Основы метрологии

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ 

ФЕДЕРАЦИИ 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ 
АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ 

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ 

«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА» 

 

 
 

Кафедра «Геодезия, геоинформатика и навигация» 

 
 
 
 
 

Ю.Н. МЕДВЕДЕВ 

 
 

ОСНОВЫ МЕТРОЛОГИИ 

 
 
 

Учебное пособие 

 
 
 
 
 
 
 
 

Москва – 2020

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ 

ФЕДЕРАЦИИ 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ 
АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ 

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ 

«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА» 

 

 
 

Кафедра «Геодезия, геоинформатика и навигация» 

 
 
 
 
 

 Ю.Н. МЕДВЕДЕВ 

 
 

ОСНОВЫ МЕТРОЛОГИИ 

 
 
 

Учебное пособие 

 для студентов специальностей  

23.05.06 Строительство железных дорог, мостов и 

транспортных тоннелей 

08.03.01 Строительство 

21.03.02 Землеустройство и кадастры 

 
 
 
 
 

Москва – 2020

 
УДК 006.91 
М 42 
 
Медведев Ю.Н. Основы метрологии: Учебное пособие 

по 
дисциплине 
«Метрология. 
Стандартизация. 

Сертификация». – М.: РУТ (МИИТ), 2020. – 83 с. 

 
В учебном пособии рассмотрены основы метрологии 

как науки об измерениях, методах и средствах обеспечения 
их единства; способы достижения требуемой точности; 
приведены основные сведения о единицах физических 
величин, 
даны 
теория 
погрешностей 
и 
методы 

математической обработки результатов измерений. 

Учебное 
пособие 
предназначено 
для 
студентов 

строительных специальностей, является расширенным 
курсом лекций читаемых автором, а также может быть 
использовано широким кругом специалистов, работающих 
в области техники геодезических и навигационных 
измерений.  

 

Рецензенты:  

Б.Л. Недорчук – к.т.н., доцент кафедры «Вагоны и 

вагонное хозяйство» РУТ (МИИТ),  

Б.А. Сахаров – д.т.н., технический директор ООО «Время-

Ч», 

Ю.Ф. 
Смирнов 
– к.т.н., 
начальник 
отдела 
ФГУП 

«ВНИИФТРИ» 

 
 

© РУТ (МИИТ), 2020 

 

ВВЕДЕНИЕ 

 

Развитие 
науки 
и 
техники, 
технологических 
и 

производственных  процессов, повышает роль метрологии 
как науки об измерениях. Это объясняется тем, что без 
опережающего развития метрологии невозможен прогресс 
многих научных направлений, а также невозможно 
создание и эффективное использование современной 
измерительной техники. Как известно, важнейшей задачей, 
возникающей в процессе измерения, является обеспечение 
единства измерений и достоверности их результатов. Это 
связано с тем, что за последнее время резко повысились 
требования к точности измерений, увеличилось количество 
измеряемых величин и расширились диапазоны их 
измерения. 
Возникла 
необходимость 
измерять 

быстроизменяющиеся 
величины, 
их 
характеристики 

процессов и систем. 

 
 

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ МЕТРОЛОГИИ 

 

Метрология как наука и область практической 

деятельности 
зародилась 
в 
древности. 
Основой 

древнерусской системы мер длины, объема и массы 
послужила 
тщательно 
разработанная 
система 

древнеегипетских мер. Впрочем, древнеегипетская система 
была воспринята и в древней Греции, в др. Риме и других 
государствах.  

Слово “метрология” в переводе с греческого означает 

учение о мерах. Для наших дней можно сказать, что 
метрология – это наука об измерениях, обеспечения их 

единства, методах и средствах достижения требуемой 
точности. 

У всех народов использовались части человеческого 

тела в качестве мер длины, о чем свидетельствуют уже 
сами названия: фут – ступня, дюйм – палец. 

