alt=Man in white standing in front of a large machine|sličica|290x290_pik| Znanstvenik stoji pred preskusno napravo Microarcsecond Metrology (MAM). Meroslovje ali s tujko metrologija je znanstvena in tehniška veda o merjenju. Vzpostavlja enotno razumevanje merskih enot, kar ima ključno vlogo pri povezovanju človekovih dejavnosti. Sodobno meroslovje ima svoje korenine v političnih motivih francoske revolucije za standardizacijo enot v Franciji, ko je bil predlagan standard dolžine, vzet iz naravnega vira. To je leta 1795 privedlo do oblikovanja metričnega sistema, ki temelji na decimalnem zapisu, in je vzpostavilo nabor standardov za druge vrste meritev. Več drugih držav je sprejelo metrični sistem med letoma 1795 in 1875; za zagotovitev skladnosti med državami je bil z Metrsko konvencijo ustanovljen Mednarodni urad za uteži in mere (BIPM). Iz te ureditve se je razvil mednarodni sistem enot (SI) kot rezultat resolucije na 11. Generalni konferenci za uteži in mere (CGPM) leta 1960.
Meroslovje je razdeljeno na tri osnovne prekrivajoče se dejavnosti:
opredelitev merskih enot; praktična realizacija teh merskih enot; sledljivost—povezovanje meritev, izvedenih v praksi, z referenčnimi standardi.
Te prekrivajoče se dejavnosti v različni meri uporabljajo tri osnovna podpodročja meroslovja:
znanstveno ali temeljno meroslovje, ki se ukvarja z določitvijo merskih enot; uporabno, tehnično ali industrijsko meroslovje—uporaba meritev v proizvodnih in drugih procesih v družbi; zakonsko meroslovje, ki zajema predpise in zakonske zahteve za merilne instrumente in merilne metode.
V vsaki državi obstaja nacionalni merilni sistem (NMS) kot mreža laboratorijev, kalibracijskih zmogljivosti in akreditacijskih organov, ki izvajajo in vzdržujejo njeno meroslovno infrastrukturo. NMS vpliva na to, kako se izvajajo meritve v državi in na njihovo priznavanje s strani mednarodne skupnosti, kar ima širok vpliv na njeno družbo (vključno z gospodarstvom, energijo, okoljem, zdravjem, proizvodnjo, industrijo in vprašanjem zaupanja potrošnikov). Učinki meroslovja na trgovino in gospodarstvo so med družbenimi vplivi, ki jih je najlažje opazovati. Da bi olajšali pošteno trgovino, mora obstajati dogovorjen sistem merjenja.
Zgodovina Zmožnost merjenja sama po sebi ne zadostuje; standardizacija je ključnega pomena za smiselnost meritev. Najstarejši ohranjen zapis o stalnem standardu je iz leta 2900 pr. n. št., ko je bil kraljevski egipčanski komolec izklesan iz črnega granita. Za komolec je bilo določeno, da je enak dolžini faraonove podlakti plus širini njegove dlani, standardne replike pa so bile razdeljene gradbenikom. Uspešnost standardizirane dolžine za gradnjo piramid je razvidna iz dolžin njihovih baz, ki se razlikujejo za največ 0,05 odstotka.
Tudi druge civilizacije so izdelale splošno sprejete merilne standarde, tako sta rimska in grška arhitektura temeljili na različnih merskih sistemih. S propadom imperijev in temnim srednji vekom, ki sta sledila, je bilo izgubljenega veliko merilnega znanja in standardizacije. Čeprav so bili lokalni merski sistemi običajni, jih je težko primerjati, saj so bili pogosto nezdružljivi med seboj. Anglija je leta 1196 določila Assize of Measures za ustvarjanje dolžinskih standardov, Magna Carta iz leta 1215 pa je vključevala oddelek za merjenje vina in piva.
Sodobno meroslovje ima svoje korenine v francoski revoluciji. S politično motivacijo za uskladitev enot po vsej Franciji je bil predlagan standard dolžine, ki temelji na naravnem viru. Marca 1791 je bil določen meter. To je leta 1795 privedlo do oblikovanja metričnega sistema, ki temelji na decimalnem zapisu in je določil standarde za druge vrste meritev. Med letoma 1795 in 1875 je metrični sistem sprejelo še več drugih držav; za zagotavljanje mednarodne skladnosti je Metrska konvencija vzpostavila Mednarodni urad za uteži in mere ( ali BIPM). Čeprav je bila prvotna naloga BIPM sprejeti mednarodne standarde za merske enote in jih povezati z nacionalnimi standardi za zagotovitev skladnosti, se je njegov obseg razširil na električne in fotometrične enote ter merilne standarde ionizirajočega sevanja. Metrični sistem je bil posodobljen leta 1960 z ustanovitvijo mednarodnega sistema enot (SI) kot rezultat resolucije na 11. generalni konferenci za uteži in mere ( ali CGPM).
