1.1 Tudományos metrológia

1.1.1.  Mennyiségek

A metrológia a korábban "fizikai mennyiségeknek" nevezett mérhető mennyiségekkel foglalkozik.

A mérhető mennyiség: jelenség, tárgy vagy anyag minőségileg megkülönböztethető és mennyiségileg meghatározható tulajdonsága, amelynek egy számérték és egy vonatkozás tulajdonítható. A vonatkozás egy mértékegység vagy egy mérési eljárás lehet.

A mennyiségfajta alatt kölcsönösen összehasonlítható mennyiségek közös szempontja értendő.

Mindenfajta hosszúságot, mint például az átmérőket, körkerületeket, hullámhosszakat azonos fajtájú mennyiségeknek kell tekinteni, és ugyanígy mindenfajta energiát, úgymint a hőt, a mozgási energiát és a helyzeti energiát általában azonos fajtájú mennyiségeknek kell tekinteni. Az azonos fajtájú mennyiségeknek egy adott mennyiségrendszerben ugyanaz a dimenziója. Az azonos dimenziójú mennyiségek azonban nem szükségszerűen azonos fajtájú mennyiségek.

A mennyiségek jelképeit az ISO 31 tartalmazza.

1.1.1.1  mennyiségrendszer

mennyiségek készlete a köztük fennálló, ellentmondásmentes egyenletek készletével együtt.

Az úgynevezett sorrendi mennyiségek, mint például a Rockwell C keménységek, általában nem tekintendők valamely mennyiségrendszer részének, mert egymáshoz csak tapasztalati összefüggések révén kapcsolódnak.

1.1.1.2 alapmennyiség

mennyiség egy mennyiségrendszer megállapodással kiválasztott alkészletében, ahol az alkészlet egyik mennyisége sem fejezhető ki a többi mennyiség segítségével.

1.1.1.3 származtatott mennyiség

a mennyiségrendszerben az alapmennyiségekkel meghatározott mennyiség.

Egy olyan mennyiségrendszerben például, amelynek alapmennyiségei a hosszúság és a tömeg, a sűrűség származtatott mennyiség, amely a tömeg és a térfogat (a hosszúság harmadik hatványa) hányadosaként van definiálva.

1.1.1.4. Nemzetközi Mennyiség-rendszer

Hét alapmennyiségen, a hosszúságon, a tömegen, az időn, az elektromos áramerősségen, a termodinamikai hőmérsékleten, az anyagmennyiségen és a fényerősségen alapuló mennyiségrendszer

1.1.1.5. mennyiség dimenziója (dimenzió)

a mennyiségnek a mennyiségrendszer alapmennyiségeitől való függését az alapmennyiségeknek megfelelő tényezők hatványainak szorzataként megadó kifejezés, elhagyva minden számtényezőt.

Egy tényező hatványa a tényező valamilyen kitevőre emelve. Mindegyik tényező egy-egy alapmennyiség dimenziója. Az alapmennyiség dimenziójának megállapodásszerű megjelenítési módja egy sans-serif típusú, római (álló) betű. A származtatott mennyiség megállapodásszerű megjelenítési módja az alapmennyiségek dimenziói hatványainak a származtatott mennyiség definíciójának megfelelő szorzata. A Q mennyiség dimenziójának jele dim Q. Egy mennyiség dimenziójának származtatásakor nem kell tekintettel lenni a mennyiség skalár, vektor vagy tenzor jellegére. Egy adott mennyiségrendszerben az azonos fajtájú mennyiségeknek ugyanaz a dimenziója, a különböző dimenziójú mennyiségek mindig különböző fajtájúak, és az azonos dimenziójú mennyiségek nem szükségszerűen azonos fajtájúak.

A Nemzetközi Mennyiség-rendszerben (ISQ), az alapmennyiségek dimenziói a következők:

Alapmennyiség

Dimenzió

Hosszúság

Tömeg

Idő

Elektromos áramerősség

Termodinamikai hőmérséklet

Anyagmennyiség

Fényerősség

L

M

T

I

Θ

N

J

1.1.1.6. dimenziónélküli mennyiség

mennyiség, amelynek dimenziójában az alapmennyiségeknek megfelelő minden tényező kitevője zérussal egyenlő

A "dimenziónélküli mennyiség" fogalmat történelmi okokból elterjedten használják. Ez abból a tényből ered, hogy az ilyen mennyiségek szimbolikus megjelenítésében minden kitevő zérussal egyenlő.

1.1.1.7. egység

megállapodással meghatározott és elfogadott mennyiség, amellyel bármely más, azonos fajtájú mennyiség összehasonlítható abból a célból, hogy egy szám formájában megkapják a két mennyiség arányát.

Az egységeket megállapodással kiválasztott névvel és jelképpel (szimbólummal) jelölik. Az azonos dimenziójú mennyiségek egységeit ugyanazzal a névvel és jelképpel lehet megjelölni még akkor is, ha a mennyiségek nem azonos fajtájúak. A joule per kelvin és a J/K például egyaránt jelképe a hőkapacitás egységének és az entrópia egységének, amelyeket általában nem tekintenek azonos fajtájú mennyiségeknek. Bizonyos esetekben azonban egyes speciális egység elnevezéseket csak adott speciális fajtájú mennyiségekre lehet alkalmazni. Az 1/s egységet hertz-nek hívják, ha a frekvenciára, és becquerel-nek, ha radionuklidok aktivitására alkalmazzák.

1.1.1.8. mennyiség értéke

egy szám és egy vonatkozás, amelyek együtt fejezik ki a mennyiség nagyságát

A mennyiség értéke kétféle lehet: Egy szám és egy egység szorzata, vagy egy szám és egy vonatkoztatás egy mérési eljárásra. A szám lehet valós szám és komplex szám.

1.1.1.9. valódi érték

a mennyiség definíciójával összhangban levő mennyiségérték

Annak folytán, hogy egy mennyiséget a leírásához szükséges részletek nem teljes megléte miatt nem lehet pontosan definiálni, nem egyetlen valódi érték, hanem a mennyiség definíciójával összhangban levő értékek egy készlete létezik.

Bizonyos speciális esetekben a mennyiség úgy tekinthető, hogy tökéletesen meg van határozva, és egyetlen valódi értéke van. Ilyen mennyiség például a Planck állandó.  Egy mennyiség bármely valódi mennyiségértéke természetétől fogva megismerhetetlen. A mennyiségnek azonban egy konvencionális értéket lehet tulajdonítani.

Az Útmutató a mérési bizonytalanság kifejezéséhez (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement) (GUM) dokumentumban leírtak azt feltételezik, hogy a mennyiség mérésekor a valódi értékek tartományának a  szélessége kicsi a mérési bizonytalansághoz képest. Ebben a mérési rendszerben a mennyiséget úgy tekintik, hogy annak van egy "lényegében egyedüli" valódi értéke.

A GUM-ban ugyanakkor a "valódi" szót redundánsnak tekintik, mert a mennyiség lényegében egyedüli valódi értékét még elvben sem lehet megismerni.  Ezért a GUM az "érték" szót használja egy mennyiség "lényegében egyedüli valódi értéke" értelmében.

1.1.1.10  konvencionális érték

mennyiségérték, amelyet hivatalos megállapodással, adott célból tulajdonítanak a mennységnek

Példák:  A szabadesés standard gyorsulása, gn = 9.806 65 m s-2. A 'szabadesés standard gyorsulását" korábban a "gravitáció folytán fellépő standard gyorsulásnak" nevezték. A Josephson állandó konvencionális értéke,
KJ-90 = 483 597.9 GHz V-1. Egy adott tömeg etalon konvencionális értéke, ahogyan azt a törvényes metrológiában definiálják.

1.1.2 Egységek

1.1.2.1. alapegység

az alapmennyiség számára megállapodással elfogadott mértékegység

Minden egységrendszerben minden alapmennyiségnek egy és csak egy egysége van. Az SI-ben a méter a hosszúság alapegysége. A centiméter és a kilométer ugyancsak hosszúság egységek, de nem alapegységek az SI-ben. Ugyanakkor a CGS egységrendszerben a hosszúság alapegysége a centiméter.  Az alapegység ugyanolyan dimenziójú származtatott mennyiség egysége is lehet. Például a csapadék egysége, ha felületi térfogatban (térfogat per felület) adják meg, méter is lehet, ami az SI-ben koherens származtatott egység.

1.1.2.2. származtatott egység

származtatott mennyiség egysége

A méter per másodperc, jele m/s és a centiméter/másodperc, jele cm/s, a sebesség származtatott egységei az SI-ben. A kilométer per óra, jele, km/h, a sebesség SI-n kívüli, de az SI-ben használatra elfogadott egysége. A csomó egyenlő egy tengeri mérföld per órával, és ez a sebességnek az egyik SI-n kívüli egysége.

1.1.2.3. koherens származtatott egység

származtatott egység, ami egy adott mennyiségrendszer és az alapegységek egy kiválasztott készlete esetében az alapegységek hatványainak az egytől különböző arányossági tényezőt nem tartalmazó szorzata.

Az alapegység hatványa: az alapegység, felemelve egy kitevőre. A koherencia csak egy adott mennyiségrendszer és az alapegységek egy adott készlete vonatkozásában határozható meg.

