Метрология, стандартизация, сертификация

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ 
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 

ФГБОУ ВПО «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 
СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» 

В. Б. Викулина, 
П. Д. Викулин 

МЕТРОЛОГИЯ 
СТАНДАРТИЗАЦИЯ 
СЕРТИФИКАЦИЯ 

Учебное пособие 

М о с к в а  2 0 1 7 

2-е издание (электронное)

УДК 628.1+006.91
ББК
38.761
В43

Р е ц е н з е н т ы:
профессор, доктор технических наук О. Г. Примин,
заместитель генерального директора ОАО «МосводоканалНИИпроект»;
профессор, доктор технических наук Л. С. Скворцов,
председатель регионального отделения «Проблемы внедрения
современных технологий» Российской академии естественных наук

В43
Викулина, Вера Борисовна.

Метрология, стандартизация, сертификация [Электронный ресурс] : 
учебное пособие / В. Б. Викулина, П. Д Викулин ; М-во образования 
и науки Рос. Федерации, Моск. гос. строит. ун-т. — 2-е изд. (эл.). — 
Электрон. текстовые дан. (1 файл pdf : 201 с.). — М. : Изд-во МИСИ—
МГСУ, 2017. — Систем. требования: Adobe Reader XI либо Adobe Digital 
Editions 4.5 ; экран 10".

ISBN 978-5-7264-1672-4
Рассматриваются ключевые понятия метрологии как науки о важнейшем познавательном процессе — измерении величин, а также о свойствах, методах и 
средствах, обеспечивающих их единство и требуемую точность в обработке результатов измерений.
Для студентов вузов, обучающихся по направлению «Строительство», а также для аспирантов и научно-технических работников.

УДК 628.1+006.91 
ББК 38.761

Деривативное электронное издание на основе печатного издания: Метрология, 
стандартизация, сертификация : учебное пособие / В. Б. Викулина, П. Д Викулин ; М-во 
образования и науки Рос. Федерации, Моск. гос. строит. ун-т. — М. : Изд-во 
МИСИ—МГСУ, 2011. — 200 с. — ISBN 978-5-7264- 0556-8

В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных 
техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать 
от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации.

ISBN 978-5-7264-1672-4
© Национальный исследовательский 
Московский государственный 
строительный университет, 2011

Предисловие 

Трудно себе представить какой-либо вид деятельности чело
века, в котором не использовались бы результаты измерений. Без 
измерений невозможно существование современной науки, технологии, промышленности, торговли, медицины и т.д. Однако 
метрология существует не сама по себе, так как с той или иной 
степенью точности выполненные измерения, сгруппированные и 
собранные в информационный материал, должны быть еще качественно обработаны и проанализированы, а это предполагает 
привлечение математических методов, таких как, например, метод теории вероятностей и метод математической статистики. С 
расширением сферы человеческой деятельности измерения охватывают все новые величины, при этом существенно расширяются 
и диапазоны измерений; в настоящее время резко возросли и 
продолжают расти требования к точности измерений, быстроте 
получения измерительной информации, качеству измерений комплекса величин. 

Многие положения метрологии узаконены международными 

конвенциями и действуют в виде международных или национальных стандартов. Это позволяет обеспечить сопоставимость 
метрологических мероприятий, реализуемых на различных предприятиях в разных государствах в течение длительного времени. 

В последнее время становится крайне необходимым, чтобы 

результаты измерений, выполненные в нашей стране и в различных странах, могли быть легко сопоставимы. 

В Российской Федерации используются два подхода к оценке

точности измерений. Один подход, связанный с анализом погрешностей, основан на понятиях и терминах, применяемых в 
отечественных нормативных документах в области обеспечения 
единства измерений, а в другом подходе для оценки точности 
используется относительно новый количественный показатель —
неопределенность, правовым обеспечением которого является 
РМГ 43–2001 по применению «Руководства по выражению неопределенности измерений». 

Следует отметить, что к сфере государственного регулирова
ния обеспечения единства измерений относятся измерения, 

предусмотренные законодательством Российской Федерации о 
техническом регулировании. 

Предлагаемое учебное пособие адресовано студентам, аспи
рантам и широкому кругу специалистов, изучающих теорию и 
практику метрологии, системы метрологического обеспечения, 
стандартизации и сертификации в области строительства, а 
именно в системах водоснабжения и водоотведения. 