Prve meroslovne predpise na Slovenskem je izdala cesarica Marija Terezija leta 1777, vendar je zaradi odpora nekatera določila razveljavil njen naslednik Jožef II. Z odlokom o Jožefinskem katastru je bila predpisana dunajska klaftra kot dolžinska mera. Jurij Vega je imel pomembno vlogo pri uvajanju metričnega sistema na ozemlju takratne Avstro-Ogrske.
Podpodročja Mednarodni urad za uteži in mere (BIPM) opredeljuje meroslovje kot »vedo o merjenju, ki zajema tako eksperimentalne kot teoretične ugotovitve na katerikoli ravni negotovosti na katerem koli področju znanosti in tehnike«. Vzpostavlja skupno razumevanje enot, ključnih za človekovo dejavnost. Meroslovje je obsežno področje, vendar ga lahko strnemo v tri osnovne dejavnosti: opredelitev mednarodno sprejetih merskih enot, realizacijo teh merskih enot v praksi in uporaba verig sledljivosti (povezovanje meritev z referenčnimi etaloni). Ti pojmi se v različni meri uporabljajo za tri glavna področja meroslovja: znanstveno meroslovje; uporabno, tehnično ali industrijsko meroslovje in zakonsko meroslovje.
Znanstveno meroslovje Znanstveno meroslovje se ukvarja z vzpostavitvijo merskih enot, razvojem novih merilnih metod, realizacijo merskih etalonov in prenosom sledljivosti od teh etalonov do uporabnikov v družbi. Ta vrsta meroslovja velja za najvišjo raven meroslovja, ki teži k najvišji stopnji natančnosti. BIPM vzdržuje zbirko podatkov o meroslovnih kalibracijskih in merilnih zmogljivostih inštitutov po vsem svetu. Ti inštituti, katerih dejavnosti so recenzirane, zagotavljajo temeljne referenčne točke za meroslovno sledljivost. Na področju meritev je BIPM opredelil devet meroslovnih področij, to so akustika, elektrika in magnetizem, dolžina, masa in sorodne količine, fotometrija in radiometrija, ionizirajoče sevanje, čas in frekvenca, termometrija ter kemija.
Od maja 2019 noben fizični objekt ne določa osnovnih enot.Decision CIPM/105-13 (oktober 2016) Motivacija pri spremembi osnovnih enot je narediti celoten sistem izpeljan iz fizičnih konstant, kar je zahtevalo odstranitev prototipa kilograma, saj je bil to zadnji artefakt, od katerega so bile odvisne definicije enot. Znanstveno meroslovje igra pomembno vlogo pri tej opredelitvi enot, saj so za natančne definicije osnovnih enot potrebne natančne meritve fizikalnih konstant. Za ponovno določitev vrednosti kilograma brez artefakta mora biti znana vrednost Planckove konstante z natančnostjo dvajset delov na milijardo. Znanstveno meroslovje je z razvojem Kibblove tehtnice in Avogadrovega projekta pridobilo vrednost Planckove konstante z dovolj nizko mero negotovosti, da je omogočila redefiniranje kilograma.
Uporabno, tehnično ali industrijsko meroslovje Uporabno, tehnično ali industrijsko meroslovje se ukvarja z uporabo meritev v proizvodnih in drugih procesih ter njihovo uporabo v družbi, zagotavljanje ustreznosti merilnih instrumentov, njihovo kalibracijo in nadzor kakovosti. Izvedba dobrih meritev je v industriji pomembna, saj vpliva na vrednost in kakovost končnega izdelka ter 10–15-odstotni vpliv na proizvodne stroške. Čeprav je na tem področju meroslovja poudarek na samih meritvah, je sledljivost kalibracije merilne naprave nujna za zagotavljanje zaupanja v meritev. Priznanje meroslovne usposobljenosti v industriji je mogoče doseči s sporazumi o medsebojnem priznavanju, akreditacijo ali strokovno recenzijo. Industrijsko meroslovje je pomembno za gospodarski in industrijski razvoj države, stanje industrijskega meroslovnega programa države pa lahko kaže na njen gospodarski status.
