Предисловие

Тенденции развития мировой экономики создают объективную основу рас
ширения сферы научноисследовательских и опытноконструкторских работ,
увеличивая потребность в высококвалифицированных научноинженерных кад
рах. В условиях усиления глобальной конкуренции необходимым является повы
шение качества образовательного процесса и на этой основе улучшение исполь
зования вовлекаемых в мировой производственный процесс ресурсов — знаний,
труда. При этом существенным является подготовка специалистов междисцип
линарной направленности.
В этой связи следует отметить, что излагаемый в настоящем учебнике мате
риал изначально носит междисциплинарный характер, так как содержит мате
риалы из разных областей знаний. Действительно, для различных специально
стей высшего профессионального образования в области техники и технологии,
имеющих каждая свои особенности, дисциплина «Метрология, стандартизация
и сертификация» является, по существу, единственной, где в едином ключе рас
сматриваются вопросы стандартизации, метрологии, сертификации. Это опреде
ляет статус самой дисциплины как важного элемента подготовки специалистов в
области техники и технологии самых разнообразных направлений, воспитываю
щей у них соответствующую профессиональную культуру. Кроме того, знания в
области стандартизации, метрологии, сертификации касаются не только работ
ников производственной сферы, они в одинаковой степени важны для специа
листов по реализации продукции, менеджеров, маркетологов, как весомые со
ставляющие конкурентоспособности товара.
В настоящее время основной тенденцией при составлении учебных планов
и программ в высшем и среднем образовании является не увеличение часов ау
диторной работы, а выделение достаточно большого времени на самостоятель
ную работу обучаемого. В этих условиях роль учебника, содержащего достаточ
но широкий круг вопросов для самостоятельной внеаудиторной проработки с
помощью преподавателя, приобретает особое значение. Реализация такого под
хода требует широкого использования информационных образовательных тех
нологий, поэтому ряд необходимых дополнительных учебных материалов раз
мещен в электронном интернетресурсе «Точность—Качество» (сетевой адрес:
www.micromake.ru), который используется для дистанционной передачи инфор
мации, а также интерактивного взаимодействия при разъяснении наиболее

сложных вопросов, возникших в процессе обучения. Ресурс предоставляет так
же возможность провести тестирование по дисциплине в различных режимах:
самообучения, контроля, подготовки к экзаменационной сессии.
Использование информационной технологии стало с методологической точ
ки зрения определенным шагом в направлении наиболее полной реализации
междисциплинарной сущности дисциплины «Метрология, стандартизация и
сертификация», так как позволила объединить необходимые ресурсы на основе
общей методологической базы.
К сказанному следует добавить, что дисциплина «Метрология, стандартиза
ция и сертификация» — одна из значимых в образовательном процессе для кон
вергенции технических наук и технологий, поэтому не случайно присутствует в
образовательных стандартах разного уровня, различных специальностей и на
правлений подготовки.
В настоящее время говорят также о конвергенции образования, что на деле
означает взаимодействие всех видов учебных занятий и форм обучения с целью
подготовки кадров высокой квалификации. Студент, получив степень бакалавра
по одному направлению, при поступлении в магистратуру попадает, можно ска
зать, в междисциплинарное пространство, так как формально количество читае
мых курсов может превышать учебный план и существует возможность выбора
индивидуального пути. Таким образом, междисциплинарные знания и навыки,
которые заложены в дисциплине «Метрология, стандартизация и сертифика
ция», становятся ключевыми компетенциями для любой отрасли экономики.
Учебник предназначен для студентов высшего профессионального образова
ния, обучающихся по специальностям и направлениям технического профиля,
ориентированных на обеспечение производства промышленной продукции.
Учебник составлен с учетом основных положений нового закона об образо
вании, Федерального закона о техническом регулировании, а также с учетом по
следних нормативных документов в области стандартизации, метрологии, кон
троля качества и основных норм взаимозаменяемости.
Учебник направлен на изучение дисциплины «Метрология, стандартизация
и сертификация», а также будет полезен при изучении дисциплин: «Метрология,
стандартизация и контроль качества», «Взаимозаменяемость, стандартизация и
технические измерения», «Управление качеством продукции», «Метрология и
метрологическое обеспечение».
В учебнике содержатся сведения, которые могут быть использованы для со
ставления методических указаний по проведению практических занятий: лабо
раторных работ, семинарских занятий и практических работ.
Изложенный материал может быть полезен преподавателям учебных заведе
ний различного уровня, которые готовят специалистов и бакалавров по соответ
ствующим специальностям и направлениям, а также инженернотехническим
работникам, занятым в сфере промышленного производства.
Автор в течение длительного времени формировал курс лекций из совме
щенных учебных дисциплин по данной теме и практически реализовал его, пре
подавая в МВТУ им. Н.Э. Баумана, МГУИЭ (МИХМ) и Университете машино
строения (МАМИ).

