19 Классификация средств измерении

Средство измерений (СИ) – техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее или хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменной в течение известного интервала времени. Установление рядов пределов допускаемых погрешностей позволяет упорядочить требования к средствам измерений по точности. Это упорядочивание осуществляется путем установления классов точности СИ.Класс точности СИ – обобщенная характеристика данного типа СИ, отражающая уровень их точности, выражаемая пределами допускаемой основной, а в некоторых случаях и дополнительных погрешностей (они рассмотрены выше), а также другими характеристиками, влияющими на точность.

20.Шкалы средств измерении, Метрол характеристики средств измерении Все средства измерений, независимо от их конкретного исполнения, обладают рядом общих свойств, необходимых для выполнения ими их функционального назначения. Технические характеристики, описывающие эти свойства и оказывающие влияние на результаты и на погрешности измерений, называются метрологическими характеристиками [9,10]. Перечень важнейших из них регламентируется ГОСТ “Нормируемые метрологические характеристики средств измерений”. Комплекс нормируемых метрологических характеристик устанавливается таким образом, чтобы с их помощью можно было оценить погрешность измерений, осуществляемых в известных рабочих условиях эксплуатации посредством отдельных средств измерений или совокупности средств измерений, например автоматических измерительных систем. Одной из основных метрологических характеристик измерительных преобразователей является статическая характеристика преобразования (иначе называемая функцией преобразования или градуировочной характеристикой). Она устанавливает зависимость информативного параметра у выходного сигнала измерительного преобразователя от информативного параметра х входного сигнала. Статическая характеристика нормируется путем задания в форме уравнения, графика или таблицы. Понятие статической характеристики применимо и к измерительным приборам, если под независимой переменной х понимать значение измеряемой величины или информативного параметра входного сигнала, а под зависимой величиной – показание прибора. Если статическая характеристика преобразования линейна, т.е. , то коэффициент К называется чувствительностью измерительного прибора (преобразователя). В противном случае под чувствительностью следует понимать производную от статической характеристики Важной характеристикой шкальных измерительных приборов является цена деления, т.е. то изменение измеряемой величины, которому соответствует перемещение указателя на одно деление шкалы. Если чувствительность постоянна в каждой точке диапазона измерения, то шкала называется равномерной. При неравномерной шкале нормируется наименьшая цена деления шкалы измерительных приборов. У цифровых приборов шкалы в явном виде нет, и на них вместо цены деления указывается цена единицы младшего разряда числа в показании прибора.

21.Метрологические показатели средств измерении При выборе средства измерения в зависимости от заданной точности изготовления деталей необходимо учитывать их метрологические показатели. К ним относятся: Длина деления шкалы — это расстояние между серединами двух соседних отметок (штрихов, точек и т. п.) шкалы. Цена деления шкалы — это разность значений величин, соответствующих двум соседним отметкам шкалы .Градуированная характеристика — зависимость между значениями величин на выходе и входе средства измерений. Диапазон показаний — область значении шкалы, ограниченная конечным и начальным значениями шкалы, то есть наибольшим и наименьшим значениями измеряемой величины. Диапазон измерений область значений измеряемой величины, в пределах которой нормированы допускаемые пределы погрешности средства измерения. Чувствительность прибора — отношение изменения сигнала на выходе изме-рительного прибора к изменению измеряемой величины (сигнала) на входе. Так, если изменение измеряемой величины составило Δd = 0,01 мм, что вызвало перемещение стрелки показывающего устройства на Δl = 10 мм, то абсолютная чувствительность прибора составляет S= Δl/ Δd = 10/0,01 = 1000. Для шкальных измерительных приборов абсолютная чувствительность численно равна передаточному отношению. Вариация (нестабильность) показаний прибора — алгебраическая разность между наибольшим и наименьшим результатами измерений при многократном измерении одной и той же величины в неизменных условиях. Стабильность средства измерений — свойство, выражающее неизменность во времени его метрологических характеристик (показаний).

22.Требования, предьявляемые к средствам измерении Различными нормативными документами в области обеспечения единства измерений предъявляются достаточно жесткие требования к средствам измерения (далее - СИ), применяемым при экоаналитических работах. Прежде всего СИ, применяемые в целях охраны окружающей природной среды, должны пройти испытания с целью утверждения типа средств измерений (ПР 50.2.009-94 «ГСИ. Порядок проведения испытаний и утверждения типа средств измерений»). После получения положительного результата испытаний такие средства измерений включаются в установленном порядке в Государственный реестр средств измерений (ПР 50.2.011-94 «ГСИ. Порядок ведения Государственного реестра средств измерений»). Следует иметь в виду, что сертификат на СИ установленного типа выдается на определенный срок (не более 5 лет), и по истечении срока необходимо его продлевать. Информация о СИ, включенных в Государственный реестр, публикуется в справочно-информационных изданиях Госстандарта России или в ведомственных изданиях (например, «Перечень технических средств контроля промышленных выбросов в атмосферу, допущенных к применению Госкомэкологии России»). Отдельные федеральные органы исполнительной власти в пределах своей компетенции могут устанавливать дополнительные требования к СИ, применяемым в той или иной сфере деятельности.