Ha a méter, a másodperc és a mol az alapegységek, akkor a méter per másodperc a sebesség koherens származtatott egysége, ha a sebességet a v = dr/dt mértékegység-egyenlettel határozták meg, és a mol per köbméter az anyagmennyiség koncentráció koherens származtatott egysége, ha az anyagmennyiség koncentrációt a c = n/V mértékegység-egyenlettel határozták meg. A kilométer per óra és a csomó az ilyen rendszerben nem koherens származtatott egységek.

Egy származtatott egység lehet koherens az egyik mennyiségrendszerhez viszonyítva, és lehet nem koherens egy másikhoz viszonyítva. A centiméter per másodperc a sebesség koherens származtatott egysége a CGS egységrendszerben, de nem koherens származtatott egység az SI-ben. Minden egy dimenziójú mennyiség koherens származtatott egysége egy adott mennyiségrendszerben az egy szám, jele 1. Az egy egység nevét és jelét általában nem szokták feltüntetni.

1.1.2.4. egységrendszer

az alapegységek, a származtatott egységek, azok többszörösei és törtrészei, valamint a rájuk vonatkozó alkalmazási szabályok készlete

1.1.2.5 koherens egységrendszer

egységrendszer, amely egy olyan adott mennyiségrendszeren alapul, amelyben minden származtatott mennyiség egysége koherens származtatott egység.

Egy egységrendszer csak egy mennyiségrendszerhez és az elfogadott alapegységekhez viszonyítottan lehet koherens.

Koherens egységrendszer esetében a számérték-egyenletek alakja ugyanaz, mint a megfelelő mennyiségegyenleteké.

1.1.2.6. mennyiség mérőszáma

Egy mennyiség értékének és az érték kifejezésére használt egységnek a hányadosa.

1.1.2.7  speciális származtatott egységek

Dimenzió nélküli származtatott egységek, melyek indokolt esetben más származtatott SI egységek kifejezésére alkalmazhatók:

1.1.2.8. külön nevű egységek

Az SI 19 külön nevű származtatott egységet tartalmaz. A külön nevű vagy önálló nevű egységek a Nemzetközi Mértékegység-rendszer címszó alatt találhatók.

1.1.2.9  Nemzetközi Mértékegység-rendszer (Systeme International d'unités, SI)

Az Általános Súly és Mértékügyi Értekezlet (Conférence générale des poids et masures, CGPM) által elfogadott és ajánlott koherens egységrendszer. Az SI elnevezés (ejtése: es-í) a francia elnevezés rövidítése.

Az SI jelenleg 7 alapegységből, 2 speciális (és egyúttal külön nevű) származtatott egységből és egyéb származtatott egységekből áll, melyek közül további 17 külön névvel rendelkezik.

A Nemzetközi Mértékegység-rendszer alapegységei:

A hosszúság mértékegysége a méter; jele: m. A méter annak az útnak a hosszúsága, amelyet a fény vákuumban
1/299 792 458 másodperc időtartam alatt megtesz.

A tömeg mértékegysége a kilogramm; jele: kg. A kilogramm az 1889. évben, Párizsban megtartott 1. Általános Súly- és Mértékügyi Értekezlet által a tömeg nemzetközi etalonjának elfogadott, a Nemzetközi Súly- és Mértékügyi Hivatalban, Sévres-ben őrzött platina-irídium henger tömege.

Az idő mértékegysége a másodperc; jele: s. A másodperc az alapállapotú cézium-133 atom két hiperfinom energiaszintje közötti átmenetnek megfelelő sugárzás 9 192 631 770 periódusának időtartama.

A villamos áramerősség mértékegysége az amper; jele: A. Az amper olyan állandó villamos áram erőssége, amely két egyenes, párhuzamos, végtelen hosszúságú, elhanyagolhatóan kicsiny kör-keresztmetszetű és egymástól 1 méter távolságban, vákuumban elhelyezkedő vezetőben fenntartva, e két vezető között méterenként 2•10ˉ7 newton erőt hozna létre.

A termodinamikai hőmérséklet mértékegysége a kelvin; jele: K. A kelvin a víz hármaspontja termodinamikai hőmérsékletének 1/273,16-szorosa.

Az anyagmennyiség mértékegysége a mól; jele: mol. A mól annak a rendszernek az anyagmennyisége, amely annyi elemi egységet tartalmaz, mint ahány atom van 0,012 kilogramm szén-12-ben. (A mól alkalmazásakor meg kell határozni az elemi egység fajtáját; ez atom, molekula, ion, elektron, más részecske vagy ilyen részecskék meghatározott csoportja lehet).

A fényerősség mértékegysége a kandela; jele: cd. A kandela az olyan fényforrás fényerőssége adott irányban, amely 540•10¹² hertz frekvenciájú monokromatikus fényt bocsát ki és sugárerőssége ebben az irányban 1/683-ad watt per szteradián.

A Nemzetközi Mértékegység-rendszer speciális származtatott egységei:

Ezek dimenziótlan származtatott egységek, melyek indokolt esetben más származtatott SI egységek kifejezésére alkalmazhatók:

A síkszög mértékegysége a radián; jele: rad. A radián a kör két sugara által bezárt szög, amelyek a kör kerületéből a kör sugarával egyenlő hosszúságú ívet metszenek ki.

A térszög mértékegysége a szteradián; jele: sr. A szteradián annak a kúpnak a térszöge, amelynek a csúcspontja a gömb középpontjában helyezkedik el, és amely a gömb felületéből a gömb sugarával egyenlő oldalhosszúságú négyzet területével egyenlő gömbfelületet metsz ki.

1.1.2.10. A Nemzetközi Mértékegység-rendszer külön nevű származtatott egységei:

A frekvencia egysége a hertz, jele: Hz. 1 Hz = 1 s-1

A radioaktív sugárforrás aktivitásának mértékegysége a becquerel; jele Bq. 1 Bq =1 s-1

Az erő mértékegysége a newton; jele: N .1 N =1 m•kg•s-2

A nyomás mértékegysége a pascal; jele: Pa. 1 Pa =1 N•m-2

Az energia mértékegysége a joule; jele: J. 1 J = 1 N•m

A teljesítmény mértékegysége a watt; jele: W. 1 W = 1 J•s-1

Az elnyelt sugárdózis mértékegysége a gray; jele: Gy. 1 Gy = 1 J•kg-1

A dózisegyenérték mértékegysége a sievert; jele: Sv. 1 Sv =1 J•kg-1

A villamos töltés mértékegysége a coulomb; jele: C. 1 C = 1 A•s

A villamos feszültség mértékegysége a volt; jele: V. 1 V = 1 W•A-1

A villamos kapacitás mértékegysége a farad; jele: F. 1 F = 1 C•V-1

A villamos ellenállás mértékegysége az ohm; jele: Ω. 1 Ω = 1 V•A-1

A villamos vezetőképesség mértékegysége a siemens; jele: S. 1 S = 1 Ω-1

A mágneses fluxus mértékegysége a weber; jele: Wb 1 Wb = 1 V•s

A mágneses indukció mértékegysége a tesla; jele: T. 1 T = 1 Wb•m-2

Az induktivitás mértékegysége a henry; jele: H. 1 H = 1 Wb•A-1

A fényáram mértékegysége a lumen; jele: lm. 1 lm = 1 cd•sr

A megvilágítás mértékegysége a lux; jele: lx. 1 lx = 1 lm•m-2

A katalitikus aktivitás egysége a katal; jele: kat. a kat = 1 mol ×s-1

Megjegyzések:

Egyes műszaki dokumentumok a Celsius fokot is az SI külön nevű származtatott egységei közé sorolják. A kezelésmód mellett is és ellene is szólnak érvek. Az SI koherens egységrendszer, ami azt jelenti, hogy a mennyiségekre illetve az azoknak megfelelő egységekre felírt számérték-egyenletek alakilag azonosak, vagyis nem tartalmaznak további számtényezőket. Az SI egyik alapvető elve, hogy egy mennyiségnek csak egy egysége lehet. A származtatott egységek az alapegységek hatványainak szorzataként vagy hányadosaként állíthatók elő.

Támogató érv, hogy a Celsius fok ugyan kifejezhető a termodinamikai hőmérséklettel (jele: T), de nem annak, hanem a Celsius hőmérsékletnek (jele: t) az egysége. Az egységekre felírható egyenlet:

t = T-T0,

ahol T0 definíció szerint 273,15 0C, azaz az olvadó jég hőmérséklete, ami a Celsius hőmérsékleti skála zéruspontja. E felfogás szerint a Celsius fok a kelvin helyett használt speciális elnevezés. Hőmérséklet-tartomány vagy hőmérséklet-különbség mind 0C -ban, mind K-ban kifejezhető.

Ellenérv, hogy a fenti egyenlet nem származtató egyenlet, hanem átszámítási képlet. A hőmérséklet alapmennyiség, ezért egysége sem lehet származtatott. Az SI-n belül a hőmérséklethez csak egy egység rendelhető, és ez a kelvin.