На современном этапе развития мирового сообщества, харак
теризующегося высокими темпами интенсификации производства, применением взаимосвязанных систем машин и приборов, 
использованием широкой номенклатуры веществ и материалов, 
значительно возросли требования к специалистам в области стандартизации. В этих условиях роль стандартизации как важнейшего звена в системе управления техническим уровнем и качеством 
продукции и услуг на всех этапах научных разработок, проектирования, производства, эксплуатации и утилизации имеет первостепенное значение. Стандартизация изучает вопросы разработки 
и применения таких правил и норм, которые отражают действие 
объективных технико-экономических законов, играют большую 
роль в развитии промышленного производства, вносят значительный вклад в рост общественного богатства, способствует 
улучшению использования основных фондов, природных богатств. Стандартизация имеет непосредственное отношение к совершенствованию управления производством, повышению качества технологических процессов. 

Активно развивается сертификация систем качества и эколо
гического управления предприятий на соответствие стандартам 
серий ИСО 9000 и ИСО 14000, а также сертификация персонала. 

В учебном пособии обобщены результаты научных исследо
ваний и практический опыт в рассматриваемой области за последние годы как в России, так и за рубежом.  

Авторы выражают глубокую признательность сотрудникам 

МосводоканалНИИпроекта, Регионального отделения РАЕН и 
коллективу кафедры «Водоотведение и водная экология» и лично 
заведующему кафедрой проф., д-ру техн. наук Е.В. Алексееву за 
замечания и полезные советы, сделанные при рецензировании 
рукописи учебного пособия. 

Авторы 

1. Метрология

1.1. ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА О СОСТОЯНИИ 

ИЗМЕРЕНИЙ В РАЗНЫХ СТРАНАХ МИРА 

Метрология — это наука об измерениях и средствах обеспече
ния их единства и способах достижения требуемой точности.  

Теоретическая метрология — раздел метрологии, посвящен
ный теоретическим проблемам решения измерительных задач. 
Содержит теорию измерений, теорию обработки результатов измерений и теорию погрешности. 

Прикладная метрология — раздел метрологии, посвящённый 

практике решения измерительных задач. Содержит методики их 
решения. 

Законодательная метрология — раздел метрологии, посвя
щённый разработке метрологических правил и норм, а также 
нормативных документов и рекомендаций по метрологии, так как 
практически не всегда удаётся обеспечить научное обоснование 
методик решения измерительных задач. 

Основная проблема метрология — проблема точности реше
ния измерительных задач. Для определения погрешностей измерений создаются эталоны единиц величин, исследуются изменения их свойств с течением времени и выводятся соответствующие 
поправки. 

В далекие исторические времена человеку приходилось по
степенно постигать не только искусство счета, но и измерений. 
При изготовлении простейших орудий труда, строительстве жилища, добывании пищи возникала необходимость измерять расстояния, а затем площади, ёмкости, массу, время. Если при счете 
человек пользовался пальцами рук и ног, то при измерении расстояний использовались руки и ноги. У каждого народа были 
свои единицы измерений. Например, строители египетских пирамид эталоном длины считали локоть (расстояние от локтя до 
конца среднего пальца), древние арабы — волос из ослиной морды, англичане до сих пор пользуются королевским футом (в переводе с английского фут означает нога), равным длине ступни 
короля. Длина фута была уточнена с введением такой единицы 

длины как шток. Это «длина ступней 16 человек, выходящих из 
храма от заутрени в воскресенье». Деля длину штока на 16 равных частей, получали среднюю длину ступни, ибо из церкви выходили люди разного роста. Длина фута стала равняться 30,48 см. 
Английский ярд тоже связан с размерами человеческого тела. Эта 
мера длины была введена королем Эдгаром и равнялась расстоянию от кончика носа его величества до кончика среднего пальца 
вытянутой в сторону руки. Как только сменился король, ярд 
удлинился, так как новый монарх был более крупного телосложения. Такие изменения длины вносили большую путаницу, поэтому король Генрих I узаконил постоянный ярд и приказал изготовить из вяза эталон. Этим ярдом в Англии пользуются до сих 
пор (длина его равна 0,9144 м). Для измерения небольшой длины 
употреблялась длина сустава большого пальца (в переводе с голландского дюйм означает большой палец). Длина дюйма в Англии была уточнена и стала равняться длине трех ячменных зерен, вынутых из средней части колоса и поставленных друг к 
другу своими концами. Из английских повестей и рассказов известно, что крестьяне часто определяли высоту лошадей ладонями. 

В программе Олимпийских игр Древней Эллады был бег на 

стадию. Установлено, что греческая стадия (или стадий) — это 
длина стадиона в Олимпии — 192,27 м. Эта мера была введена в 
Вавилоне, а затем перешла к грекам. За стадий принимали расстояние, которое человек проходит спокойным шагом за время 
восхода солнца. Это время приблизительно равно двум минутам. 

