История управления качеством

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального  образования

«ТИХООКЕАНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

   Кафедра «Компьютерного проектирования и сертификации машин»

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине

История управления качеством

 

Вариант №6

Тема

«Русская  метрология эпохи возрождения и  распространение метрической системы. Метрологическая деятельность Д.И. Менделеева в XIX – начале XX вв.»

 

 

 

 

                                                     Выполнил: студент группы УК-11

                                                     заочной формы обучения  

                                                     Кулькова Анна Николаевна   

                                                     Зачетная книжка № 120430976

 

                                                         Проверил: Семененко Анатолий Сергеевич   

 

 

 

г. Хабаровск 2012 г.

На пороге XIX в. Произошло знаменательное в истории метрологии событие: декретом французского революционного правительства от 10 декабря 1799 г. была легализована и введена во Франции в качестве обязательной метрическая система мер, предназначенная по мысли ее творцов на все времена, для всех народов. Однако, несмотря на свои крупные преимущества, эта система не сразу была внедрена даже во Франции.

Наполеон  Бонапарт декретом от 12 февраля 1812 г. связал метр с туазом и тем нарушил  десятичный принцип деления. В 30-х  годах во Франции фактически применялись  две системы мер: основанная на туазе  и основанная на метре. «Во Франции, - писал Э. Х. Ленц в 1839 г. – приняты  две меры: парижский фут…, 6 футов  составляют туаз; метр. Лишь законом  от 4 июля 1837 г. метрическая система  мер в ее первоначальном виде была объявлена обязательной для употребления во Франции с 1 января 1840 г. только после  этого распространение системы  за пределы Франции стало сколько - ни будь реальным.

Для России описываемый период характеризуется  значительно возросшими темпами  развития науки, техники, промышленности и торговли, основываются различные  высшие учебные заведения, научно- исследовательские  учреждения высокого класса, многочисленные научные общества, проводится ряд  съездов ученых, исследователей и  инженеров, совершаются кругосветные плавания, увеличиваются во много  раз добыча полезных ископаемых, создаются  новые отрасли промышленности, появляются железные дороги, начинается электрификация предприятий, чрезвычайно расширяется  торговля внутренняя и внешняя, а  многочисленные выставки и ярмарки  особенно ярко иллюстрируют рост торговли и промышленности в государстве.

В соответствии с этим развивалась и метрология: были проведены мероприятия в  целях повсеместного распространения  единой системы русских мер, коренным образом улучшено состояние эталонного и образцового измерительного хозяйства, расширена номенклатура мер, организовано центральное метрологическое учреждение – Главная палата мер и весов, на территории России создаются государственные поверочные учреждения.

В 1827 г. была образована Комиссия «для постановления  на неизменных началах системы Российских мер и весов». В состав Комиссии входили академики А.И. Ламберти, В.К. Вишневский и Э.А. Коллинз. Комиссия провела большую предварительную  работу, собрав образцы различных  русских и иностранных мер, выполнив ряд сличений их и др. В 1833 г. Комиссия была реорганизована и состав ее усилен; в нее вошли министр внутренних дел, представители Министерства финансов, Горного и Монетного департаментов  и академик А.Я. Шуберт и др. Комиссией  были созданы в 30-х годах единые государственные эталоны мер  длины и веса и первичные образцы  мер объема сыпучих тел и жидкостей. В соответствии с указом «О системе  Российских мер и весов» 1835 г., узаконившим  ряд мер длины, объема и веса, при  Министерстве финансов, ведавшем в  XIX в. Также вопросами торговли и промышленности, было построено в 1841 г. в Петербурге, на территории Петропавловской крепости здание для центрального метрологического учреждения – Депо образцовых мер и весов, которое возглавлял академик А.Я. Купфер с 1842 по 1865 г. Основными задачами Депо явились хранение созданных эталонов, их копий и образцов различных иностранных мер, сличение их с образцами русских мер, изготовление и поверка мер, поверка образцовых мер, рассылаемых в разные районы государства. После подведения такой метрологической базы и изготовления достаточного количества, образцовых мер было издано Положение о весах и мерах от 4 июня 1842 г., предусматривавшее обязательное применение только русских мер во всем государстве.