1.1.2.11. SI prefixumok:

A mértékegység többszöröseit és törtrészeit az egység neve elé illesztett, egy-egy szorzót jelentő, alább felsorolt prefixumok (SI-prefixumok) segítségével lehet képezni:

Prefixum neve

Prefixum jele

A prefixummal jelképezett szorzó

yotta

Y

1024

zetta

Z

1021

exa

E

1018

peta

P

1015

tera

T

1012

giga

G

109

mega

M

106

kilo

k

103

hekto

h

102

deka

da

101

deci

d

10-1

centi

c

10-2

milli

m

10-3

mikro

μ

10-6

nano

n

10-9

piko

p

 10-12

femto

f

 10-15

atto

a

 10-18

zepto

z

 10-21

yocto

y

 10-24

1.1.2.12 egység többszöröse

egység, amely az adott egység és egy egynél nagyobb egész szám szorzataként állítható elő

Például: A kilométer a méter tízes (decimális) többszöröse. Az óra a másodperc nem decimális többszöröse.

1.1.2.13. egység törtrésze

egység, amely az adott egység és egy egynél nagyobb egész szám hányadosaként állítható elő

Például: A  milliméter a méter tízes (decimális) törtrésze. A síkszög esetében a másodperc a perc nem decimális törtrésze.

1.1.2.14. mennyiségegyenlet

egyenlet, amely egy mennyiségrendszeren belül összekapcsolja a mennyiségeket, és amely független a mértékegységektől

1.1.2.15. egységegyenlet

egyenlet, amely az alapegységeket,  a koherens származtatott egységeket vagy más egységeket kapcsol össze

Például: J := kg m2/s2, ahol J, kg, m, és s a joule, a kilogramm, a méter, illetve a másodperc jelképei.


1.1.2.16. számértékegyenlet

egyenlet, amely összekapcsolja az adott mennyiségegyenleten alapuló számszerű mennyiségértékeket és a megadott egységeket

1.1.2.17. mennyiségkalkulus

a mennyiségekre alkalmazott matematikai szabályok és műveletek

1.1.2.18. egységek közötti átszámítási tényező

azonos fajtájú mennyiségek két egységének a hányadosa

Például: km/m = 1000 és így 1 km = 1000 m. Az egységek különböző egységrendszerekhez tartozhatnak.   Például:  h/s = 3600 és így 1 h = 3600 s.

1.1.2.19. sorrendi mennyiség

megállapodás szerinti mérési eljárással definiált mennyiség, amelyre más azonos fajtájú mennyiségekkel együtt egy teljes sorrend van definiálva, de amelynél e mennyiségek között nincsenek algebrai műveletek definiálva.

A sorrendi mennyiségek csak empirikus összefüggésbe léphetnek egymással, és nincs dimenziójuk. A sorrendi mennyiségeket a sorrendi mennyiségi skáláknak megfelelően rendezik el (lásd az 1.29-et).

1.1.2.20  mennyiségskála (mérési skála)

adott fajtájú mennyiségek értékeinek rendezett készlete, amelyet azonos fajtájú mennyiségek nagyság szerinti besorolásához használnak

Például:    a)  Celsius hőmérsékleti skála

1.1.2.21. sorrendi mennyiség skála (konvencionális referencia skála)

hivatalos megállapodással definiált mennyiségskála

Például: Rockwell C keménység skála; Benzin üzemanyag oktánszám skálája; Az 1990 évi (ITS-90) Nemzetközi Hőmérsékleti Skála.

1.1.3. Mérések

1.1.3.1. mérés

azoknak az értékeknek a tapasztalati úton történő meghatározási folyamata, amelyek indokoltan tulajdoníthatók valamely mennyiségnek.

A mérés mennyiségek összehasonlításából vagy egyedek megszámlálásából áll. A mérés előfeltétele a mennyiségnek a mérési eredmény, a mérési eljárás és az előírt mérési eljárásnak megfelelően működtetett kalibrált mérőrendszer felhasználási céljával összehangolt meghatározása. Az "indokoltan tulajdonítható" kifejezés azt jelenti, hogy a mérésből kapott értékek a mennyiség definíciójával összhangban levőnek gondolhatók.

1.1.3.2.  mérési eljárás

a mérés egy vagy több mérési elvnek és egy mérési módszernek megfelelő részletes leírása, amely egy elméleti modellen alapul, és a mérési eredmény előállításához szükséges mindenfajta számítást tartalmaz.

A mérési eljárást általában kellő részletességgel dokumentálják ahhoz, hogy a kezelőt képessé tegye a mérés elvégzésére. A mérési eljárás magába foglalhatja a remélt mérési bizonytalanság megadását.

1.1.3.3.  mérendő mennyiség

a mennyiség, amit mérni kell

A mérendő mennyiség megadása a mennyiséget hordozó jelenség, test vagy anyag állapotának leírását igényli. A mérés a jelenség, a test vagy az anyag állapotát olyan mértékben megváltoztathatja, hogy a ténylegesen mért mennyiség eltérhet a mérendő mennyiségtől. Ebben az esetben korrekcióra van szükség.

1.1.3.4.  mérési elv

a mérés alapját képező jelenség

A jelenség lehet fizikai, kémiai vagy biológiai jellegű.

1.1.3.5. mérési módszer

a méréshez használt műveletek logikai szerveződésének általános leírása

A mérési módszerek többfélék lehetnek, úgymint:

- behelyettesítéses mérési módszer

- különbségi (differenciális) mérési módszer

- nullázó mérési módszer

- közvetlen mérési módszer

- közvetett mérési módszer

A mérés gyakran több mérőeszköz vagy reagens példány egymást követő vagy párhuzamos használatát igényelheti. Ekkor a mérési módszer az eljárás szerkezetének rövid bemutatásából áll.

1.1.3.6.  befolyásoló mennyiség

A mérendő mennyiségtől különböző olyan mennyiség, amely hatással van a mérési eredményre.

1.1.4 Mérési eredmények

1.1.4.1. mérési eredmény

a mérendő mennyiségnek tulajdonított, méréssel kapott érték.

A mérési eredmény megadásakor egyértelművé kell tenni, hogy az értékmutatásra, a korrigálatlan eredményre, a korrigált eredményre vagy több érték átlagára vonatkozik-e. A mérési eredmény, egy másik meghatározása szerint, a mérendő mennyiségnek tulajdonított mennyiségértékek készletére vonatkozó információ

Ha a mérendő mennyiség valódi értékeinek tartománya kicsi a mérendő mennyiségnek tulajdonított mennyiségértékek tartományához viszonyítva, akkor a mérendő mennyiség úgy gondolható el, hogy ténylegesen egyedüli valódi értéke van, és ekkor a mérési eredmény által megadott információt általában mint egy egyedüli mért mennyiség értéket és egy mérési bizonytalanságot fejezik ki. Ha a mérési bizonytalanság valamilyen okból elhanyagolható, akkor az információ lehet egyetlen mennyiségérték. Sok esetben ez a mérési eredmény megadásának legáltalánosabb módja. Abban az esetben, ha a mérendő mennyiség valódi értékeinek a tartománya nem kicsi a mérendő mennyiségnek tulajdonított mennyiségértékek tartományához képest, akkor a mérendő mennyiség definiálását szükség esetén finomítani kell. Ha ez nem lehetséges, akkor valamilyen egyszerű valószínűségszámítási közelítést kell alkalmazni.

1.1.4.2. mérési pontosság

A mérési eredménynek és a mérendő mennyiség valódi értékének az egymáshoz való közelisége.

1.1.4.3. megismételhetőség (mérési eredményeké)

Ezeket a feltételeket megismételhetőségi feltételeknek nevezik. A megismételhetőségi feltételek azonos mérési módszert, mérőszemélyt, mérőeszközt, mérési helyet és rövid időtartamon belül ismételt méréseket jelentenek.

1.1.4.4. reprodukálhatóság (mérési eredményeké)

Azonos mérendő mennyiség megváltoztatott feltételek mellett megismételt mérései során kapott eredmények egymáshoz való közelisége.

A reprodukálhatóságra vonatkozó állítás alátámasztásához a feltételek változását kell meghatározni. A megváltozott feltételek közé tartozhat a mérési elv, a mérési módszer, a mérőszemély, a mérőeszköz, az alkalmazott etalon, a mérési helyszín, a használati feltételek vagy az idő megváltozása. A mérési eredmények reprodukálhatósága mennyiségileg az eredmények szóródási jellemzőivel fejezhető ki.

1.1.4.5. mérési bizonytalanság

A mérési eredményhez társított paraméter, amely a mérendő mennyiségnek megalapozottan tulajdonítható értékek szóródását jellemzi. Egy másik meghatározása szerint a mérési bizonytalanság paraméter, amely a mérendő mennyiségnek a felhasznált információ alapján tulajdonított mennyiségértékek szóródását jellemzi

A paraméter lehet például a szórás (vagy annak adott többszöröse) vagy egy meghatározott megbízhatóságú tartomány félszélessége. A mérési bizonytalanságnak általában több összetevője van. Ezek egy része a mérési sorozatok eredményeinek statisztikai eloszlásából számítható ki, és a tapasztalati szórással jellemezhető. A többi összetevőt, amelyek ugyancsak tapasztalati szórásokkal jellemezhetők, kísérlet vagy egyéb információ alapján feltételezett valószínűség-eloszlásokból lehet meghatározni. Ezt úgy kell érteni, hogy a mérési eredmény a mérendő mennyiség legjobb becslése, és feltételezzük, hogy az eredmények szóródásához a bizonytalanság mindegyik összetevője hozzájárul, tehát azok is, amelyek rendszeres hatásokból származnak. Ilyenek például a korrekciók és a referenciaetalonok okozta bizonytalanság összetevők.

