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2021년 5월 24일


아일랜드 출신의 극작가 조지 버나드 쇼는 "제대로 행동하는 사람은 제 재단사뿐이다. 그는 저를 볼 때마다 치수를 새로 재지만, 다른 사람들은 모두 예전 치수를 그대로 사용해서 제가 거기에 맞춰주기를 기대한다"라고 말했습니다. 이 말은 삶의 여러 영역에서 정확하고 반복적인 측정이 얼마나 중요한지를 잘 보여줍니다.

 

하루 일과를 상상해 보세요. 이런 식일 수도 있겠네요. "늘 그렇듯, 오늘 저녁 친구네 바비큐 파티 가는 길에 과속 단속에 걸렸어. 그래도 저녁은 즐거웠어. 음악 소리가 좀 컸지만, 스테이크는 정말 완벽하게 구워졌어." 디저트는 참았어야 했는데 – 벤, 600칼로리라는 거 알려줘서 고마워! 자가격리 기간 동안 살이 더 찌면 안 돼. 벌써 청바지가 좀 꽉 끼는 것 같아. 스스로에게 다짐: 알람을 6시에 맞춰 놓고, 50km 자전거 타기를 목표로 삼고, 스트라바에 기록하는 것도 잊지 말자. 그 말은 평소보다 조금 늦게 출근할 수도 있다는 뜻이니, 상사에게 이메일을 보내는 게 좋겠어. 아, 그리고 아침에 마실 물 한 병을 냉장고에 넣어두세요. 자기 전에 차 한 잔 마시고 내일 날씨 좀 확인해 봐야겠다. 이제 불은 꺼야지.

 

시간, 크기, 거리, 속도, 방향, 무게, 부피, 온도, 압력, 힘, 소리, 빛, 에너지 – 위 글에서 이러한 개념들을 찾아볼 수 있나요? 이것들은 모두 우리가 측정하고 당연하게 여기는 물리적 속성들입니다. 측정이 없었다면 우리가 알고 있는 삶은 불가능했을 것입니다.

 

이는 사람들이 표준화된 측정 단위를 사용하기 시작한 5000년 전에도 분명히 드러났습니다.  실제로 고대 4대 문명인 중국, 인도, 이집트, 메소포타미아는 모두 도량형에 대한 지식을 가지고 있었습니다. 초기에 측정 단위는 종종 손가락, 손, 발, 걸음 수, 컵(두 손으로 담을 수 있는 부피)과 같은 인체 부위와 관련이 있었습니다. 무게와 측정값 외에도 시간, 거리, 면적 등도 일관성 있는 측정에 포함되었습니다.

 

도량형은 균일한 측정을 보장하여 통치자나 국가가 세금을 징수하는 데 필요한 근거를 제공했을 뿐만 아니라 무역과 상업의 투명성을 확보하는 데 필요한 측정에 대한 신뢰와 확신을 제공했습니다.

 

이집트는 큐빗 단위를 정확하게 사용하네요!

 

길이를 측정하는 데 사용된 가장 오래된 단위 중 하나는 이집트의 큐빗입니다. 기원전 3천년까지 거슬러 올라가는 이 단위는 팔꿈치에서 가운데 ​​손가락 끝까지의 팔뚝 길이를 나타냅니다.

고왕국 건축에서 알려진 '왕실 큐빗'은 일반 큐빗보다 약간 더 길었는데, 이는 통치자인 파라오의 손바닥 너비를 더한 길이였습니다. 왕실 큐빗 표준(기본 규격)은 내구성을 높이기 위해 검은 화강암 덩어리를 깎아서 만들었습니다. 노동자들은 나무나 화강암으로 만든 큐빗 막대를 지급받았고, 보름달이 뜰 때마다 그 막대를 왕실 큐빗 전문가와 비교하기 위해 가져와야 했습니다. 이를 어길 경우 사형에 처해졌다.

 

고대 이집트인들은 오늘날의 법정 계량학, 표준, 추적성 및 교정 재검증 제도의 정신을 예견했습니다. 이러한 길이의 표준화와 균일성을 통해 놀라운 정확도를 달성했습니다. 기자의 대피라미드는 한 변의 길이가 440큐빗(230.364미터)에 달합니다. 건축가들은 큐빗 자를 사용하여 11.4cm 이내의 오차 범위 내에서 작업을 수행했는데, 이는 0.05%보다 더 정확한 수치입니다.

 

중국의 표준화

 

고대 중국은 최초로 완벽하게 조직된 도량형 체계의 발상지입니다. 산업 분야의 품질 관리는 기원전 16세기부터 11세기까지의 상나라 시대에 발전했습니다. 고고학적 발견에 따르면 기원전 1600년경에 이미 십진법 미터법이 사용되었음을 알 수 있습니다.

 

기원전 8세기로 접어드는 시기에 표준화된 측정 장비 체계가 확립되었다. 국가는 '예절 기록'에서 품질에 대한 규칙을 정하고 시행했으며, 국가 공무원들은 1년에 두 번씩 측정 기기의 정확도를 교정하거나 점검했습니다.

Sculpture of the Chinese emperor Qin Shi Huang, who standardized the units of measurement such as weights and measure

기원전 221년 전국시대를 통일한 진시황제는 도량형과 같은 측정 단위를 표준화하여 경제적으로도 나라를 통일했습니다. 그는 도로 교통망을 원활하게 하기 위해 수레의 축까지 표준화하기도 했습니다. 하지만 무엇보다 중요한 것은 중국 전역에서 통용되는 하나의 통신 체계를 구축하기 위해 중국 문자를 통일했다는 점입니다.

