Βιομηχανική Περιοχή Θεσσαλονίκης στη Σίνδο.