1.1.4.5.1 standard bizonytalanság

Egy mérés eredményének bizonytalansága szórásként kifejezve.

1.1.4.5.2 eredő bizonytalanság

A mérés eredményének standard bizonytalansága abban az esetben, ha a mérési eredmény egy vagy több más mennyiség értékéből van előállítva. Az eredő bizonytalanság olyan tagok összegének pozitív négyzetgyökével egyenlő, amelyek ezeknek a más mennyiségeknek a becsült varianciái és kovarianciái annak megfelelően, hogyan változik a mérés eredménye a más mennyiségek változásainak hatására.

1.1.4.5.3 kiterjesztett bizonytalanság

A mérési eredmény körüli azt a tartományt meghatározó mennyiség, amelytől elvárható, hogy a mérendő mennyiségnek indokoltan tulajdonítható értékek eloszlásának nagy hányadát magába foglalja.

A hányad megbízhatósági valószínűségnek vagy a tartomány megbízhatósági szintjének tekinthető. A kiterjesztett mérési bizonytalansággal meghatározott tartománynak a megbízhatósági szinttel való összekapcsolása azt igényli, hogy a mérési eredmény és annak kiterjesztett bizonytalansága által jellemzett valószínűség-eloszlásra vonatkozó explicit vagy implicit feltevésekkel rendelkezzünk. Az ehhez a tartományhoz rendelhető megbízhatósági szint csak olyan mértékben lehet ismert, amilyen mértékben ezek a feltevések indokoltak.

1.1.4.5.4 kiterjesztési tényező

Szorzóként használt számtényező, mellyel az eredő standard bizonytalanságból a kiterjesztett bizonytalanság nyerhető.

A kiterjesztési tényező értéke általában 2 és 3 között van.

1.1.4.6. A mérési bizonytalanság A-típusú értékelése

a mérési bizonytalanság egy összetevőjének a meghatározott precizitási feltételek mellett elvégzett ismételt mérésekből kapott mennyiségértékek statisztikai elemzésével végzett értékelése.

1.1.4.7.  A mérési bizonytalanság B-típusú értékelése

a mérési bizonytalanság összetevőjének a mérésből kapott mennyiségértékek statisztikai elemzésétől eltérő, más módszerekkel való értékelése

 

A mérési bizonytalanság összetevője lehet:

- hatóságilag közzétett mennyiségértékekhez társított;

- hiteles anyagminta mennyiségértékéhez társított;

- kalibrálási bizonyítványból és a drift belefoglalásából kapott;

- hitelesített mérőeszköz pontossági osztályából kapott;

- személyes tapasztalatból kikövetkeztetett határértékekből kapott.

1.1.4.8.  mérési hiba

a mérési eredmény mínusz a mérendő mennyiség valódi értéke.

Mivel a valódi értéket méréssel nem lehet tökéletesen pontosan meghatározni, a mérési hiba sem határozható meg pontosan. A valódi érték helyett ezért a konvencionális valódi értéket kell használni.

1.1.4.9. eltérés

Az érték, mínusz a referenciaértéke.

A referenciaérték lehet például a használati etalon mérték névleges értéke, a kalibráláshoz alkalmazott használati etalonnal (például alapjel-generátorral) előállított érték stb.

1.1.4.10 véletlen hiba

A mérési eredmény mínusz az az átlagérték, amely ugyanazon mérendő mennyiség megismételhetőségi feltételek között végzett végtelenül sok mérésének eredményéül adódna.

A véletlen hiba = a hiba mínusz a rendszeres hiba. Mivel a gyakorlatban végtelenül sok mérést nem lehet elvégezni, a véletlen hiba értéke csak becsülhető.

1.1.4.11. rendszeres hiba

Az az átlagérték, amely ugyanazon mérendő mennyiség megismételhetőségi feltételek között végzett végtelenül sok mérésének eredményéül adódna, mínusz a mérendő mennyiség valódi értéke.

A rendszeres hiba = a hiba mínusz a véletlen hiba.

A valódi értékhez hasonlóan a rendszeres hiba és annak okai sem lehetnek teljesen ismertek. A mérőeszköz rendszeres hibáját torzításnak is nevezik.

1.1.4.12. korrekció

A rendszeres hiba kompenzálása céljából a korrigálatlan mérési eredményhez algebrailag hozzáadott érték.

A korrekció a becsült rendszeres hiba mínusz egyszerese. (Ha tehát a becsült rendszeres hiba negatív, akkor a korrekció pozitív.) A rendszeres hibát, mivel pontos értéke ismeretlen, csak részben lehet kompenzálni.

1.1.5 Mérőeszközök

A mérésre használt eszközök leírására különféle fogalmak használatosak. Ezek a fogalmak nem minden esetben határolhatók el egymástól, előfordulnak jelentésbeli átfedések. Az alapvető gyűjtőfogalom: a mérőeszköz, ám ennek más meghatározása nincs.

1.1.5.1 mérőműszer

Önmagában vagy kiegészítő eszközökkel (segédkészülékekkel) együtt mérésre használt eszköz. Mennyiségek mérésére tervezett készülék vagy készülékek együttese.

1.1.5.2 mérték, anyagi mérték

eszköz, amely használata során előállítja vagy állandó jelleggel szolgáltatja az adott fajtájú mennyiségeket, amelyek mindegyikének adott értéke van.

Például: súly; térfogatmérték (amely egy vagy több mennyiségértéket szolgáltat mérőskálával vagy anélkül); etalon elektromos ellenállás; mérőhasáb készlet; etalon jelgenerátor; anyagminta.

1.1.5.3 mérőátalakító

a bemeneti mennyiséggel adott összefüggésben álló kimeneti mennyiséget szolgáltató eszköz.

Például: hőelem; áramváltó; erőmérő cella; pH-mérő elektród.

1.1.5.4 mérőlánc

mérőeszköz vagy mérőrendszer elemeinek olyan sorozata, amely a mérőjel útját képezi a bemenettől a kimenetig.

Például: mikrofont, csillapítót, szűrőt, erősítőt és voltmérőt tartalmazó elektroakusztikus mérőlánc.

1.1.5.5 mérőrendszer

mérőműszerek és más készülékek vagy anyagok együttese, amelyet meghatározott fajtájú mennyiségek adott értéktartományban való mérése céljából állítottak össze és alkalmaznak.

1.1.5.6 értékmutató mérőműszer (jelzőműszer)

mérőműszer, amely a mérendő mennyiség értékére vonatkozó információt hordozó kimenőjelet ad

Az értékmutatás lehet analóg (folyamatos vagy szakaszos) vagy digitális. Egyidejűleg kijelezhető egynél több mennyiség értéke is. A jelzőműszer esetenként rögzítheti is az adatokat.

1.1.5.7. értékmutató szerkezet

készülék, amely a mérőrendszer értékmutatását vizuális formában állítja elő.

Az értékmutató szerkezet olyan készülék is lehet, amellyel egy anyagi mérték által előállított mennyiségértéket lehet kijelezni vagy beállítani.

1.1.5.8. regisztráló mérőműszer

az értékmutatásokat rögzítő mérőeszköz.

A regisztrátum lehet analóg (folyamatos vagy szakaszos) és digitális. Egyidejűleg egynél több mennyiség értéke is regisztrálható. A regisztráló mérőműszer egyidejűleg értékmutatást is adhat.

Például: magasságíró (barográf); termolumineszcens dózismérő; regisztráló spektrométer.

1.1.5.9.  összegző mérőműszer

mérőeszköz, amely a mérendő mennyiség értékét annak egy vagy több forrásból egyidejűleg vagy egymást követően nyert rész-értékei összegzésével határozza meg.

Például: vasúti összegző hídmérleg; villamos teljesítmény összegző mérő.

1.1.5.10. integráló mérőműszer

mérőeszköz, amely a mérendő mennyiség értékét egy másik mennyiség szerinti integrálással határozza meg.

Példa: villamos fogyasztásmérő

1.1.5.11. analóg mérőműszer

mérőeszköz, amelynek a kimenőjele vagy értékmutatása a mérendő mennyiség vagy a bemenőjel folytonos függvénye.

1.1.5.12 digitális mérőműszer

mérőeszköz, amelynek az értékmutatása vagy a kimenőjele digitalizált.

A digitalizált értékmutatás számjegyek alakjában jelenik meg.

1.1.5.13. érzékelő (szenzor)

a mérőrendszernek az az eleme, amelyre közvetlenül hat a mérendő mennyiséget  hordozó jelenség, test vagy anyag

Bizonyos szakterületeken ebben az értelemben a "detektor" kifejezést használják.

Példák: Hőelektromos hőmérő hőeleme; turbinás áramlásmérő rotorja; manométer Bourdon csöve; szintmérő úszója.; spektrofotométer fotocellája; hőérzékeny folyadékkristály, amely a hőmérséklet függvényében megváltoztatja a színét.