 

표준화와 공통된 측정 기준은 하나의 일관된 문명과 거대한 공동 시장을 만들어냈고, 이는 수천 년 동안 지속되었습니다.

 

균일성과 정확성 – 국제 단위계

 

19세기와 20세기에 걸쳐 대량 생산을 특징으로 하는 산업화와 과학 기술의 발전은 측정 단위의 범위를 넓히고 새로운 측정 기기와 방법의 탄생을 촉진했습니다.

 

많은 산업화된 국가에서 계측학은 단위 체계와 측정 단위를 정립하고, 새로운 측정 방법을 개발하며, 측정 표준을 실현하고, 이러한 표준으로부터의 소급성을 확립하는 과학으로 발전해 왔습니다.

 

1875년, 17개국 대표들은 "도량형 표준의 국제적 통일성과 정확성"을 확립하기 위해 미터 조약(Convention du Mètre)에 서명했습니다. 1960년, 정부 간 기구인 국제도량형총회(CGPM)는 세계적으로 통용되는 측정 기준인 국제단위계(SI)를 채택했습니다.

 

교정 – 표준과의 연결

 

교정은 측정값 간의 비교입니다. 하나는 정확도가 입증된 장비로 측정한 값이고, 다른 하나는 유사한 방식으로 테스트 대상 장비로 측정한 값입니다. 정확성이 알려져 있거나 지정된, 즉 '참값'을 가진 장치를 표준이라고 합니다. 불확실성이 알려진 연속적인 측정 과정을 통해 이 장치의 측정값이 국제 표준과 일치하게 되었습니다.

 

이러한 계측 검증의 결과는 적합성으로 판정되어 기기가 정상적인 서비스로 복귀할 수 있거나, 부적합성으로 판정되어 기기를 조정, 수리 또는 폐기해야 함을 의미합니다.

 

추적성 체인

 

추적성은 모든 유형의 교정 작업에서 기본 원칙입니다. 측정 추적성은 일반적으로 교정 인증서에 기재되는 교정 결과가 일련의 교정 과정을 통해 어떻게 표준과 연결되고, 최종적으로 1차 표준에 도달하는지를 설명합니다. 추적성 사슬은 불확실성이 명시된 비교들이 끊임없이 이어지는 사슬입니다.

 

국가 계측 연구소와 2차 인증 교정 연구소는 최고 수준의 국제적 기준에 부합하는 소급성을 제공합니다. 다양한 상호 인정 협정은 국경을 넘어 인정된 추적성을 보장합니다.

Pyramid of HBK's instruments for calibration depending on the use: primary or secondary laboratories and customer users

공인 교정

 

공인 교정은 DPLA, NIST, NPL 또는 PTB와 같은 국가 기관에 소급 추적 가능합니다. 공인 시험소는 ISO/IEC 17025 요구사항을 준수하고 모든 주요 국제 인증 기관에서 인정하는 교정 인증서를 발급합니다. 공인 교정 인증서는 법적으로 인정되는 문서입니다.

 

측정 기기는 종종 공인된 교정을 받아야만 제3자 기관으로부터 공식적인 교정 인정을 받을 수 있으며, 이는 예를 들어 당국의 다양한 요구 사항을 충족하는 데 필요합니다. 이러한 수준의 교정은 '기준' 표준으로 사용되는 기기에도 필요합니다.

 

정확도와 정밀도는 측정 장비의 품질을 결정짓는 두 가지 주요 특징입니다. 측정 시스템의 정확도는 측정값이 해당 양의 실제(참) 값에 얼마나 가까운지를 나타내는 정도입니다. 이 값은 크기 단위(절대 오차) 또는 백분율 단위(상대 오차)로 표시됩니다. 재현성 또는 반복성, 즉 변화되지 않은 조건에서 반복 측정했을 때 동일한 결과가 나타나는 정도를 정밀도라고 합니다.

 

측정 결과의 분산이 정밀도를 정의합니다. 단 한 번의 측정만으로 얻은 정밀도는 여러 번의 측정을 통해 얻은 평균값을 대표할 확률을 나타냅니다.

 


ISO 10012-1 교정의 정의

 

측정 기기 또는 측정 시스템이 나타내는 값, 또는 물질적 측정값 또는 기준 물질이 나타내는 값과 기준 표준에 의해 실현되는 양의 해당 값 사이의 관계를 특정 조건 하에서 설정하는 작업.

 

교정의 목적

 

국제시험원 인증 협력기구(ILAC)에 따르면 교정의 목적은 다음과 같습니다.

 

  • 측정 기기로 측정할 수 있는 불확실성을 파악하기 위해
  • 측정 기기에 어떠한 변경 사항이 있었는지, 그리고 그로 인해 결과에 대한 신뢰도가 떨어졌는지 조사하기 위해
  • 측정 기기를 실제로 사용할 때 기준값과 측정 기기로 얻은 값 사이의 편차 및 그 편차의 불확실성을 더 정확하게 추정하기 위해
  • 측정 기기를 실제로 사용할 때 기준값과 측정 기기로 얻은 값 사이의 편차 및 그 편차의 불확실성을 더 정확하게 추정하기 위해

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