Первая половина XIX в. Характеризуется также повышением интереса ученых к теоретическим вопросам метрологии, в частности, к классификации погрешностей. Необходимо назвать В.Я. Струве, который в 1837 г. в своем знаменитом произведении «Микрометрические измерения двойных и многократных звезд» писал: «Природа возникающих погрешностей двойственна. Они возникают или из причин, действующих в постоянном направлении, или из дефектов органов чувств и из вредного воздействия внешних условий, называемых случайными причинами…», Струве разделял также постоянные (т.е. систематические) погрешности на инструментальные и личные и указывал пути их уменьшения.

Во второй половине и, особенно в последней  четверти XIX в. Произошли важные события международного метрологического значения, положившие прочное начало объединенной работе метрологов разных стран и распространению метрологической системы.

Инициатива  Петербургской Академии наук в учреждении Международного общества и подписание Россией Метрической конвенции 1875 г. ни в коей мере не были изолированными, тем более случайными моментами  в истории русской метрологии.

В соответствии с развитием различных отраслей промышленности и прогрессом науки  номенклатуры допущенных к применению мер значительно увеличилась, вошли  в практику новые виды измерений  в области механических и тепловых величин, начали измерять электрические  и световые величины. В течение  почти всего XIX в. Имелись только ведомственные эталоны единиц физических величин, с основанием же Главной палаты стали создавать государственные эталоны, признанные общеобязательными для различных отраслей хозяйства.

Процесс создания новых эталонов, выполнения исследовательских  работ, проведения мероприятий, направленных на осуществление верности и единства мер, освещался в основанном в 1894 г. непериодическом журнале «Временник Главной палаты мер и весов».