4
Предисловие

Автор выражает признательность организациям и людям, оказавшим содей
ствие в появлении учебника, и c благодарностью примет все замечания и поже
лания, которые будут направлены на улучшение изложенного материала. Особая
благодарность автора людям, сделавшим конструктивные замечания и рекомен
дации: профессору Михаилу Ивановичу Киселеву и доценту Виталию Леонидо
вичу Скрипке (МГТУ им. Н.Э. Баумана), профессору Сергею Алексеевичу Зай
цеву (Университет машиностроения).
Отзывы и замечания по учебнику могут быть направлены в адрес издательства
или непосредственно автору через интерактивную базу в Интернете — «Консуль
тационноинформационный ресурс «Точность—Качество» (www.micromake.ru).

Предисловие
5

Введение

Измерения — один из важнейших путей познания природы, объединяющий
теорию с практической деятельностью человека. Измерения являются основой
научных знаний, служат для учета материальных ресурсов и планирования, обес
печения требуемого качества продукции, взаимозаменяемости деталей и узлов,
совершенствования технологии, автоматизации производства, стандартизации,
охраны здоровья и обеспечения безопасности труда и для многих других отраслей
человеческой деятельности. Они количественно характеризуют окружающий ма
териальный мир, раскрывая действующие в природе закономерности. Д.И. Мен
делеев так выразил значение измерений для науки: «Наука начинается... с тех
пор, как начинают измерять. Точная наука невозможна без меры».
Во всем мире ежедневно производится огромное количество измерений.
В интересах каждой страны, во взаимоотношениях между странами необходимо,
чтобы результаты измерений, где бы они ни выполнялись, могли бы быть согла
сованы. Другими словами, нужно, чтобы результаты измерений одинаковых ве
личин, полученные в разных местах и с помощью различных измерительных
средств, были бы воспроизводимы на уровне требуемой точности. В первую оче
редь для этого необходимо единообразие единиц физических величин и мер,
осуществляющих вещественное их воспроизведение. Обеспечение высокой сте
пени единообразия средств измерения является одним из условий обеспечения
высокой точности результатов измерений. Кроме того, необходимо выполнение
ряда других условий, чтобы обеспечить все те качества результатов измерений,
которые нужны для сопоставимости и правильного использования, что в целом
называется единством измерений, т. е. такое состояние измерений, при котором
их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности измерений из
вестны с заданной вероятностью. Вопросами теории и практики обеспечения
единства измерений занимается метрология.
Метрология имеет большое значение для прогресса естественных и техниче
ских наук, так как повышение точности измерений — один из путей совершенст
вования познания природы человеком, открытий и практического применения
точных знаний. Точные измерения неоднократно позволяли делать фундамен
тальные открытия.
В настоящее время установлено, что при известных или предполагаемых со
ставляющих погрешности, если даже соответствующие поправки оценены и вне
сены в результат измерения, все равно остается неопределенность относительно

истинности результата, т. е. сомнение в том, насколько точно результат измере
ния представляет значение измеряемой величины. Поэтому на смену методам,
при которых для описания точности результата измерений используется расчет
характеристик погрешности измерений, в который входят, например, предел по
грешности, доверительные границы погрешности и т. д., приходят единые мето
ды оценки и выражения неопределенности, в этом случае измерения, проводи
мые в разных странах, можно будет легко сличать.
Современная научнотехническая революция обусловила развитие метроло
гии, связанное с усовершенствованием эталонов, разработкой новых методов
точных измерений, осуществлением мероприятий по обеспечению единства и
требуемой точности измерений. Практическое значение метрологии для эконо
мики любого государства велико. Она служит научной основой создания как
средств измерений, так и методов проведения измерений. Причем обеспечение
научнотехнического прогресса может быть достигнуто только при опережаю
щем развитии метрологии.
Значительное внимание должно уделяться вопросам выбора и применения
средств контроля и технических измерений, что обеспечивает качество производи
мой продукции.
Производство конкурентоспособной промышленной продукции высокого
качества осуществляется в условиях регулирования отношений между хозяйст
вующими субъектами во всех сферах деятельности. Это относится, в частности, к
установлению и принятию обязательных и добровольных требований к продук
ции, процессам ее изготовления, эксплуатации, хранения, перевозки, реализа
ции и утилизации, а также оценке соответствия ее техническим регламентам и
контролю над соблюдением требований технических регламентов.
Права и обязанности участников отношений в РФ определяются Федераль
ным законом «О техническом регулировании». С принятием этого закона в Рос
сии осуществляется процесс создания системы упорядочения прав и обязанно
стей участников, взаимодействующих между собой.
Закон обязывает максимально гармонизировать нашу систему технического
регулирования с международной, и прежде всего с европейской. Это позволяет
устранить технические барьеры в торговле, содействовать выходу отечественных
товаров на мировой рынок, обеспечить равные условия для наших и зарубежных
производителей на российском рынке. В этой связи особую значимость приоб
ретают вопросы изучения методологических основ стандартизации, являющей
ся нормативной базой для сопоставимости результатов исследований, испыта
ний и измерений, а также полученных технических и экономикостатистиче
ских данных.
Ситуация в мировой экономике динамична, кроме того, в условиях глобали
зации Россия стремится быть в мировом сообществе в столь важной области, как
нормирование деятельности в сфере производства.
Необходимость повышения уровня гармонизации стандартов является усло
вием, которое позволяет предприятиям успешно работать на мировом рынке,
поэтому обращается внимание на развитие экономики по единым стандартам.