В качестве исходных мер длины издревле применяли 

также ширину зерна (в особенности ячменного), толщину 
волоса верблюда или мула. У арабов в VIII- IХ вв. 
ячменное зерно приравнивалось 6 верблюжьим волосам. 
Актом английского короля Эдуарда I дюйм определялся 
как “три сухих круглых ячменных зерна”. Вес зерна 
ячменя 
или 
пшеницы 
(иногда 
плодов 
деревьев) 

использовали в качестве исходной меры веса, о чем 
свидетельствует, например, наименование меры “гран” – 
зерно. 

Русь 
эпохи 
Киевского 
Великого 
княжества 

принадлежала к числу передовых стран своего времени. 
Практика ремесел, торговли, строительства в древней Руси 
привела к созданию системы мер, которая удовлетворяла 
потребности 
того 
времени 
и 
оказалась 
достаточно 

устойчивой на протяжении ряда столетий. 

Система древнерусских мер длины включала в себя 

несколько основных мер. Такие как верста, сажень, локоть 
и пядь. 

Меры площади: квадратных метров не было, были 

“дом”, “рало”, “соха”, “обжа”. 

Меры объема: 1 кадь=2 половникам=4 четвертям=8 

осьминам. 

Меры веса: берковец, пуд, гривна, гривенка, золотник, 

почка, пирог. 

Для поддержания единства фактических значений 

установленных мер в Киевской Руси служили образцовые 

меры, которые находились обычно в распоряжении князей 
и представлялись ими для единовременного пользования в 
торговле или строительстве. 

С 
появлением 
образцовых 
мер 
появилась 

необходимость их бережного хранения. Церковные храмы 
были своего рода общественными центрами, поэтому там и 
хранились 
общественные 
образцовые 
меры. 
На 

духовенство был возложен надзор за мерами и весами. 
Непосредственное наблюдение за мерами и весами, а 
также за правильным выполнением измерений в крупной 
торговле лежало на низших чинах церковного клира и на 
выборных представителей купечества. Для придания 
мерам законности на них выставлялись имена князей или 
название города. 

С целью предотвращения неправильных измерений и 

различных обманов, связанных с использованием мер и 
весов, 
были 
установлены 
строгие 
наказания 
для 

непосредственных виновников порчи средств измерений, 
особенно злонамеренной (“казнити близко смерти”, иногда 
также с конфискацией имущества). 

Таким образом, монастыри и церкви явились не только 

первыми хранителями государственных мер и весов, но и 
представителями надзора за правильностью торговых 
сделок и верностью мер и весов. 

Образцовые 
меры, 
санкционированные 

государственной властью, часто передавались князьям в 
постоянное или временное пользование при выполнении 
определенных торговых операций или строительных 
работ. 

Вопросы надзора за отсутствием злоупотреблений 

отражались в международных договорах того времени. 
Эти договора содержали правила, которых должны были 

придерживаться весовщики. Весовщики должны были 
целовать крест, иногда и повторно, в том, что они будут 
взвешивать товары правильно, без обмана в пользу той или 
иной стороны; при взвешивании весовщики обязаны были, 
положив товар и гири на весы, отнять руки и отступить от 
весов. 

В XV веке в связи с образованием Московского 

государства значительно увеличился оборот за счет 
торговли присоединенных городов. Большой доход от 
таможенных пошлин и разного рода торговых сборов и 
налогов вызвал необходимость сосредоточения всех дел по 
мерам и весам в органах государственной власти. В связи с 
этим надзор за правильностью мер и весов от церквей и 
духовенства постепенно переходит к гражданской власти – 
к приказам, и, главным образом, к приказу большого 
прихода или большой казны, и делаются первые попытки 
установить единообразие мер и весов на территории всего 
государства. 

При Иване Грозном запрещается иметь частные весы, 

а предписывается пользоваться за определенную плату 
“государственными” – казенными весами; взвешивание 
производят “весы”, или “пудовщики”; за взвешивание 
устанавливается особая такса. 

Особенно 
сильно 
российская 
метрология 
стала 

развиваться при Петре I. Еще в конце XVII в. Петром I был 
организован ввоз различных измерительных приборов 
(угломерных, оптических и др.), требовавшиеся для армии 
и флота, в связи, с чем появились ремонтно-юстировочные 
мастерские. 