Измерение массы товаров, их длины, объема является весьма трудоемким процессом, который многократно повторяется  и исчисляется ежедневно многими  миллионами операций. Это особенно характерно для торговли продовольственными товарами, где большинство операций по подготовке к продаже и при продаже включает обязательное взвешивание. Взвешивают также некоторые хозяйственные товары, строительные материалы. Измеряют товары в натуральных показателях при их дозировании и фасовке, при выполнении большинства операций по приему и отпуску на складах. 
Интенсивное развитие промышленности и науки, а также расширение торговых связей между различными государствами в XIX в. явились основными причинами, стимулировавшими возникновение и прогресс метрологии как науки и постановку в качестве основной ее проблемы создание единой международной системы единиц, которая охватывала бы все области измерений. 
Первоначальными этапами решения этой проблемы были установление, и международное распространение Метрической системы мер и весов, разработка научных основ построения систем взаимосвязанных единиц физических величин, характеризующих широкий круг явлений природы, создание и практическое внедрение систем СГС, МКГСС, МТС, МКС и др. Многие из этих систем единиц имели ограниченную область применения и не были взаимосвязаны друг с другом. Одновременно с созданием систем единиц в результате стремления обеспечить максимальные удобства для измерения и записи значений тех или иных физических величин в ряде отраслей науки и техники появилось большое количество разнообразных внесистемных единиц. Из-за этого сложилось такое положение, что для одной и той же величины использовалось большое количество разных единиц (например, для силы применялось более 10 единиц, для энергии и работы - свыше 30, для давления - 18 единиц и т.д.).  
Разработка и внедрение Метрической системы мер - это первый шаг по устранению множественности единиц физических величин и воспроизводящих их мер, которая тормозила развитие промышленности и торговли. 
В период французской буржуазной революции по настоянию торгово-промышленных кругов Национальное Собрание Франции 31 марта 1791 г. приняло подготовленное Специальной комиссией, в состав которой входили известные французские ученые того времени (Лаплас, Лагранж, Кондорсе, Монж и др.), предложение о введении в качестве единицы длины метра, равного одной десятимиллионной доле четверти земного меридиана. Эта единица длины была окончательно утверждена 10 декабря 1799 г., став основой метрической системы. В качестве ее прототипа (первоначального эталона) был избран платиновый стержень. Второй единицей Метрической системы явилась единица массы - килограмм, которая первоначально равнялась массе в вакууме кубического дециметра воды при ее наибольшей плотности (4 °С) в месте, находящемся на уровне моря и на широте 45°. Прототипом этой единицы служила платиновая гиря. Прототипы метра и килограмма хранятся в Национальном Архиве Франции и называются "метр Архива" и "килограмм Архива" соответственно. 
Важным достоинством Метрической системы мер была ее десятичность, так как дольные и кратные единицы, согласно принятым правилам, образовывались в соответствии с десятичным счетом с помощью десятичных множителей, которым соответствуют приставки деци, санти, милли, дека, гекто и кило. 
Международная дипломатическая конференция семнадцати государств (Россия, Франция, Англия, США, Германия, Италия и др.) 20 мая 1875 г. приняла Метрическую конвенцию, в которой Метрическая система мер признавалась международной, утверждались прототипы метра и килограмма. Конференцией было учреждено Международное бюро мер и весов, основной задачей которого было обеспечение единства измерений в международном масштабе, и образован Международный комитет мер и весов, который осуществлял научное руководство этой работой, подготавливал и проводил Генеральные конференции по мерам и весам (ГКМВ). Первая из них была проведена в 1889 г. 
Закон о Метрической системе.В результате больших усилий, приложенных Главным хранителем Палаты мер и весов великим русским ученым Д. И. Менделеевым - горячим сторонником Метрической системы мер, в России 4 июля 1899 г. был принят закон, по которому с января 1900 г. разрешалось Метрическую систему применять "наравне с основными российскими мерами". Но только в сентябре 1918 г. в России была официально введена Метрическая система мер. Полный переход к метрической системе был завершен к 1 января 1927 г.  
После завершения в 1934 г. большой и важной работы по разработке и утверждению стандартов на единицы физических величин для всех областей науки и техники была поставлена задача их совершенствования и устранения существенных недостатков, которые были присущи этим стандартам. Главный недостаток состоял в том, что стандарты для различных областей применения основывались на разных системах единиц.  
В послевоенный период основные усилия направлялись на разработку стандартов, построенных на базе единой системы единиц. С 1955 по 1958 гг. Комитет стандартов, мер и измерительных приборов утвердил новые ГОСТы на единицы для всех областей измерений. Установление новых стандартов происходило в период разработки Международной системы единиц, являющейся современной формой Метрической системы, которая базируется на системе МКСА. Поэтому и новые стандарты в своей основе исходили из этой системы. Как и в СИ, в стандартах произведено четкое разграничение единицы массы (килограмма) и единицы силы (ньютона), отсутствие которого до этого часто вызывало путаницу между единицей силы в системе МКГСС и единицей массы в системе МКС.