23.Класс точности средств измерении Класс точности средств измерений - обобщенная характеристика средств измерений, определяемая пределами допускаемых основной и дополнительной погрешностей, а также другими свойствами средств измерений, влияющими на их точность, значения которых устанавливаются в стандартах на отдельные виды средств измерений. Классы точности присваиваются средствам измерений при их разработке с учетом результатов государственных приемочных испытаний.

Класс точности хотя и характеризует совокупность метрологических свойств данного средства измерений, однако не определяет однозначно точность измерений, так как последняя зависит от метода измерений и условий их выполнения. Обозначают К.т. числом, соответствующим значению погрешности. Многие показывающие приборы (амперметры, вольтметры, манометры и др.) формируются по приведённой погрешности, выраженной в процентах от верхнего предела измерений. В этих случаях применяется ряд К. т.: 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. При нормировании по относительной погрешности обозначение К. т. заключают в кружок.

Классы точности СИ устанавливаются в стандартах или технических условиях. Средство измерений может иметь два и более класса точности. Приборы, предназначенные для измерения нескольких физических величин, также могут иметь различные классы точности для каждой измеряемой величины. Пределы допускаемых основной и дополнительной погрешностей выражают в форме приведенных, относительных или абсолютных погрешностей. Выбор формы представления зависит от характера изменения погрешностей в пределах диапазона измерений, а также от условий применения и назначения.

24 и 25 Виды погрешностей Классификация погрешностей по свойствам: Случайная погрешность - погрешность, изменяющая величину и знак от измерения к измерению случайных обстоятельств. Систематическая погрешность - погрешность постоянная по определенному закону при повторных применениях. Грубая погрешность - возникает вследствие ошибки оператора или сбоя оборудования. Выделяют следующие виды погрешностей: абсолютная погрешность; относительна погрешность; приведенная погрешность; основная погрешность; дополнительная погрешность; систематическая погрешность; случайная погрешность; инструментальная погрешность; методическая погрешность; личная погрешность; статическая погрешность; динамическая погрешность. Инструментальная погрешность – это погрешность, возникающая из—за допущенных в процессе изготовления функциональных частей средств измерения ошибок.

Методическая погрешность – это погрешность, возникающая по следующим причинам: 1) неточность построения модели физического процесса, на котором базируется средство измерения; 2) неверное применение средств измерений. Абсолютная погрешность – это значение, вычисляемое как разность между значением величины, полученным в процессе измерений, и настоящим (действительным) значением данной величины. Относительная погрешность – это число, отражающее степень точности измерения. Погрешность измерения имеет ряд составляющих: инструментальная погрешность (погрешность средств измерений) методическая погрешность погрешность оператора, погрешность вычислений Методическая погрешность возникает из-за: не совершенства разработки теории явлений, из-за неточности соотношений (вместо сложной формулы используется простая, но менее точная), несоответствие объекта измерений и его модели. Погрешность оператора – зависит от конкретного человека. Как.

27.Систематическая погрешности, способы их обнаружения и устранения Систематической погрешностью называется составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянной или закономерно меняющаяся при повторных измерениях одной и той же величины. При этом предполагается, что систематические погрешности представляют собой определенную функцию неслучайных факторов, состав которых зависит от физических, конструкционных и технологических особенностей средств измерений, условий их применения, а также индивидуальных качеств наблюдателя. Результаты наблюдений, полученные при наличии систематической погрешности, называются неисправленными. Способы устранения погрешностей: Устранением источников погрешностей до начала измерений. Определением поправок и внесением их в результат измерения; Оценкой границ неисключенных систематических погрешностей. Постоянная систематическая погрешность не может быть найдена методами совместной обработки результатов измерений. Методы устранения погрешностей: Метод замещения, Противопоставления, Метод компенсации погрешности, метод Рандомизации,

28Выявление и исключение грубых погрешностей При однократных измерениях обнаружить промах не представляется возможным. Для уменьшения вероятности появления промахов измерения проводят два-три раза и за результат принимают среднее арифметическое полученных отсчетов. При многократных измерениях для обнаружения промахов используют статистические критерии, предварительно определив, какому виду распределения соответствует результат измерений. Для выявления грубых погрешностей задаются вероятностью q (уровнем значимости) того, что сомнительный результат действительно мог иметь место в данной совокупности результатов измерений.

29.Случайная погрешность Случайная погрешность – это составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины.Наличие случайных погрешностей выявляется при проведении ряда измерений постоянной физической величины, когда оказывается, что результаты измерений не совпадают друг с другом.Часто случайные погрешности возникают из-за одновременного действия многих независимых причин, каждая из которых в отдельности слабо влияет на результат измерения.