1.1.5.14. detektor

olyan eszköz vagy anyag, amely jelzi a jelenség, a test vagy az anyag jelenlétét, ha a hozzá kapcsolódó mennyiség meghaladja a küszöbértéket

Bizonyos szakterületeken a "detektor" kifejezést használják az "érzékelő" (sensor) kifejezés helyett. A kémiában e szakkifejezés helyett gyakran az "indikátor" kifejezést használják.

Példák: halogénes szivárgásdetektor; lakmuszpapír

1.1.5.15 mérőrendszer beszabályozása

a mérőrendszeren abból a célból elvégzett műveletek összessége, hogy az a mérendő mennyiség adott értékeinek megfelelő, előírt értékmutatásokat adjon

1.1.5.16. a mérőrendszer nullapontjának beszabályozása

a mérőrendszer beszabályozása úgy, hogy a mérendő mennyiség nullával egyenlő értéke esetén nullával egyenlő értékmutatást adjon.

1.1.6 Mérőeszközök jellemzői

A mérőeszközök jellemzőit leíró fogalmak némelyike egyaránt alkalmazható a mértékre, a mérőműszerre, a mérőrendszerre, valamint az anyagmintára.

A jellemzők úgynevezett metrológiai jellemzők, amelyek egy része műszaki vagy működési jellemző, más része a mérőeszköz mérőképességét írja le.

1.1.6.1. névleges tartomány

a mennyiségértékek készlete, amelyet a mérőrendszer egy adott beállítása mellett előállítható szélső (a legkisebb és a legnagyobb)  értékmutatások kerekített vagy közelítő értéke határoz meg, és amelyet ennek a beállításnak a megjelölésére használnak

A névleges tartomány lehetséges megadása például: "100 V-tól  200 V-ig". Ha az értékek egyike zérus, akkor a névleges tartományt néha egyedül a legnagyobb mennyiségértékkel határozzák meg, például a 0 V-tól 100 V-ig terjedő névleges tartományt mint "100 V"-ot adják meg.

Bizonyos szakterületeken ez a szakkifejezés a "névleges tartomány".

1.1.6.2. a névleges tartomány átfogása (span)

a névleges értékmutatási tartomány szélső mennyiségértékei közötti különbség abszolút értéke

Például -10 V-tól +10 V-ig terjedő tartomány esetében az átfogás 20 V.

1.1.6.3. névleges érték

A mérőeszköz valamely jellemzőjének kerekített vagy közelítő értéke, amely támpontot ad a mérőeszköz használatához.

Példák: a normálellenálláson feltüntetett 100 W-os érték; az egy-mértékjeles űrmértéken feltüntetett 100 cl; a sósav oldaton feltüntetett 0.1 mol/l-es anyagmennyiség koncentráció; a hőmérséklet-stabilizált fürdő 25°C-os beállítási értéke; 40°C-os maximális tárolási hőmérséklet.

1.1.6.4 mérési tartomány

az adott mérőrendszerrel, előírt feltételek mellett, előírt mérési bizonytalansággal mérhető azonos fajtájú mennyiségek értékeinek készlete.

1.1.6.5. állandósult állapot feltétele mérőrendszerre

a mérőrendszer működési feltétele, amelynél a mérendő mennyiség lehetséges időbeli megváltozása olyan, hogy a mérőrendszernek egy állandó mérendő mennyiséggel elvégzett kalibrálása az idő múlásával érvényes marad

1.1.6.6. előírt működési feltételek

feltételek, amelyeket a mérés során teljesíteni kell ahhoz, hogy a mérőrendszer a rendeltetésének megfelelően működjön

Az előírt működési feltételek általában a mérendő mennyiség és a befolyásoló mennyiségek tartományait vagy előírt értékeit rögzítik.

1.1.6.7.  határfeltételek

szélsőséges feltételek, amelyeket a mérőrendszernek meghibásodás és előírt metrológiai jellemzőinek leromlása nélkül ki kell bírnia, ha azokat követően ismét előírt működési feltételek mellett működik

A tárolásra, a szállításra és a működésre vonatkozó határfeltételek egymástól különbözőek lehetnek. A határfeltételek magukba foglalhatják a mérendő mennyiség és a befolyásoló mennyiségek határértékeit.

1.1.6.8. referencia-feltételek

a mérőeszköz működésének vizsgálatához vagy a mérési eredmények egybevetéséhez előírt használati feltételek.

A referencia-feltételek a mérőeszközökre általában referenciaértékeket vagy referencia-tartományokat írnak elő.

1.1.6.9.  műszerállandó (mérőeszköz állandója)

számtényező, amellyel a közvetlen értékmutatást meg kell szorozni ahhoz, hogy eredményül a mérendő mennyiségnek a mérőeszköz által jelzett értéke vagy egy, a mérendő mennyiség kiszámításához szükséges mennyiség értéke adódjon.

1.1.6.10. válaszfüggvény (karakterisztika)

a bemenőjel és a kimenőjel közötti, meghatározott feltételek esetén fennálló összefüggés.

Példa: Hőelem elektromotoros erejének függése a hőmérséklettől.

1.1.6.11. érzékenység

a mérőrendszer értékmutatásának és a mérendő mennyiség értéke megfelelő megváltozásának a hányadosa.

Az érzékenység függhet a mérendő mennyiség értékétől. A mérendő mennyiség értékében fellépő megváltozásnak a mérőrendszer felbontásához viszonyítva nagynak kell lennie.

1.1.6.12. érzéketlenségi küszöb (küszöbérzékenység)

a bemenőjel lehetséges legnagyobb lassú és monoton változása, amely még nem idéz elő érzékelhető változást a mérőeszköz kimenőjelében.

1.1.6.13. felbontóképesség (felbontás)

a mérőrendszerrel mérendő mennyiség legkisebb megváltozása, ami a megfelelő értékmutatásban érzékelhető változást okoz.

Digitális mérőeszközök esetében a felbontás az utolsó értékes jegy egységnyi megváltozásának megfelelő változás az értékmutatásban. A mérőrendszer felbontása függhet például a (külső vagy belső eredetű) zajtól és a súrlódástól. Függhet továbbá a mérendő mennyiség értékétől is.

1.1.6.14. holtsáv (holtzóna)

az a legnagyobb tartomány, amelyen belül a mérőrendszerrel mérendő mennyiség értéke mindkét irányban változtatható anélkül, hogy érzékelhető változást okozna a megfelelő értékmutatásban

A holtsáv nagysága függhet a bemenőjel változásának a sebességétől (mértékétől?) (rate).

1.1.6.15. stabilitás

a mérőeszköznek az a tulajdonsága, hogy metrológai jellemzőit időben tartósan állandó értéken megőrzi.

1.1.6.16. drift

a mérőrendszer értékmutatásának általában lassú és folyamatos változása, amely nem kapcsolható sem a mérendő mennyiség, sem valamely befolyásoló mennyiség megváltozásához

Anyagi mérték esetében a drift az előállított mennyiség értékének olyan megváltozása, amely nem valamely befolyásoló mennyiség megváltozásának a hatására lép fel.

1.1.6.17. befolyásoló mennyiség hatására fellépő megváltozás

a mérőrendszer értékmutatásai közötti különbség ugyanazon mérendő mennyiség mellett, ha egy befolyásoló mennyiség egymást követően két különböző értéket vesz fel

Anyagi mérték esetében a befolyásoló mennyiség hatására fellépő megváltozás a mérték által előállított mennyiség értékei közötti különbség, ha a befolyásoló mennyiség egymást követően két különböző értéket vesz fel.

1.1.6.18. beállási idő

az az időtartam, amely a mérőrendszer bemenetén a mennyiségérték két előírt állandó érték közötti ugrásszerű változásának pillanatától kezdve eltelik addig, amíg a megfelelő értékmutatás eléri és előírt határokon belül megtartja végső állandósult értékét

1.1.6.19. mérőrendszer ismétlőképessége

a mérőrendszernek az a tulajdonsága, hogy ugyanazon mérendő mennyiséget megismételhetőségi feltételek mellett ismételten megmérve közel azonos értékmutatásokat ad

Az ismétlőképesség mennyiségileg a mérőrendszer értékmutatásai szóródásának paramétereivel fejezhető ki.

1.1.6.20. műszeres bizonytalanság

a mérési bizonytalanságnak a mérőműszernek tulajdonított és annak kalibrálásával meghatározott összetevője

A műszeres bizonytalanságot a mérési bizonytalanság egyik összetevőjeként használják a B-típusú bizonytalanság értékelésben. Ez a definíció összhangban van az IEC terminológiájával, például az IEC 60050-300, 311-03-09 tételével. A műszeres bizonytalanság akkor hasznos, ha mérőműszert egy egyedi mérés elvégzésére használják, ügyelni kell azonban arra, hogy a mérési bizonytalanságot ne értékeljék túl és ne értékeljék alá, ha ismételt méréseket végeznek.

1.1.6.21.  pontossági osztály

mérőműszerek osztálya, amelyek kielégítik azokat az előírt metrológiai követelményeket, amelyek célja az, hogy előírt működési feltételek mellett a műszeres bizonytalanságot megadott határok között tartsák.

1.1.6.22. legnagyobb megengedett hiba (mérőeszközé)

az adott mérőeszköz hibájának specifikációkban, szabályozásokban stb. megengedett legnagyobb értéke

1.1.6.23. alaphiba

a mérőeszköz referencia-feltételek között meghatározott hibája.

