Metrologie v zeměměřictví(přednáška pro předmět ING3)

Lenka Línková

12. 5. 2009

http://k154.fsv.cvut.cz/~linkova

Metrologie = věda zabývající se měřením, zahrnuje teoretické i praktické aspekty ve vztahu k měření, bez ohledu na to, v jaké oblasti se tato měření vyskytují (ČSN 01 0115).

• definování jednotek měření a jejich realizace• etalony a návaznost měření

Návaznost měření – měření je provedeno přístrojem, u kterého je zajištěna vazba na hierarchii etalonů.

Nejdůležitější předpisy z oblasti metrologie

• zákon č. 505/1990 Sb., o metrologii + prováděcí vyhlášky

• zákon č. 20/1993 Sb., o zabezpečení výkonu státní správy v oblasti technické normalizace, metrologie a státního zkušebnictví

• zákon č. 22/1997 Sb., o technických požadavcích na výrobky

Zákon č. 20/1993 Sb. – zřizuje Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví (ÚNMZ), vymezuje orgány státní správy pro oblast technické normalizace, metrologie a státního zkušebnictví.

Zákon č. 22/1997 Sb. – zabývá se tvorbou a vydáváním českých technických norem (obecně nejsou závazné), vymezuje pojmy autorizace, akreditace a posuzování shody výrobků.

Zákon 505/1990 Sb. o metrologii

základní poslání = úprava práv a povinností podnikatelských subjektů, orgánů státní správy a subjektů pověřených výkonem státní správy, za účelem zabezpečení jednotnosti a správnosti měřidel a měření.

• závazný pro všechny organizace zabývající se měřením

Zákon dělí měřidla na:• etalony• pracovní měřidla stanovená (stanovená

měřidla)• pracovní měřidla nestanovená (pracovní

měřidla)• certifikované referenční materiály a ostatní

referenční materiály = zhotovené vzorky látek nebo materiálů (především pro oblast chemie)

Etalon = měřidlo, které slouží k reprodukci a uchování jednotky fyzikální veličiny a dále slouží k předání hodnoty této jednotky méně přesným měřidlům (hierarchie etalonů).

Etalony mají sloužit výhradně k navazování měřidel nižší přesnosti, nemají se používat k rutinnímu měření.

Celosvětově nejvyšším etalonem je mezinárodní etalon, deponovaný v Mezinárodním úřadě vah a měr v Sèvres u Paříže. Na mezinárodní etalony jsou v určitých stanovených periodách navazovány státní etalony. Na státní etalony jsou navazovány etalony sekundární, od kterých jsou odvozovány hodnoty etalonů v celém národním hospodářství.

Stanovená měřidla = měřidla, která MPO stanoví k povinnému ověřování s ohledem na jejich význam v závazkových vztazích (například při prodeji, při poskytování služeb atd.), pro stanovení poplatků a daní, pro ochranu zdraví, pro ochranu životního prostředí atd.

Stanovená měřidla jsou uvedena ve vyhlášce č. 345/2002 Sb. (65/2006 Sb.).

Před uvedením stanovených měřidel do oběhu má jejich výrobce a po provedení opravy těchto měřidel opravce povinnost zajistit jejich prvotní ověření.

Z geodetických měřidel patří mezi stanovená měřidla měřická pásma (položka 1.1.2) s neomezenou dobou platnosti ověření.

Pracovní měřidla = měřidla, která nejsou etalonem ani stanoveným měřidlem. Před uvedením pracovních měřidel do oběhu má jejich výrobce a po provedení opravy těchto měřidel opravce povinnost zajistit jejich prvotní kalibraci.

Zákon opravňuje uživatele stanovit si způsob návaznosti svých pracovních měřidel.

Navazování etalonů = kalibrování

Navazování stanovených měřidel = ověřování

Navazování pracovních měřidel = kalibrování (lhůty u kalibrací si vlastník pracovních měřidel určuje sám)

Ověřování provádí pouze státní metrologické orgány – Český metrologický institut (www.cmi.cz) a autorizovaná metrologická střediska. Ověřené stanovené měřidlo se opatří úřední značkou nebo se vydá ověřovací list.

Kalibraci pracovních měřidel si vlastníci těchto měřidel mohou zajistit sami pomocí svých hlavních etalonů, prostřednictvím Českého metrologického institutu nebo akreditovaných kalibračních laboratoří nebo u jiných uživatelů měřidel, kteří mají příslušné hlavní etalony navázané na jejich etalony ČMI nebo na etalony zahraničních subjektů.

