1

Metrologie v zeměměřictví

(přednáška pro předmět ING3)

Lenka Línková

26.4.2016

2

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 (TNI 01 0115).

• definování jednotek měření a jejich realizace (etalony), návaznost měření

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

3

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

4

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.

5

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

6

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)

7

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.

8

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.

9

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.

10

Před uvedením stanovených měřidel do

oběhu má jejich výrobce povinnost

zajistit jejich prvotní ověření.

Z geodetických měřidel patří mezi

stanovená měřidla měřická pásma

(položka 1.1.2) s neomezenou dobou

platnosti ověření.

11

Pracovní měřidla = měřidla, která nejsou

etalonem ani stanoveným měřidlem. Před

uvedením pracovních měřidel do oběhu

má jejich výrobce povinnost zajistit jejich

prvotní kalibraci.

Zákon opravňuje uživatele stanovit si

způsob návaznosti svých pracovních

měřidel.

12

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 (ČMI –

www.cmi.cz) a autorizovaná metrologická

střediska. Ověřené stanovené měřidlo se

opatří úřední značkou nebo se vydá ověřovací

list.

13

Kalibraci pracovních měřidel si vlastníci

těchto měřidel mohou zajistit sami

pomocí svých hlavních etalonů,

prostřednictvím ČMI, akreditovaných

kalibračních laboratoří nebo u jiných

uživatelů měřidel, kteří mají příslušné

hlavní etalony navázané na etalony ČMI

nebo na etalony zahraničních subjektů.

14

Ověřování a kalibrace měřidel – shrnutí

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 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 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 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 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 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

• státní etalon velkých délek

20

21

Zabezpečení metrologického

pořádku ve firmě

Pro uchování měřidel ve způsobilém stavu musí

být ve firmě vytvořen tzv. konfirmační

systém, který zahrnuje směrnice a postupy pro:

• kalibraci pracovních měřidel

• ověřování stanovených měřidel

• opravy měřidel

• označování měřidel apod.

Konfirmační systém je zdokumentován v Metrologickém řádu.

22

Metrologický řád (Řád podnikové

metrologie)

• určuje základní zásady metrologického

pořádku – vše, co v organizaci souvisí se

zajišťováním jednotnosti a správnosti měřidel,

zajištěním správného používání měřidel včetně

metod měření a vyhodnocování naměřených

údajů.

• závazný pro všechny pracovníky organizace

23

Hlavní činnosti nutné pro zabezpečení

metrologického pořádku:

1. stanovení odpovědnosti za dodržování

metrologického pořádku

2. systematická a dokladová evidence měřidel a

měřicích zařízení včetně záznamů o jejich

kalibraci a lhůtách jejich platnosti

3. pravidelné revidování stávajícího

metrologického vybavení, plánování v oblasti

metrologie, které stanovuje koncepci zajištění

měřicí techniky

24

4. zajišťování správnosti metrologické

dokumentace – výkresy, popisy, návody

5. hodnocení způsobilosti měřidel

6. manipulace a skladování – způsob uložení

měřidel, jejich údržba, transport apod.

7. stanovení podmínek okolního prostředí – pro

každé měřidlo musí být určeny faktory

prostředí a jejich vliv na přesnost výsledku

8. systematické vzdělávání pracovníků, kteří

provádějí měření

25

Metrologický řád obsahuje:

• informativní část – seznam obecně platných

metrologických předpisů a norem

• organizační část – organizační struktura

podnikové metrologie, práva a povinnosti

útvarů a zaměstnanců, organizační vztahy mezi

útvary z hlediska podnikové metrologie

• technickou část (nejdůležitější) – jednotlivé

metrologické činnosti, kategorizace měřidel

26

• závěrečnou část – ustanovení o případných

sankcích, datum schválení, nabytí účinnost apod.

• přílohy – seznam pracovních měřidel

stanovených i nestanovených, etalonů, doby

platnosti jejich ověření resp. kalibrace, vzory

tiskopisů používaných v podnikové metrologii,

seznam schémat návaznosti měřidel a

kalibračních postupů používaných v organizaci,

pracovní pokyny a instrukce, např. kalibrační a

kontrolní postupy, laboratorní řád atd.

27

Úloha metrologa v organizaci

• aktualizace metrologického řádu

• definice schémat návaznosti

• styk se státní etalonáží

Další pravomoci a povinnosti metrologa:

• odpovědnost za provádění všech opatření k zajišťování povinností vyplývajících z českých metrologických předpisů

• řízení a odpovědnost za jednotné řízení a dozor nad metrologickým pořádkem

28

• účast při metrologických kontrolách (auditů)

prováděných v organizaci

• připomínkování navrhovaných technických a

organizačních předpisů z hlediska metrologie

• zajištění evidence a uchovávání etalonů a

evidence stanovených a pracovních měřidel

29

Metrologie v systému řízení kvality

ČSN EN ISO 9000 Systémy managementu kvality

– Základní principy a slovník, ČNI 2006.

ČSN EN ISO 9001 Systémy managementu kvality

– Požadavky, ÚNMZ 2016.

ČSN EN ISO 9004 Řízení udržitelného úspěchu

organizace – Přístup managementu kvality,

ÚNMZ 2010.

ČSN EN ISO 10012 Systémy managementu měření

– Požadavky na procesy měření a měřicí

vybavení. ČNI, 2003.

30

Normy shrnují zkušenosti z oblasti péče o

kvalitu s cílem vytvořit jednotné zásady pro

řízení a zabezpečování kvality v organizacích a

ve smluvních vztazích dodavatel – odběratel.

Obecný charakter těchto norem vyplývá ze

skutečnosti, že musí vyhovovat pro nejrůznější

druhy organizací. Norma 9000 vymezuje

pojmy, 9001 definuje minimální požadavky

pro certifikaci systému managementu kvality

třetí stranou, 9004 poskytuje návod, jak by měl

být systém managementu kvality vybudován.

31 31

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

32 32

• 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.