«Государственная служба мер и  весов» в России начала свое существование  с 1 января 1845 г., однако развитие службы происходило очень медленно. 
Первоначально в распоряжении Д. И. Менделеева было только одно здание, обладавшее всеми условиями для сохранения стабильных условий при проведении метрологических исследований. Инициатором постройки этого здания был предшественник Д.И.Менделеева  ученый - хранитель Депо В.С. Глухов, он же определил участок для строительства на московском проспекте в Петербурге. Это здание до сих пор служит отечественным метрологам, являясь главным корпусом Всероссийского Научно – Исследовательского Института Метрологии (ВНИИМ) им. Д.И.Менделеева. Тут представлен  21 государственный эталон основных единиц международной системы, а также основанная в конце XIX века библиотека, содержащая раритетные издания по метрологии и мемориальный служебный кабинет Д. И. Менделеева. 
С 1892 года Д.И. Менделеев возглавляет Депо образцовых мер и весов (впоследствии - Главную палату мер и весов), став основоположником отечественной научной метрологии. Менделеев уделял особое внимание науке об измерениях, и считал, что ни одно исследование, а тем более открытие, невозможно без совершенствования методов измерений и измерительной техники. Об этом его знаменитое высказывание: «Наука начинается с тех пор, как начинают измерять; точная наука немыслима без меры». 
Свою деятельность в Депо образцовых мер и весов Менделеев начал с осуществления первоочередной задачи - возобновления эталонов русских мер. Под начальством Дмитрия Менделеева в 1893 году  Депо не только изменило название и стало именоваться Главной палатой мер и весов, но и изменило свое содержание, превратившись в надзорный  учебно-методический центр, совершенствовавший  регулятивную  функцию государства и, позволявший, при этом, приносить прибыль государственной казне. 
Для продолжения научно - исследовательских работ, поверки измерительных приборов и создания эталонов требовались дополнительные помещения - лаборатории, оборудование и специалисты. Менделеев писал: «Помещение центрального  здания Главной палаты вначале казалось роскошным, потом достаточным, но ныне оно до того оказалось недостаточным, что мы вынуждены уже занимать коридоры и подвал, вперёд же двигаться некуда, а закон  велит делать ещё и ещё, и делать надо каждый предмет с великой тщательностью, обеспечив местом и людьми». 
Дмитрий Иванович создал проект ещё двух  зданий: жилого – для сотрудников, где впоследствии он жил сам, и машинного корпуса, выдачи средств на который он долго добивался впоследствии. Чуть позже им был предложен проект  строительства обсерватории, так как необходимо было и определение точных единиц времени, невозможное без точных астрономических наблюдений. Решение о выделении денег было принято, однако их поступление задерживалось. Тогда Менделеев решил в целях экономии построить вместо 2х зданий одно пятиэтажное, чтобы уложиться в меньшую сумму. Этот проект и стал окончательным. 
Под руководством Менделеева и непосредственным его участии в течение шести лет (1893 - 1898) в Главной палате мер и весов были возобновлены прототипы русских мер и весов (длины и массы) — фунта и аршина. Сложная и кропотливая работа по возобновлению прототипов складывалась из следующих этапов: установления основных эталонов длины и массы и их копий; их материального воспроизведения; сравнения с английскими эталонами, как наиболее сопоставимыми с русской системой мер; сравнения всех изготовленных образцов между собой. Работами в области метрологического и поверочного дела Менделеев подготовил введение в нашей стране метрической системы мер. В 1899 он добился разрешения на ее применение (факультативное, т.е. необязательное).  
В 1895 году точность взвешивания в Палате достигла рекордной величины - тысячных долей миллиграмма при весе в один килограмм. 
Такая точность явилась результатом экспериментальных исследований Д.И. Менделеева, описанных в работе «О колебании весов». Что привело ученого к убеждению, что измерить или взвесить какой-нибудь предмет невозможно без привлечения различных областей физики и математики. Весовому методу Менделеев всегда отдавал предпочтение в своих исследованиях свойств растворов и особенно газов. В стремлении к точности взвешивания ученый ввел некоторые усовершенствования в полученные Палатой в 1895 году весы фирмы "Рупрехт" (такие же весы были установлены в Международном бюро мер и весов). Усовершенствовал и весы для взвешивания в безвоздушном пространстве конструкции венского механика И. Неметца, заказанные Менделеевым в1891 году. На этих весах была достигнута большая степень точности, чем в Международном бюро. В процессе этой работы Менделеевым был сконструирован ряд уникальных приборов: дифференциальный маятник для определения твердости вещества, маятник - маховое колесо для исследования трения в подшипниках, маятник - метроном для изучения качания маятников, маятник - весы, маятник с меняющей длиной. 
Под руководством Д. И. Менделеева было разработано новое «Положение о мерах и весах», введенное в действие с 1899 г. Прежде всего новым законом, была предусмотрена организация специальных учреждений - поверочных палаток, которые предполагалось устроить в первую очередь в торгово-промышленных и приборостроительных центрах.  
После принятия «Положения о мерах и весах» в 1899 году была организована поверочная служба, которая примерно за пять лет поверила в России более 12 миллионов мер и весов. Поверочные палатки в России стали открывать с 1900 г. Первые десять из них были созданы в крупных городах, таких как Петербург, Москва, Варшава и Нижний Новгород.  
Поверке и клеймению подлежали все используемые и вновь изготовленные меры и весы. Поверяли и меры длины, веса, объема и измерительные приборы. Если приборы были неисправны, то с нарушителей взимались денежные штрафы, и доходило до лишения права на торговлю. В случае исправности мер и весов на них ставилось клеймо и разрешалось дальнейшее их использование. Работа таких палаток была очень масштабной. 
В 1900 г. Д.И. Менделеев продолжил активное распространение функций государственного метрологического контроля. В частности, в Москве была открыта Палатка мер и весов, производившая поверку средств измерений для торговли, промышленности и железнодорожного транспорта. На базе указанной Палатки сформировалась целая система научно-исследовательских и научно-практических учреждений, находящихся в ведении Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии «Госстандарт России». 
С 1928 года начал принимать посетителей Менделеевский музей (ныне – Метрологический Госстандарта РФ), организованный в служебном кабинете учёного в центральном корпусе главной палаты. Уникальные коллекции, представленные здесь, рассказывают о формировании российской системы мер, создании первых отечественных эталонов, переходе на метрическую систему мер, о метрологической деятельности Менделеева и других выдающихся деятелей ВНИИМа. 
Результаты всех исследований, проводимых в ГПМВ, публиковались в организованном Менделеевым первом русском научном метрологическом журнале "Временник Главной палаты мер и весов". На посту управляющего Главной палаты мер и весов Менделеев оставался до конца своих дней.