1.1.6.24. torzítás (mérőeszközé)

a mérőeszköz értékmutatásának rendszeres hibája.

1.1.7 Etalonok

az etalon egy adott mennyiség definíciójának megállapított értékű és mérési bizonytalanságú megvalósítása, amelyet referenciaként használnak

Az "adott mennyiség definíciójának megvalósítása" lehet egy mérőrendszer, egy anyagi mérték vagy egy anyagminta.  Az etalont rendszerint referenciaként használják ahhoz, hogy más azonos fajtájú mennyiségeknek mérési eredményeket tulajdonítsanak. Sok esetben az etalonok az egység definíciójának megvalósításai.

Az etalonhoz társított megállapított mérési bizonytalanság megadható standard mérési bizonytalanságként vagy kiterjesztett mérési bizonytalanságként együtt a kiterjesztési tényezővel. Az etalonhoz társított standard mérési bizonytalanság mindig az egyik összetevője annak az eredő standard bizonytalanságnak, amely az ennek az etalonnak a használatával kapott mérési eredményhez van társítva. Ez az összetevő gyakran kicsi az eredő standard bizonytalanság többi összetevőjéhez képest.

Több azonos fajtájú vagy különböző fajtájú mennyiség megvalósítható egy készülékkel, amit általában ugyancsak etalonnak neveznek.

Példák:

- 1 kg-os tömeg etalon.

- 100 Ω-os normálellenállás.

- etalon ampermérő.

- cézium frekvencia etalon.

- standard hidrogén elektród.

Kivitelét tekintve az etalon lehet egyedi etalon, csoportos etalon és etalon sorozat. Az egyedi etalon önmagában képes az etalon funkcióit ellátni. A csoportos etalon olyan egymáshoz hasonló mértékek vagy mérőeszközök csoportja, amelyek együttesen használhatók etalonként. A csoportos etalon értéke rendszerint a csoport átlagértéke. Az átlagérték ingadozása várhatóan kisebb, mint a csoportba foglalt egyedeké. Az etalon sorozat speciálisan kiválasztott értékű olyan etalonok készlete, amelyekkel egyedileg vagy megfelelő kombinációban valamely mennyiség adott tartományba eső értékeinek sorozata állítható elő (például: súlysorozat).

1.1.7.1. nemzetközi etalon

nemzetközi megállapodással elfogadott etalon, amellyel az adott mennyiségnek a megállapodó országokban fenntartott etalonjainak az értékét meghatározzák.

A meghatározás rendszerint összehasonlító mérés útján történik. Az összehasonlítással történő értékmeghatározást a nemzetközi etalonra való visszavezetésnek, a mérési eljárást a visszavezetett etalon kalibrálásának nevezik.

1.1.7.2. nemzeti etalon (országos etalon, állami etalon)

nemzeti metrológiai referenciaként kijelölt etalon

1.1.7.3. elsődleges etalon

etalon, amelynek mennyiségértékét és mérési bizonytalanságát az azonos fajtájú mennyiség másik etalonjára való vonatkoztatása nélkül határozták meg

Az elsődleges etalon definíciója azt is magába foglalja, hogy az elsődleges etalont a szóban forgó bármely egység definíciójára, különösen az SI-egység definíciójára kell vonatkoztatni.  A kalibrálási hierarchia első etalonja mindig egy elsődleges etalon. Az elsődleges etalont nem lehet más, magasabb rendű etalonra visszavezetni, vagy arról származtatni. Az elsődleges etalont nemzetközi ajánlásnak megfelelően kell megvalósítani.

Példák: Az anyagmennyiség koncentráció elsődleges etalonja, amely egy kémiai összetevő ismert anyagmennyiségének ismert térfogatú oldatban való feloldásával készült. A nyomás elsődleges etalonja, amely külön erő és terület (felület) mérésen alapul.

1.1.7.4. másodlagos etalon

etalon, amelynek az értékét elsődleges etalonnal való összehasonlítás révén határozzák meg, vagyis amely közvetlenül az elsődleges etalonra van visszavezetve.

Az elsődleges etalon és a másodlagos etalon közötti összefüggés vagy közvetlenül kapható meg, vagy egy közbenső mérőrendszer beiktatásával, amelyet az elsődleges etalonnal kalibráltak, és amellyel mérési eredményt tulajdonítanak a másodlagos etalonnak. A másodlagos etalonnál alacsonyabb rendű etalonok nincsenek további rendekbe sorolva, hanem elnevezésük funkciójuktól függően referenciaetalon vagy használati etalon.

1.1.7.5. referenciaetalon

egy adott szervezetnél vagy egy adott helyen a használati etalonok kalibrálásához használt etalon

Előfordulhat, hogy adott helyen vagy adott szervezetnél nem áll rendelkezésre referenciaetalon. Ilyen esetekben a használati etalonokat más szervezet refrenciaetalonjára kell visszavezetni.

1.1.7.6. használati etalon

etalon, amelyet rendszeresen mértékek, mérőeszközök vagy anyagminták kalibrálására vagy ellenőrzésére használnak.

Előfordulhat, hogy adott helyen vagy adott szervezetnél nem áll rendelkezésre használati etalon. Ilyen esetekben a mértékeket, mérőeszközöket vagy anyagmintákat más szervezet használati etalonjával kell hitelesíttetni vagy kalibráltatni.

1.1.7.7. realizált etalon (intrinsic measurement standard)

jelenség vagy anyag kellőképpen stabil és reprodukálható tulajdonságán alapuló etalon

A realizált etalon értékét konszenzussal határozzák meg, és nem szükséges az értéket egy azonos típusú másik etalonra vonatkoztatva megállapítani. Mérési bizonytalanságát két összetevő figyelembevételével határozzák meg: (1) ami konszenzussal megállapított értékéhez van társítva és (2) ami szerkezetéhez, alkalmazásához és fenntartásához van társítva. A realizált etalon általában olyan rendszerből áll, amelyet a konszenzusos eljárás követelményeinek megfelelően állítottak elő, és amelyet rendszeres igazoló ellenőrzésnek (verifikálásnak) vetnek alá. A konszenzusos eljárás a használat során szükségessé váló korrekciókat is magába foglalhat. A realizált etalon mennyiségértéke függhet egy fizikai állandó konszenzusos értékétől. Stabilitása és   reprodukálhatósága annak köszönhető, hogy a felhasznált jelenség kvantumjelenség.

Példák:

- vízhármaspont készülék, mint a termodinamikai hőmérséklet realizált etalonja.

- az elektromos potenciálkülönbség Josephon effektuson alapuló realizált etalonja

- réz anyagminta, mint az elektromos vezetőképesség realizált etalonja.

1.1.7.8. visszavezethetőség

a mérési eredménynek vagy az etalon értékének az a tulajdonsága, hogy ismert mérési bizonytalanságú összehasonlító mérések megszakítatlan láncolatán keresztül megadott referenciákhoz, általában nemzetköz vagy nemzeti etalonokhoz kapcsolódik.

Az összehasonlító mérések megszakítatlan láncolatát visszavezethetőségi láncnak is nevezik. Elvben minden mérés eredményének visszavezetettnek kell lennie. Ez egyúttal azt is jelenti, hogy minden mérőeszközt valamilyen módon kalibrálni kell, vagyis egy pontosabb mérőeszközzel kell összehasonlítani. A mérőeszköz jellegétől és használatának módjától függően az összehasonlító mérések időről-időre megismételhetők, de vannak olyan mérőeszközök is, amelyeket elegendő egy alkalommal (például a gyártás fázisában vagy a használatba vételekor) kalibrálni.

1.1.7.9. kalibrálás

azoknak a műveleteknek az összessége, amelyekkel meghatározott feltételek fennállása mellett megállapítható az összefüggés egy mérőeszköz vagy egy mérőrendszer értékmutatása illetve egy mértéknek vagy anyagmintának tulajdonított érték és a mérendő mennyiség etalonnal megvalósított megfelelő értéke között.

A kalibrálás lehetővé teszi, hogy az értékmutatáshoz hozzárendeljék a mérendő mennyiség megfelelő értékét valamint azt, hogy meghatározzák az értékmutatások korrekcióit. A kalibrálás célja a mérőeszköz rendszeres hibájának a meghatározása.

1.1.7.10. ellenőrző mérőeszköz

mérőeszköz, amelyet rutinszerűen használnak egy mérőrendszer működésének az ellenőrzésére

1.1.7.11. etalon fenntartása

azoknak a műveleteknek az összessége, amelyek az etalon metrológiai jellemzőinek megfelelő határok között tartásához szükségesek.

Ilyen műveletek: az etalon más etalonokkal való rendszeres összehasonlítása, a megfelelő körülmények között való tárolás és a hozzáértő, gondos kezelés illetve használat.

Más etalonokkal való összehasonlító méréseket nemzetközi programok keretei között az elsődleges etalonok szintjén is végeznek. A nemzeti etalonok ilyen összehasonlításait kulcs-összehasonlításoknak nevezik. A programban résztvevők megállapodnak abban, hogy mit fogadnak el referenciaértéknek a kulcs-összehasonlításokhoz. A kulcs-összehasonlítási referenciaértéket képezheti például egy nemzetközi etalon értéke. Az összehasonlítások elsődleges célja nem a visszavezetés, hanem a nemzeti etalonok értékei közötti eltérések meghatározása.