Почти у всех народов расстояние измерялось шагами, но для 

измерения полей и других больших расстояний шаг был слишком 
малой мерой, поэтому была введена мера трость или двойной 
шаг, а затем и двойная трость, или перша. В морском деле трость 
называлась штоком. В Англии была и такая мера, как палка пахаря, длина которой 12—16 футов. В Риме использовалась мера, 
равная тысяче двойных шагов, получившая название миля (от 
слова милле, милиа — тысяча). 

У наших предков были и весьма любопытные способы изме
рения. У славян была такая мера длины, как «вержение камня» —
бросок камнем, «перестрел» — расстояние, которое пролетала 
стрела, выпущенная из лука. Расстояния измерялись и так: «Печенегия отстояла от хазар на пять дней пути, от алан на шесть 

дней, от Руси на один день, от мадьяр на четыре дня и от болгар 
дунайских на полдня пути». В старинных грамотах о пожаловании земли можно прочитать: «От погоста во все стороны на бычачий рев», это значило — на расстояния, с которых еще слышен 
рев быка. Подобные меры были и у других народов — «коровий 
крик», «петушиный крик». Мерой служило и время «пока закипит котел воды». Эстонские моряки говорили, что до берега еще 
«три трубки» (время, затраченное на выкуривание трубок). «Пушечный выстрел» — тоже мера расстояния. Когда в Японии еще 
не знали подков для лошадей и «обували соломенными подошвами», появилась мера «соломенный башмак» — расстояние, на 
котором этот башмак изнашивался. В Испании известна мера 
расстояния — сигара: путь, который может пройти человек, куря 
сигару. В Сибири в стародавние времена употреблялась мера расстояния — бука. Это расстояние, на котором человек перестает 
видеть раздельно рога быка. 

Единица аптекарского веса до последнего времени называлась 

граном, что значит зерно. Единицей массы драгоценных камней и 
жемчуга является карат — вес семени одного из видов бобов, 
равный 0,2 г. 

У римлян мерой земляных участков был югер (от «югум» — яр
мо). Это участок земли, вспахиваемый за день двумя волами, 
впряженными в деревянное ярмо. 

На Руси существовали свои измерения. В России до конца 

XVI в. основной единицей был локоть (около 0,46 м), а позднее, 
вплоть до XVIII в., — аршин, равный полутора локтям или 27 
английским дюймам (0,686 м). Сажень до XVII в. равнялась трём 
локтям, а в 1649 г. была установлена сажень, равная трем аршинам. Размер версты также был неодинаковым в разное время. В 
писцовом наказе 1554 г. названа верста в 500 саженей царских, а 
уложение 1649 г. установило версту в 1000 саженей трехаршинных. Древнейшими мерами длины являются локоть и сажень. 
Локтем являлась длина от локтя до переднего сустава среднего 
пальца и равнялась половине английского ярда. Название сажень 
происходит от славянского слова сяг — шаг. Сначала оно означало расстояние, на которое можно шагнуть. Затем стали различать 
сажени — маховую, косую, казенную, мерную, большую, греческую, церковную, царскую, морскую, трубную. Сажень маховая 

или мерная — расстояние между вытянутыми пальцами раскинутых рук (176 см). Сажень простая (152 см) — расстояние между 
размахом вытянутых рук человека от большого пальца одной руки
до большого пальца другой. Сажень косая (248 см) — расстояние 
между подошвой левой ноги и концом среднего пальца вытянутой вверх правой руки. Сажень трубная — длина труб на соляных 
промыслах. 

Небольшие расстояния на Руси измерялись четвертями, пядя
ми и аршинами. Четверть — расстояние между раздвинутыми 
большим и указательным пальцами, пядь — расстояние от конца 
большого пальца до конца мизинца при наибольшем возможном 
их раздвижении. Четыре четверти составляли аршин, который, в 
свою очередь, трижды вмещался в косую сажень. Мера длины, 
равная 0,1 дюйма, называлась линией (очевидно потому, что ее 
можно было отложить при помощи линейки). К наиболее мелким 
старинным русским мерам длины относится точка, равная 0,1 линии. Возможно, отсюда появилось слово точность. 

Для измерения больших расстояний в древности была введена 

мера, называемая поприще, а затем взамен ее появляется верста. 
Название это происходит от слова вертеть, которое вначале означало поворот плуга, а потом ряд, расстояние от одного до другого 
поворота плуга при пахоте. Длина версты в разное время была 
различной — от 500 до 750 саженей. Да и верст-то было не одна, 
а две: путевая — ею измеряли расстояние пути и межевая — ею 
измеряли земельные участки. 

До XVIII в. в России наряду с десятиной применялись и еди
ницы площади, изменяющиеся в зависимости от качества земли. 
Так, единица площади под названием выть равнялась шести десятинам хорошей земли, или семи десятинам средней, или восьми 
десятинам плохой земли. Аналогично изменялась и единица 
площади, носившая название соха. 