Введение
7

Одним из путей гармонизации является разработка стандартов, модифицирован
ных по отношению к стандартам ИСО.
Гармонизация стандартов рассматривается с учетом опережающих требова
ний современного производства, которые стимулируют технический прогресс,
конкуренцию и внедрение новаций. Инновация — необходимое условие разви
тия промышленности, так как позволяет выиграть в конкурентных производст
венных отношениях. Таким образом, стандартизация направлена на создание
стимулов к повышению конкурентоспособности предприятий и одновременно
на создание доказательной базы для решения вопросов соответствия и надзора.
Одной из важнейших целей стандартизации является обеспечение взаимоза
меняемости продукции. Взаимозаменяемость, как принцип проектирования, из
готовления и эксплуатации, требует изучения и практического применения в ус
ловиях масштабного выпуска однородной продукции. Принцип взаимозаменяе
мости при производстве продукции позволяет значительно сократить затраты на
всех стадиях, в том числе: при декларировании соответствия, сертификации,
контроле продукции и надзоре за соблюдением технических регламентов.
Все большее распространение получает функциональная взаимозаменяе
мость — принцип проектирования, производства и эксплуатации, при котором
требования к точности ответственных деталей и сборочных единиц назначаются
исходя из установления взаимосвязи показателей качества изделия с функцио
нальными параметрами. Функциональными параметрами являются геометриче
ские, физикомеханические и другие параметры (характеристики), влияющие
на эксплуатационные показатели изделий или служебные функции их деталей и
узлов.
В результате работ по модификации национальных стандартов в области ос
новных норм взаимозаменяемости утверждены, применяются или готовятся к
применению основополагающие документы по направлениям: «Основные нор
мы взаимозаменяемости. Характеристики изделий геометрические. Система до
пусков на линейные размеры. Основные положения, допуски, отклонения и по
садки» (с учетом требований ISO 2861:2010); «Основные нормы взаимозаменяе
мости. Характеристики изделий геометрические. Назначение размеров допусков
для конусов» (с учетом требований ISO 3040:2009); «Основные нормы взаимоза
меняемости. Характеристики изделий геометрические. Назначение размеров и
допусков для нежестких деталей» (с учетом требований ISO 10579:2010); «Основ
ные нормы взаимозаменяемости. Характеристики изделий геометрические. До
пуски формы, ориентации, месторасположения и биения» (с учетом требований
ISO 1101:2012) и др.
Общие термины и определения для геометрических элементов, а также ос
новные нормы размерной и геометрической точности и взаимозаменяемости в
машиностроении устанавливает ГОСТ 31254—2004, представляющий собой мо
дификацию стандартов ИСО 14660—1:1999, ИСО 14660—2:1999. При изложении
материала учебника термины и определения, приведенные в ГОСТ 31254—2004,
приняты в качестве основных, одновременно применяются термины, близкие по
смыслу, они используются примерно в том же значении.

8
Введение

В создании технических регламентов и национальных стандартов принима
ют участие все заинтересованные стороны. Государственные органы определяют
техническую политику, а затем, как и в большинстве промышленно развитых
стран, передают часть функций негосударственным организациям. Перспекти
вой развития российской экономики является налаживание связей по аккреди
тации органов, работающих в области сертификации.
В структуре федеральных органов учтены прогрессивные тенденции разделе
ния функций по установлению норм сертификации и функций контроля и над
зора. Таким образом, знания в области метрологии, стандартизации и сертифи
кации, а также практическое овладение методами проведения контрольнонад
зорных функций с использованием технических средств являются необходимым
условием подготовки высококвалифицированных специалистов, способных ре
шать задачи, связанные с производством конкурентоспособной промышленной
продукции высокого качества.

Введение
9

Ðàçäåë I
ÌÅÒÐÎËÎÃÈß

Глава 1
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МЕТРОЛОГИИ

1.1. Общие сведения

Метрология — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их
единства и способах достижения требуемой точности. Таким образом, метроло
гия рассматривает три взаимосвязанных проблемы: реализация процессов изме
рения; обеспечение их единства; методы и средства измерений.
Основными задачами метрологии являются: установление единиц физиче
ских величин, государственных эталонов и образцовых средств измерений; раз
работка теории, методов и средств измерений и контроля; обеспечение единства
измерений; разработка методов оценки погрешностей, состояния средств изме
рения и контроля; разработка методов передачи размеров единиц от эталонов
или образцовых средств измерений рабочим средствам измерений.
Можно выделить три раздела метрологии: теоретический, прикладной и зако
нодательный. Теоретическая метрология направлена на изучение и разработку
фундаментальных основ науки о метрологии. Прикладная (практическая) метро
логия решает вопросы практического применения разработок теоретической и
положений законодательной метрологии. Законодательная метрология — раздел,
устанавливающий обязательные технические и юридические требования по при
менению единиц физических величин, эталонов, методов и средств измерений
с целью обеспечения единства и необходимой точности измерений.