1.1.7.12. kalibrátor

a mérőrendszer kalibrálásához használt etalon

1.1.7.13. anyagminta

olyan anyag, amelynek az összetétele és egy vagy több tulajdonsága eléggé homogén és jól meghatározott ahhoz, hogy egy mérőkészülék kalibrálásához, egy mérési módszer minősítéséhez vagy anyagjellemzők meghatározásához használják.

Az 'anyagminta' szakkifejezés anyagok egy családját jelöli, anélkül, hogy szükségszerűen magába foglalna egy, a mérési bizonytalanság nagyságára alapozott hierarchiát.

Az anyagminta lehet például tiszta vagy kevert gáz, folyadék, szilárd anyag vagy szuszpenzió. Az 'anyagminta' szakkifejezést különleges tulajdonságokat, például színt megvalósító anyagokra is alkalmazzák.

Példák: viszkoziméterek kalibrálásához használt víz; zafír hőkapacitás kalibráns a kolorimetriában.

1.1.7.14. hiteles anyagminta

hatósági bizonyítvánnyal ellátott etalonanyag, amelyben minden mennyiségre meg van adva az érték, a mérési bizonytalanság és a megállapított metrológiai visszavezethetőségi lánc

A bizonyítványnak a tanúsítási folyamatot leíró jegyzőkönyvre kell hivatkoznia. A "hiteles anyagminta bizonyítvány " definíciója az ISO Guide 30:1992.-ben van megadva.

A hiteles anyagmintákat rendszerint kötegelten (tételekben) gyártják. Egy adott tételre a mennyiségértékeket és a mérési bizonytalanságot a tételt reprezentáló minta mérésével határozzák meg. A hiteles anyagmintáknak tulajdonított mennyiségértékeket néha úgy lehet alkalmas módon és megbízhatóan megkapni, ha az anyagot speciálisan kialakított készülékbe foglalják bele. A mennyiségérték néha ennek a készüléknek a kimenete. Az ilyen készülékeket ugyancsak HA-nak lehet tekinteni.

A hiteles anyagminták gyártásának és tanúsításának eljárását az ISO Guide 34 és 35 tartalmazzák. A hiteles anyagminta kielégíti az etalon definícióját.

Bizonyos anyagminták és hiteles anyagminták olyan mennyiségekkel rendelkeznek, amelyek vagy azért, mert nem köthetők adott kémiai struktúrához, vagy más ok miatt, nem mérhetők olyan mérési eljárásokkal, amelyek a Nemzetközi Mértékegység-rendszer (SI) vagy más egységrendszer egységeire visszavezethetők. Ilyen anyagok például a biológiai vakcinák, amelyeknek az Egészségügyi Világszervezet tulajdonított Nemzetközi Egységet (International Units, IU).

1.1.7.15. referenciaadat

olyan adat, amelyet kritikusan értékeltek, azonosítható forrásból származik és jelenség, test vagy anyag, vagy ismert összetételű vagy szerkezetű összetevők rendszere tulajdonságához kapcsolódik.

1.1.7.16. standard referenciaadat (szabványos kézikönyvi adat)

elismert hatóság által közzétett referenciaadat

Például a CODATA (1998) ajánlott értékei a fizikai állandókra

1.1.7.17. referencia mennyiségérték

mennyiségérték, amelyet általában olyannak fogadnak el, hogy eléggé kicsi a mérési bizonytalansága ahhoz, hogy alapul szolgáljon azonos fajtájú mennyiségek értékeinek az összehasonlításához

A referencia mennyiségérték a hozzá társított mérési bizonytalansággal együtt általában a következőkre vonatkozik:

- anyagra, például egy hiteles anyagmintára,

- egy készülékre, például egy stabilizált lézerre,

- egy referencia mérési eljárásra.

A referencia mennyiségértéknek metrológiailag visszavezethetőnek kell lennie.

1.1.8. A metrológia nemzetközi szervezetei

A tudományos metrológia természetéből fakadóan nemzetközi, ennek megfelelően épül fel világméretű globális és regionális - elsõsorban európai - szervezeteinek rendszere.

1.1.8.1. Globális szervezetek

A globális szervezetek közé tartoznak:

-           a Méteregyezmény

-           az Általános Súly- és Mértékügyi Értekezlet

-      a Nemzetközi Súly- és Mértékügyi Bizottság

-      a Nemzetközi Súly- és Mértékügyi Hivatal.

1.1.8.1.1. A Méteregyezmény

1875. május 20-án Párizsban húsz ország diplomáciai meghatalmazottai (köztük tizenhét uralkodó illetve államfő) aláírták a Méteregyezményt (teljes nevén a Nemzetközi Méteregyezményt). Az Egyezmény a tagállamok között megkötött diplomáciai szerződés.

Hazai előzmények

A Magyar Tudományos Akadémia 1867. októberében előterjesztést nyújtott be a képviselőházhoz, melyben leszögezte, hogy az országban a francia mérték- és súlyrendszer általános alkalmazása szükséges, megtartva a görög eredetű mértékegység-megnevezéseket. A méterrendszer 1874. április 20-án, mint az 1874. évi VIII. törvénycikk emelkedett jogerőre. A méterrendszer használata Magyarországon 1876. január 1-je óta kötelező.

Nemzetközi előzmények

Az 1867. évi párizsi világkiállítás során súly- mérték és pénzügyi bizottság alakult, hogy tanulmányozza a méterrendszer általános alkalmazásának a lehetőségét a tudományban, az iparban és a kereskedelemben. A bizottság ebben a kérdésben kedvező véleményt alakított ki, és egyúttal felvetette egy európai nemzetközi súly- és mértékügyi hivatal létrehozásának gondolatát. 1870. májusában tizenöt ország képviselői megalakították a Nemzetközi Méterbizottságot. Öt év előkészítő munka eredményeként létrejött a Nemzetközi Méteregyezmény.

Aláírói az akkori államalakulatoknak megfelelően: az Osztrák-Magyar Monarchia, a Német Birodalom, Belgium, Brazília, az Argentínai Szövetség, Dánia, Spanyolország, az Amerikai Egyesült Államok, Franciaország, Olaszország, Peru, Portugália, Oroszország, Svéd-és Norvégia, a Svájci Szövetség, Törökország és Venezuela meghatalmazottai. Az Egyezményt Ausztria-Magyarország részéről gróf Apponyi Rudolf, párizsi nagykövet írta alá.

Idézetek az Egyezmény szövegéből

"A magas szerződő felek kötelezik magukat, hogy "nemzetközi súly és mértékhivatal" neve alatt tudományos és állandó intézetet, melynek székhelye Párizs leend, közös költségen alakítani és fenntartani fognak."

"A nemzetközi hivatal igazgatása és felügyelete kizárólagosan a nemzetközi súly-és mértékbizottságot illeti, s ezen bizottság a maga részéről alá van vetve a szerződő kormányok képviselőiből alakult általános súly- és mértékügyi értekezletnek."

Az egyezmény szerint a nemzetközi súly- és mértékhivatal feladatához tartozik egyebek között:

-          a méter és a kilogramm új prototípusának mindennemű összehasonlítása és hitelesítése;

-          a nemzetközi prototípusok megőrzése;

-          a nemzeti etalonoknak a nemzetközi etalonokkal (a prototípusokkal) való összehasonlítása, valamint a "minta-hévmérőknek" (etalon hőmérőknek) az időközi összehasonlítása;

-          az új prototípusok összehasonlítása az egyes országokban és a tudományban használt, nem méterrendszer szerinti súly és mérték alapmintákkal;

-          a földmértani vonalzók hitelesítése és összehasonlítása;

-          a szigorú mintamértékeknek az összehasonlítása, melyeknek hitelesítése akár kormányok, akár tudományos társulatok, akár műszerészek vagy tudósok által kívántatnék.

Az Egyezmény rögzíti, hogy az új prototípusokat ki kell osztani az államoknak, és ennek megtörténtével a hivatal létszámát "célszerű arányban" le kell szállítani. A hivatal fenntartási költségeit a tagállamok népességük arányában fedezik.

Az Egyezményt 22 cikkelyből álló Szabályzat (Réglement) egészíti ki, további 6 cikk rögzíti az Átmeneti intézkedéseket.

Az 1921-ben csekély mértékben módosított Egyezmény mindmáig a mértékegységekre vonatkozó nemzetközi megállapodások alapja. Az Egyezménynek jelenleg 48 tagállama van, közöttük valamennyi iparilag fejlett ország megtalálható.

A Méteregyezmény szervezetei szoros együttműködést folytatnak a metrológiához kapcsolódó más nemzetközi szervezetekkel. Ezek közé tartozik az 1955-ben megalakított, Nemzetközi Mérésügyi Szervezet (OIML), a Nemzetközi Szabványügyi Szervezet (ISO), a Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság (IEC), és mások. A közös munka jelképének is tekinthető a metrológiában kiemelkedően fontos két nemzetközi kiadvány, az Útmutató a mérési bizonytalanság kifejezéséhez, valamint az Alapvető és általános metrológiai fogalmak nemzetközi értelmező szótára, melyek az ISO a BIPM, az OIML, az IEC, az IFCC (Nemzetközi Klinikai Kémiai Szövetség) az IUPAC lés az IUPAP közös kiadványaként jelentek meg. Az Országos Mérésügyi Hivatal gondozásában mindkét kiadvány magyar nyelven is megjelent.