Ověřování a kalibrace měřidel – shrnutí

14

Stanovená měřidla Pracovní měřidla Etalony Způsob návaznosti ověření kalibrace kalibrace Navázání provede ČMI nebo autorizované

metrologické středisko jakýkoliv subjekt

s etalonem ČMI nebo

akreditovaná kalibrační laboratoř

Postup při navázání stanoví

vyhláška, norma nebo jiný technický předpis

není stanoven právní úpravou

Výstup navázání ověřovací list nebo úřední značka

není stanoven právní úpravou (většinou kalibrační list nebo kalibrační značka)

Lhůtu návaznosti stanoví

vyhláška č. 345/2002 Sb. uživatel měřidla

15

Útvar Metrologie a IG ve VÚGTK Zdiby

• www.vugtk.cz• pověřen výkonem funkce autorizovaného

metrologického střediska – ověření stanovených měřidel v oboru délka (měřická pásma)

• referenční délkový etalon = laserový interferometr s vlnovou délkou 633 nm

• azimutální etalon, geodetická délková kalibrační základna Hvězda a Koštice.

16

• akreditován jako kalibrační laboratoř pro kalibraci měřidel v oboru délka a úhel pro:

elektronické, laserové a ultrazvukové dálkoměry, totální stanice, teodolity, nivelační přístroje a latě, vodováhy

17

Geodetická délková základna Hvězda

• základna pro kalibraci dálkoměrů se 7 body• stabilizace bodů betonovými bloky

40x40x110cm (shora zapuštěn bronzový čep s otvorem o průměru 1,5 mm)

• celková délka základny 960,8725 m • úseky základny určeny měřením délek ve

všech kombinacích a z vyrovnání MNČ, přesnost určení délky jednotlivých úseků σ ≤ 1,0 mm

18

Azimutální základna Židovské Pece • hlavní bod základny pro kalibraci úhlových

geodetických přístrojů je stabilizován betonovým blokem 20x20x80 cm s bronzovým čepem s vyvrtaným otvorem o průměru 1,5 mm

• jednotlivé směry azimutálního etalonu (4) jsou signalizovány měřicí značkou na stěnách budov (rovnoměrně v rozsahu 400 gon)

• základna určena pro kalibraci teodolitů, totálních stanic, gyroteodolitů apod.

19

Geodetická délková základna Koštice • stabilizace bodů provedena do hloubky 5 až

9 metrů, konstrukce pilířů uzpůsobena pro nucenou centraci přístrojů a hranolů

• úseky základny byly určeny měřením ve všech kombinacích a z vyrovnání MNČ

• úsek E1 (body 1-7)  460 m    σ ≤ 0,6 mm

úsek E2 (body 1-12)  1450 m    σ ≤ 0,9 mm úsek E3 (body 12-13) 3238 m   σ ≤ 2,6 mm  úsek E4 (body 12-14) 4358 m σ ≤ 3,2 mm

úsek E5 (body 12-15) 10456 m   σ ≤ 6,8 mm

21

Technická normalizace v zeměměřictví

Účel normalizace – dosáhnout alespoň nezbytně nutné úrovně užitných vlastností.

Norma (technická) = dokument vypracovaný za všeobecného souhlasu, který uvádí pravidla a směrnice pro všeobecné řešení. V normě je zachycena současná úroveň rozvoje vědy a technologií.

Normy v ČR vydává Úřad pro technickou normalizace, metrologii a státní zkušebnictví (ÚNMZ) – české normy mají označení ČSN.

22

Cíle norem:• ochrana spotřebitelů a veřejného zájmu• zjednodušení výrobních činností• sjednocení měřicích metod, jednotek měření a

kontroly měřidel – metrologie• stanovení metod vyhodnocení výsledků• zajištění návaznosti na rozhraní různých oborů

23

Většina norem je pouze doporučených, závazné normy stanovuje zákon. Pro obor zeměměřictví jsou závazné normy uvedeny v příloze vyhlášky č. 31/1995 Sb.

Mezinárodní organizace pro standardizaci ISO vydává mezinárodní normy.

Evropské normy mají označení EN.

24

ČSN ISO 17123 Optika a optické přístroje – Terénní postupy pro zkoušení

geodetických a měřických přístrojů

Část 1: Teorie

Část 2: Nivelační přístroje

Část 3: Teodolity

Část 4: Elektrooptické dálkoměry

Část 5: Elektronické tachymetry

Část 6: Rotační lasery

Část 7: Optické provažovače

25

• norma přijímá anglickou verzi mezinárodní normy z roku 2002 (v ČR vyšla 2005, část 1 v češtině 2009)

• uvádí terénní postupy pro určování a vyhodnocování přesnosti geodetických přístrojů a jejich příslušenství při použití pro stavební a zeměměřické práce

• postupy jsou míněny jako terénní kontrola vhodnosti přístroje pro daný úkol

• uvedené postupy jsou navrženy tak, že systematické vlivy mohou být z velké části kompenzovány nebo zanedbány.