Расширилась 
лабораторно-контрольная 
база. 
На 

многих 
заводах 
были 
организованы 
контрольно-

измерительные 
лаборатории, 
достаточно 
хорошо 

оснащенные. 

Необходимость применения правильных и клейменых 

мер, весов и гирь всеми торговцами была подтверждена 
Петром I рядом указов, наказов и инструкций. Надзор за 
мерами и весами возлагается на воевод, а в Москве – на 
обер-полицмейстера, которые должны были требовать от 
магистратов сведения о нарушении узаконений и мерах и 
весах. 

В 1736 г. правительством была образована Комиссия 

об учреждении весов и мер, общей задачей которой 
являлось установление прочных метрологических основ 
для упорядочения измерительного хозяйства. 

Наблюдение за мерами и весами и за отсутствием 

злоупотреблений осуществлялось в городах новыми 
административными органами, а в уездах – местными 
органами власти. Одновременно надзор за мерами и 
весами несла полиция. 

За неправильные меры и весы, за обмеривание, 

обвешивание 
и 
другие 
обманы 
и 
злоупотребления 

предусматривались 
наказания, 
основными 
формами 

которых являлись штрафы и телесные наказания. 

В 1842 году было создано специальное учреждение 

для хранения образцовых мер, получившее название Депо 
образцовых мер и весов, которое стало первым по времени 
государственным 
метрологическим 
и 
поверочных 

учреждением страны. 

Основоположником государственной службы мер и 

весов является Д.И. Менделеев. В 1892 году он был 
назначен ученым хранителем Депо образцовых мер и 
весов. Первым мероприятием Д.И. Менделеева было 
создание Главной Палаты мер и весов, роль которой в 

дальнейшей организации государственной службы мер и 
весов была исключительно велика. Это случилось 20 июня 
1893 года.  

Сейчас это Всероссийский научно-исследовательский 

институт метрологии им. Д.И. Менделеева. В настоящее 
время в здании размещены:  

государственные 
эталоны 
основных 
единиц 

международной системы, в том числе эталоны метра, 
килограмма, кельвина, вольта, ампера (всего 21 эталон)  

уникальная 
научно-техническая 
библиотека, 

основанная в конце XIX века, имеющая раритетные 
издания в области метрологии  

Параллельно с Россией метрология развивалась и в 

других странах мира. 

Исторически важные этапы в развитии метрологии в 

России: 

17-18 века – Петр 1 издает указы на согласование 

прототипов русских и иностранных мер 

1842 г. – принято «Положение о мерах и весах», 

создано первое государственное проверочное учреждение 
– Депо образцовых мер и весов 

1875 г. - подписание международной Метрической 

конвенции 

1893 г. – Депо преобразовано в Главную палату мер и 

весов 

1918 г. – создание метрической системы 
Различные службы и комитеты 
1954 г. – Комитет стандартов, мер и измерительных 

приборов 

1970 г. – Государственный комитет Совета Министров 

СССР по стандартам 

2004 г. – Федеральное агентство по техническому 

регулированию и метрологии. 

 
 

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ТЕРМИНЫ 

МЕТРОЛОГИИ 

 

Физические величины 

 

С января 2001 г. на территории России введены 

рекомендации РМГ 29-99, содержащие основные термины 
и определения в области метрологии, согласованные с 
международными стандартами ИСО 31(0-13) и ИСО 1000. 

В соответствии с этими документами метрология - это 

наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их 
единства и способах достижения требуемой точности. 

В зависимости от цели различают три раздела 

метрологии: 
теоретический, 
законодательный 
и 

прикладной. 

В теоретической (фундаментальной) метрологии 

разрабатываются фундаментальные основы этой науки. 

Предметом законодательной метрологии является 

установление обязательных технических и юридических 
требований по применению единиц физических величин, 
эталонов, методов и средств измерений, направленных на 
обеспечение единства и необходимой точности измерений. 

Практическая (прикладная) метрология освещает 

вопросы 
практического 
применения 
разработок 

теоретической и положений законодательной метрологии. 

Все объекты окружающего мира характеризуются 

своими свойствами.