1.1.8.1.2. Általános Súly és Mértékügyi Értekezlet

Az Általános Súly- és Mértékügyi Értekezlet (Conference Generale des Poids et Mesures, CGPM) négyévenként ülésezik, résztvevői a Méteregyezmény tagállamainak képviselői. Felelős a Nemzetközi Mértékegység-rendszer (SI) elterjesztéséhez és korszerűsítéséhez szükséges intézkedések megtételéért. Jóváhagyja a fizikai állandók értékének meghatározását és dönt a BIPM szervezetét és fejlesztését érintő kérdésekben.

Az 1990-es évektől kezdődően a minőségirányítási rendszerek tanúsítása valamint a kalibráló- és vizsgálólaboratóriumok akkreditálása iránt világszerte megmutatkozó igény szükségszerűen megkövetelte és megköveteli a nemzeti etalonok dokumentált egyenértékűségét, vagy ahogy mind gyakrabban említik, az etalonok nemzetközi visszavezethetőségét. Ennek az igénynek a kielégítésében a BIPM döntő szerepet játszik. E cél érdekében a nemzeti mérésügyi intézetek vezetői a 21. Általános Súly- és Mértékügyi Értekezlet keretében, Párizsban, 1999. október 14-én kölcsönös elismerési megállapodást írtak alá a nemzeti etalonokról és a nemzeti intézetek által kiadott kalibrálási és mérési bizonyítványokról. Magyar részről az aláíró Dr Pákay Péter, az Országos Mérésügyi Hivatal elnöke volt.

1.1.8.1.3.  Nemzetközi Súly- és Mértékügyi Bizottság

A Méteregyezménnyel létrehozott szervek ma is működnek. Az Általános Súly-és Mértékügyi Értekezlet négy év időtartamra választja meg a Nemzetközi Súly-és Mértékügyi Bizottság (Comité International des Poids et Measures, CIPM) tagjait. A CIPM felügyeli és irányítja a Nemzetközi Súly- és Mértékügyi Hivatal (BIPM) tevékenységét. A CIPM kilenc Tanácsadó Bizottságot hozott létre, melyek az egyes mérésterületek szakértőinek bevonásával tudományos és műszaki kérdésekben támogatják a CIPM-et.

A Nemzetközi Súly- és Mértékügyi Bizottság kizárólagos hatáskörrel felügyeli a BIPM tevékenységét. A CIPM a CGPM fennhatósága alatt működik. 18 tagú szervezet, tagjai a tagállamok kiemelkedõ metrológusai, üléseit évenként tartja. A CIPM döntéseit Tanácsadó Bizottságok javaslatai alapján hozza, és döntéseket terjeszt elő a CGPM-nek.

1.1.8.1.4. Nemzetközi Súly- és Mértékügyi Hivatal

A Nemzetközi Súly- és Mértékügyi Hivatal (Bureau International des Poids et Mesures, BIPM) a Méteregyezmény keretében jött létre. Párizs mellett, Sevres-ben települt és a Méteregyezmény tagállamai tartják fenn. Feladata a mérések világméretű egységességének a biztosítása.

A BIPM felelős a fontosabb fizikai mennyiségek etalonjainak létrehozásáért és fenntartásáért; a nemzetközi etalonok és a nemzeti etalonok összehasonlításának szervezéséért; a megfelelõ méréstechnikák és az e tevékenységében alkalmazott fizikai állandók meghatározásának koordinálásáért.

A BIPM jelenlegi tudományos munkái hat fő területre irányulnak: tömeg, időskálák, lézer-hullámhossz és frekvencia etalonok, villamosság, radiometria és fotometria valamint ionizáló sugárzások. A Hivatal fő tevékenysége a nemzeti etalonok nemzetközi összehasonlításainak koordinálása és végrehajtása.

A BIPM kapott felhatalmazást arra, hogy megalapozza a mérések világméretű, egyedüli koherens egységrendszerét, az SI néven ismert Nemzetközi Mértékegység-rendszert.

1.1.8.1.5. Tanácsadó Bizottságok

A 9 Tanácsadó Bizottság tevékenysége egy-egy nagyobb mérésterület metrológiai problémáit öleli fel. Jelentős szerepük van a nemzeti etalonok kulcs-összehasonlításainak szervezésében. Tevékenységterületük, rövidített elnevezésük és alapításuk éve a következő:

Elektromosság, CCE, 1927

Fotometria és radiometria, CCPR, 1933

Termometria, CCT, 1937

Méter-definíció, CCDM, 1952

Másodperc-definíció, CCDS, 1956

Ionizáló sugárzások, CCEMRI, 1958

Tömeg és kapcsolódó mennyiségek, CCM, 1980

Anyagmennyiség, CCQM, 1993

Mértékegységek, CCU, 1964

1.1.8.2. Regionális szervezetek

A regionális szervezetek:

            - EUROMET

            - EURACHEM

            - EUROLAB

            - COOMET

            - DUNAMET

Ezek a regionális szervezetek jelentős szerepet töltenek be a nemzetközi metrológiai együttműködésben, és közvetve vagy közvetlenül részt vállalnak a mérésekkel, vizsgálatokkal és megfelelőség-értékeléssel kapcsolatos tevékenységekben. Az egyes szervezetek működésében elõfordulnak bizonyos átfedések. Nem ritkán egy-egy nemzeti metrológiai intézmény két vagy több regionális szervezetben is képviselteti magát.

Az európai szervezetek tagjai és azok ügyfelei számára különösen fontos, hogy világos képet kapjanak a különféle szervezetek szerepérõl és céljairól. és bizalmat táplálhassanak e szervezetek szolgáltatásai iránt.

1.1.8.2.1. EUROMET

Az EUROMET az etalonok terén folytatott európai együttműködés fóruma, melyet az 1987-ben aláírt Egyetértési memorandum hozott létre. Az EUROMET felelős a tudományos metrológia európai infrastruktúrájáért. Eredete a az 1973-ban alakult Nyugat-európai Metrológiai Klub-ig nyúlik vissza. Az EUROMET alapítói az EU és az EFTA tagállamainak metrológiai intézetei voltak, de ma már a szervezet nyitott a közép- és kelet-európai országok nemzeti metrológiai intézetei számára is. Magyarország az OMH révén teljes jogú tag az EUROMET-ben.

Az EUROMET speciális feladatai: a tagállamok metrológiai intézetei etalonjainak összehasonlításához  szükséges kutatási projektek kereteinek biztosítása; a metrológiai létesítmények jelentősebb beruházásainak koordinálása; az elsõdleges és másodlagos etalonokra vonatkozó tapasztalatcsere; a szolgáltatásokra és a forrásokra vonatkozó tájékoztatás és együttműködés az európai törvényes metrológiai intézetek kalibrálási szolgálataival.

1.1.8.2.2. EURACHEM

Az EURACHEM 1989-ben jött létre; működési területe a kémiai mérések, és különösen az analitikus kémia. Az EURACHEM azoknak az európai szervezeteknek a hálózata, amelyek célja az analitikai mérések minőségének javítása és a mérések iránti bizalom erősítése. Problémafeltáró tevékenységet folytat, validált eljárásokat, jártassági vizsgálatokat alakít ki, beleértve az anyagmintákra alapozott visszavezethetőséget. A kémiai mérések visszavezethetőségét illetően olyan nemzetközi infrastruktúra kialakítására törekszik, amely az anyagminták közvetítésével összekapcsolja a mérő- és a referencia-laboratóriumokat. Ezen a területen együttműködik az EUROMET-tel.

1.1.8.2.3. EUROLAB

Az EUROLAB 17 nemzeti szervezetet tömörít, és ezek révén az EU és EFTA országok 1200 nemzeti laboratóriumát. Vannak társult és levelező tagjai is. 1990-ben alakult, legfelsőbb szerve a Közgyűlés, melyre tagországonként két-két fő delegálható. Működési területei: a műszaki együttműködés elősegítése, a kölcsönös elfogadás és a minőségbiztosítás, beleértve a mérések és a vizsgálatok visszavezethetőségét is.

1.1.8.2.4. COOMET

A COOMET az EUROMET testvér-szervezete, működési területe Közép- és Kelet-Európa. 1991-ben alakult 7 taggal (ezek: Bulgária, Lengyelország, Románia, Szlovákia, Oroszország, Fehér-Oroszország és Ukrajna) és 2 társult taggal (ezek: Kuba és Németország). A COOMET tagjai együttműködést folytatnak a fizikai mennyiségek etalonjai, a törvényes metrológia és a kalibrálási szolgálatok területén. Egyik fő törekvés a nyugateurópai országok metrológiai intézeteivel fennálló kapcsolatok erősítése. Néhány COOMET tag társult tagságért folyamodott az EUROMET-hez.

1.1.8.2.5. DUNAMET

A DUNAMET "szubregionális" együttműködés négy ország, Ausztria, a Cseh Köztársaság, Magyarország és Szlovákia metrológiai intézetei között.