 

Заключение 

Метрология есть «учение об измерениях, приводимых к эталонам». Эти слова  отнюдь не ограничивают сколько - ни будь значительно сферу ведения метрологии, поскольку все измерения, претендующие на достоверность и общеобязательность результатов, могут являться таковыми, прежде всего на основе «приведения  к эталонам», на основе передачи верных значений единиц измерения от эталонов до рабочих мер. Прошло время. Минули тысячелетия. Человечество далеко ушло в технике измерений. И чем  больше развивается измерительная  техника, тем большее значение приобретает  метрология.  
Говоря о роли Д.И. Менделеева в развитии метрологии в России, хочется сказать, что это великий человек, который внес большой вклад в развитие этой нужной и  полезной науки. 
Сегодня ВНИИ метрологии имени Менделеева является одним из крупнейших мировых центров научной и практической метрологии, головной организацией страны по фундаментальным исследованиям в метрологии, Главным центром государственных эталонов России. Эталонная база России представляет собой совокупность первичных и вторичных эталонов, а также исходных установок высшей точности для воспроизведения единиц физических величин. Являясь крупнейшим научно-техническим комплексом, она имеет в своем составе 114 государственных эталонов, более 70 установок высшей точности и 250 вторичных эталонов. Эта Эталонная база международно признана входящей в тройку самых совершенных, наряду с базами США и Японии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

 

1.  Каменцева Е.И. и Шостьин  Н.А. Метрология. "Советская историческая  энциклопедия", т.9.М., 1966.

2. Кузнецов В.А., Ялунина Г.В. Основы метрологии: Учебное пособие для вузов под редакцией В.А. Кузнецова. – М.: ИПК Издательство стандартов, 1995.

3.  Летопись жизни и деятельности Д.И. Менделеева, Л. "Наука", 1984. 
4.  Макареня А.А., Рысев Ю.В.Д.И. Менделеев. Книга для учащихся - 2-е изд., перераб. - М.: Просвещение, 1983.