Zakonsko meroslovje Zakonsko meroslovje »zadeva dejavnosti, ki izhajajo iz zakonskih zahtev in se nanašajo na meritve, merske enote, merilne instrumente in merilne metode in jih izvajajo pristojni organi«. Takšne zakonske zahteve lahko izhajajo iz potreb po varovanju zdravja, javne varnosti, okolja, obdavčitve, varstvu potrošnikov in pošteni trgovini. Mednarodna organizacija za zakonsko meroslovje (OIML) je bila ustanovljena za pomoč pri usklajevanju predpisov prek državnih meja – za zagotavljanje, da pravne zahteve ne ovirajo trgovine. Ta uskladitev zagotavlja, da je certificiranje merilnih naprav v eni državi združljivo s postopkom certificiranja druge države, kar omogoča trgovino z merilnimi napravami in izdelki, ki temeljijo na njih. WELMEC je bil ustanovljen leta 1990 za spodbujanje sodelovanja na področju zakonskega meroslovja v Evropski uniji in med državami članicami Evropskega združenja za prosto trgovino (EFTA). V Združenih državah je zakonsko meroslovje pod pristojnostjo Urada za uteži in mere Nacionalnega inštituta za standarde in tehnologijo (NIST), izvajajo pa ga posamezne zvezne države.
Koncepti
Definicija enot Mednarodni sistem enot (SI) definira sedem osnovnih enot: dolžina, masa, čas, električni tok, termodinamična temperatura, količina snovi in svetilnost. Po dogovoru se vsaka od teh enot šteje za medsebojno neodvisno in jo je mogoče sestaviti neposredno iz njihovih definirajočih konstant. Vse druge enote SI so sestavljene kot produkti potenc sedmih osnovnih enot. + Osnovne enote in standardi SI Osnovna količina Ime Simbol Opredelitev Čas sekunda s Trajanje 9192631770 obdobij sevanja, ki ustreza prehodu med dvema hiperfinima nivojema osnovnega stanja atoma cezija-133Dolžina meter m Dolžina poti, ki jo prepotuje svetloba v vakuumu v časovnem intervalu 1/299792458 sekundemasa kilogram kg Opredeljeno (od leta 2019) kot »... ob upoštevanju fiksne numerične vrednosti Planckove konstante, h, izražene v enoti , ki je enaka .. .«Električni tok amper A Opredeljeno (od leta 2019) z »... ob upoštevanju fiksne numerične vrednosti osnovnega naboja, e, kot , izražene v enoti C, ki je enaka ...«Termodinamična temperatura kelvin K Opredeljeno (od leta 2019) z »... ob upoštevanju fiksne numerične vrednosti Boltzmannove konstante, k, kot izražene v enoti , ki je enaka ...«Količina snovi mol mol Vsebuje (od leta 2019) »... natanko elementarnih entitet. To število je fiksna numerična vrednost Avogadrove konstante, NA, izražena v enoti mol−1 ...«Svetlobna jakost kandela cd Svetlobna jakost v dani smeri vira, ki oddaja monokromatsko sevanje s frekvenco z jakostjo sevanja v tej smeri 1/683 vata na steradian Ker so osnovne enote referenčne točke za vse meritve, opravljene v enotah SI, bi bile vse predhodne meritve nepravilne, če bi se referenčna vrednost spremenila. Če bi pred letom 2019 odtrgali kos mednarodnega prototipa kilograma, bi bil še vedno opredeljen kot kilogram; vse prejšnje izmerjene vrednosti kilograma bi bile težje. Zaradi pomena ponovljivosti enot si je BIPM zadal nalogo definiranja vseh osnovnih enot SI s fizikalnimi konstantami.
Z definiranjem osnovnih enot SI glede na fizikalne konstante in ne artefakte ali konkretne snovi, je mogoče realizirati enote z višjo stopnjo natančnosti in ponovljivosti. Od redefinicije enot SI 20. maja 2019 so kilogram, amper, kelvin in mol opredeljeni z določitvijo natančnih številskih vrednosti Planckove konstante ( ), elementarnega električnega naboja (), Boltzmannove konstante ( ) in Avogadrove konstante (). Sekunda, meter in kandela so bile že prej definirane s fizikalnimi konstantami (cezijev standard (Δ νCs), svetlobna hitrost () in svetlobni izkoristek sevanja vidne svetlobe (Kcd)), popravljeno glede na sedanje definicije. Namen novih definicij je izboljšati sistem SI brez spreminjanja velikosti katerekoli enote, s čimer se zagotovi kontinuiteta z obstoječimi meritvami.
Realizacija enot alt=Computer-generated image of a small cylinder|sličica| Mednarodni prototipni kilogram (IPK), izdelan iz zlitine platine in iridija, nekdanja praktična realizacija kilograma.