Критерии качества измерении

Качество измерений характеризуется точностью, достоверностью, правильностью, сходимостью и воспроизводимостью измерений, а также размером допустимых погрешностей.Точность — это качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины. Высокая точность измерений соответствует малым погрешностям как систематическим, так и случайным.Достоверность измерений характеризует степень доверия к результатам измерений. Достоверность оценки погрешностей определяют на основе законов теории вероятностей и математической статистики. Это дает возможность для каждого конкретного случая выбирать средства и методы измерений, обеспечивающие получение результата, погрешности которого не превышают заданных границ с необходимой достоверностью.

30. Правовые основы метролог-го обеспечения Под правильностью измерений понимают качество измерений, отражающее близость к нулю систематических погрешностей в результатах измерений. Сходимость — это качество измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений одного и того же параметра, выполненных повторно одними и теми же средствами одним и тем же методом в одинаковых условиях и с одинаковой тщательностью. Воспроизводимость — это такое качество измерений, которое отражает близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в различных условиях (в различное время, в различных местах, различными методами и средствами).

31Основные положения. Законы -осуществление защиты законных прав и интересов граждан Российской Федерации, правопорядка и экономики РФ от возможных негативных последствий, вызванных недостоверными и неточными результатами измерений; - помощь в развитии науке, технике и экономике посредством регламентирования использования государственных эталонов единиц величин и применения результатов измерений, обладающих гарантированной точностью - способствование развитию и укреплению международных и межфирменных отношений и связей; - регламентирование требований к изготовлению, выпуску, использованию, ремонту, продаже и импорту средств измерений, производимых юридическими и физическими лицами; - интеграция системы измерений Российской Федерации в мировую практику.

35.Государственная Метрологическая служба Государственный метрологический контроль и надзор распространяется на: средства измерений; эталоны величин; методы проведения измерений; качество товаров и другие объекты, утвержденные законодательной метрологией. Область применения Государственного метрологического контроля и надзора распространяется на: здравоохранение; ветеринарную практику; охрану окружающей среды; торговлю; обороноспособность государства; геодезические работы; гидрометеорологические работы; банковские, налоговые, таможенные, почтовые операции; В Законе Российской Федерации установлено три вида государственного метрологического контроля и надзора. Виды государственного метрологического контроля: определение типа средств измерений; поверка средств измерений; лицензирование юридических и физических лиц, занимающихся производством и ремонтом средств измерений. Виды государственного метрологического надзора: за изготовлением, состоянием и эксплуатацией средств измерений, аттестованными методами выполнения измерений, эталонами единиц физических величин, выполнением метрологических правил и норм; за количеством товаров, которые отчуждаются в процессе торговых операций; за количеством товаров, расфасованных в упаковки любого вида, в процессе их фасовки и продажи.

36 Ведомственная метрологическая служба Ведомственная метрологическая служба - метрологическая служба, несущая ответственность за метрологическое обеспечение измерений при разработке, изготовлении, испытаниях и эксплуатации продукции и иной деятельности, закрепленной за министерством или ведомством. Ведомственный метрологический надзор за средствами измерений - контроль ведомственной метрологической службы за состоянием, применением и ремонтом средств измерений, соблюдением метрологических правил, норм и требований на предприятиях и организациях министерства (ведомства).

33 Государсвенные системы и виды деятельности Все средства измерений, предназначенные для серийного производства, ввоза из-за границы, подвергаются со стороны органов Государственной метрологической службы обязательным государственным испытаниям, под которыми понимается экспертиза технической документации на средства измерений и их экспериментальные исследования для определения степени соответствия установленным нормам, потребностям народного хозяйства и современному уровню развития приборостроения, а также целесообразности их производства. Установлены два вида государственных испытаний: - приемочные испытания опытных образцов средств измерений новых типов, намеченных к серийному производству или импорту в РФ (государственные приемочные испытания); - контрольные испытания образцов из установочной серии и серийно выпускаемых средств измерений (государственные контрольные испытания).

Государственные приемочные испытания проводятся метрологическими органами Госстандарта или специальными государственными комиссиями, состоящими из представителей метрологических институтов, организаций-разработчиков, изготовителей и заказчиков.

43.Калибровка средств измерении Калибровка средств измерений – это комплекс действий и операций, определяющих и подтверждающих настоящие (действительные) значения метрологических характеристик и (или) пригодность средств измерений, не подвергающихся государственному метрологическому контролю. Калибровка сменила поверку и метрологическую аттестацию средств измерений, которые проводились только органами государственной метрологической службы. Калибровка, в отличие от поверки и метрологической аттестации средств измерений, может осуществляться любой метрологической службой при условии, что у нее есть возможность обеспечить соответствующие условия для проведения калибровки. Выделяют четыре метода поверки (калибровки) средств измерений: (Метод непосредственного сличения с эталоном средства измерений, Метод сличения с помощью компьютера, Метод прямых измерений величины, Метод косвенных измерений)Поверочные схемы разделяют на: Государственные поверочные схемы; Ведомственные поверочные схемы; Локальные поверочные схемы.