Человеку требовалось измерять не только расстояния, длину, 

площадь. Существовали также меры жидкости, сыпучих веществ, 
единицы массы, денежные единицы. 

Из мер жидких тел Древней Руси известны: бочка, ведро, кор
чага, насадка, кружка, чарка. Основной мерой жидкости было 
ведро. Корчагами (12 кг) измеряли мед и воск. Насадка — 2,5 

ведра. Бочка равнялась 4 насадкам или 10 ведрам. Бочка могла 
равняться и 40 ведрам. Более мелкие меры: штоф — десятая 
часть ведра, чарка — сотая часть ведра, шкалик равнялся двум 
чаркам. Русскими мерами веса в X—XVI вв. были берковец, пуд, 
большая гривенка и золотник. Позднее большую гривенку стали 
называть ансырь, а в XVII в. — фунт. 

Мерами сыпучих тел были бочка и кадь (оков). Кадь была 

хлебной мерой, вмещала 14 пудов ржи (около 230 кг). Делилась 
она на две половины или восемь осьмин (четвериков). Позже появился гарнец, равный 1/8 четверика. Название гарнец идет от 
глагола загребать и означает деревянную или железную посудину 
для зерна. Существовало много и местных мер: коробья, пуз, рогожа, лукно и другие. 

Древнейшей единицей массы (веса) была гривна или гривенка, 

позже получившая название фунт. Русский фунт (400 г) был 
меньше английского (454 г). Фунт, как и пуд, происходит от латинского корня и обозначает вес, тяжесть. Фунт подразделялся на 
96 золотников, а золотник на 96 долей. Помимо торгового фунта 
употреблялся аптекарский фунт, который делился на 12 унций. 

Более крупными единицами веса был пуд, равный 40 фунтам, 

и берковец, равный 10 пудам. Берковец происходит от слова беркун — большая плетеная корзина, короб для подноски корма скоту, для переноски сена, соломы. Сходное происхождение имеет 
слово тонна, оно происходит от английского тун — бочка. 

В старину у многих народов мера веса часто совпадала с ме
рой стоимости товара, так как деньги выражались в весе серебра 
и золота. Так, в Вавилоне денежная единица щекель, а в Риме асс 
были и единицами веса. Таково же происхождение и английской 
денежной единицы фунт стерлингов. 

Древнейшей единицей веса и денежного счета на Руси, види
мо, была гривна. Её вес был 409,5 г. Предполагают, что гривна от 
слова «грива»: по количеству серебра гривна равнялась стоимости коня. Различались гривны кунные, серебряные и золотые. 
Кунные готовились из низкопробного серебра и стоили вчетверо 
дешевле настоящих серебряных. Золотая гривна была в 12,5 раз 
дороже серебряной. Позднее гривну стали рубить пополам на 
гривенки и новый слиток в половину денежной гривны назвали 

рублем. Рубль (очевидно от слова «рубить») стал основной денежной единицей на Руси. 

В летописях встречается слово «деньга», видимо от названия 

индийской серебряной монеты «танка». Шесть денег составляли 
алтын (от татарского алты — шесть). Алтын приравнивался к 
трем копейкам. Название «копейка» происходит от маленьких 
монет, выпущенных при Иване Грозном, с изображением всадника с копьем. При Петре I появились гривенники (10-копеечные 
монеты) и полтинники (50-копеечные монеты). 

Соотношения между единицами мер были самые разнообраз
ные. У всех народов складывалась сложная и запутанная система 
мер. Каждое, даже самое маленькое, государство, каждый хоть 
немного самостоятельный народ, каждый город стремились измерять своими мерами. Это вносило большую неразбериху при 
учёте ценностей и особенно в торговле. 

С развитием торговых отношений между государствами по
требовалось создание эталонов. В разные века предпринимались 
попытки ввести эталоны. За это время система мер претерпела
множество изменений. 

В 1960 г. на XI Генеральной конференции по мерам и весам, 

на которую прибывали представители 32 стран, была принята 
Международная система единиц. С 1963 г. ею пользуются во всех 
областях науки, техники и в различных отраслях экономики: 

1.2. ОСОБЕННОСТИ И МЕСТО ИЗМЕРЕНИЙ  

В ПРОЦЕССЕ ПОЗНАНИЯ 

На проблемы измерения обращают внимание как философы, 

так и естествоиспытатели, потому что при наблюдении и проведении эксперимента, роль которых в познании объективной реальности очень велика, измерения занимают важное место. Современное естествознание развивается в таком направлении, что 
познание качественных сторон явления должно сочетаться с 
определением количественных отношений между объектами и 
явлениями объективной реальности. 

С зарождением естествознания природа познавалась с помо
щью наблюдений. Прежде чем делать какие-то выводы о ходе