29. Стандартные образцы

СТАНДАРТНЫЕ ОБРАЗЦЫ, в-ва (материалы) с достаточно точно известными и официально аттестованными значениями величин, характеризующих их хим. состав (содержание элементов, соед. и др.), св-ва (термодинамич., оптич. и др.) либо нек-рые физ.-хим. или техн. параметры (напр., мол. массы полимеров, площадь пов-сти порошков, коррозионная стойкость сплавов). Стандартные образцы изготовляют по спец. технологии; аттестованные значения величин и показатели, характеризующие стандартные образцы, устанавливают по данным тщательно спланированных исследований. Сведения об аттестованных значениях величин, а также др. информацию, необходимую для применения стандартных образцов, приводят в особом документе-свидетельстве. К последнему иногда прилагают инструкции или рекомендации по применению стандартных образцов данного типа. Стандартные образцы используют на стадиях разработки, освоения, эксплуатации и совершенствования методик и приборов для получения градуир. характеристик и для контроля правильности результатов анализов (или др. испытаний). В последнем случае стандартные образцы периодически подвергают анализу (испытанию) в условиях, типичных для данной лаборатории; устойчивая, достаточно хорошая воспроизводимость значения величины (напр., содержания компонента), приведенного в свидетельстве, рассматривается как доказательство правильности результатов текущих анализов (испытаний). В противном случае необходимо выявить и устранить причины неудовлетворит. воспроизводимости результатов.

Большое значение имеет соответствие (адекватность) стандартных образцов анализируемым или испытуемым в-вам по показателям, от к-рых зависит правильность результатов, напр. по интервалам содержания "мешающих" компонентов или по кристал-лографич. структуре. Номенклатура стандартных образцов составляет неск. тыс. типов. Стандартные образцы используют при разведке, добыче и переработке минер. сырья, в металлургии, хим. и нефтехим. промети, при контроле загрязнений окружающей среды, в исследованиях состава и св-в в-в, в агрохим. службе, при клинико-хим. анализах.

30. Точность измерений си определяется их погрешностью.

Погрешность средства измерений* — это разность между показаниями СИ и истинным (действительным) значением измеряемой величины**. Поскольку истинное значение физической величины неизвестно, то на практике пользуются ее действительным значением. Для рабочего СИ за действительное значение принимают показания рабочего эталона низшего разряда (допустим, 4-го), для эталона 4-го разряда, в свою очередь, —значение величины, полученное с помощью рабочего эталона 3го разряда. Таким образом, за базу для сравнения принимают значение СИ, которое является в поверочной схеме вышестоящим по отношению к подчиненному СИ, подлежащему поверке: Л*п=*п-*С≫ (3)

где ДЛ^ — погрешность поверяемого СИ; Хп — значение той же самой величины, найденное с помощью поверяемого СИ; Хо — значение СИ, принятое за базу для сравнения, т.е. действительное значение. Погрешности СИ могут быть классифицированы по ряду признаков, в частности:

по способу выражения — абсолютные, относительные;

по характеру проявления — систематические, случайные;

по отношению к условиям применения — основные, дополнительные.

Наибольшее распространение получили метрологические свойства,связанные с первой группировкой — с абсолютными и относительными погрешностями.

Определяемая по формуле (3) АХП является абсолютной погрешностью. Однако в большей степени точность СИ характеризует относительная погрешность (8), т.е. выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности к действительному значению величины, измеряемой или воспроизводимой данным СИ: 8= Х о "• W

Точность может быть выражена обратной величиной относительной погрешности — 1/8. Если погрешность 8 = 0,1% или 0,001 =10 3, то точность равна 103.

В стандартах нормируют характеристики, связанные с другими погрешностями.

Систематическая погрешность — составляющая погрешности результата измерения, остающаяся постоянной (или же закономерно изменяющейся) при повторных измерениях одной и той же величины. Ее примером может быть погрешность градуировки, в частности погрешность показаний прибора с круговой шкалой и стрелкой, если ось последней смещена на некоторую величину относительно центра шкалы.

Если эта погрешность известна, то ее исключают из результатов разными способами, в частности введением поправок. При химическом анализе систематическая погрешность проявляется в случаях, когда метод измерений не позволяет полностью выделить элемент или когда наличие одного элемента мешает определению другого.

При нормировании систематической составляющей погрешности СИ устанавливают пределы допускаемой систематической погрешности СИ конкретного типа — D.

Величина систематической погрешности определяет такое метрологическое свойство, как правильность измерений СИ.

Случайная погрешность — составляющая погрешности результата измерения, изменяющаяся случайным образом (по знаку и значению) в серии повторных измерений одного и того же размера величины с одинаковой тщательностью. В появлении этого вида погрешности не наблюдается какой-либо закономерности. Они неизбежны и неустранимы, всегда присутствуют в результатах измерения. При многократном и достаточно точном измерении они порождают рассеяние результатов.

Характеристиками рассеяния являются средняя арифметическая погрешность, средняя квадратическая погрешность, размах результатов измерений. Поскольку рассеяние носит вероятностный характер, то при указании на значения случайной погрешности задают вероятность.

Укажем в качестве примера на две нормируемые метрологические характеристики, отражающие точность СИ.

Доверительная погрешность — верхняя и нижняя границы интервала погрешности результата измерений при данной доверительной вероятности. Например, в поверочной схеме для гирь и весов установлено для гирь 1—3-го разрядов значение доверительной абсолютной погрешности (8) при вероятности 0,95.

Средняя квадратическая погрешность (среднее квадратическое отклонение (Ss) — характеристика рассеяния результатов измерений одной и той же величины вследствие влияния случайных погрешностей.

Применяется для оценки точности первичных и вторичных эталонов.

Например, в поверочной схеме (см. табл. 4) для гири как вторичного эталона (эталона-копии) дано значение погрешности через такую разновидность показателя, как суммарная погрешность результата измерений (S5X).

Она представляет среднюю квадратическую погрешность результата измерений, состоящую из случайных и неисключенных систематических погрешностей.

Наконец, показатели точности могут устанавливаться в связи с группировкой погрешностей СИ по условиям измерения.

Основная погрешность СИ — погрешность, определяемая в нормальных условиях применения СИ.

Дополнительная погрешность СИ — составляющая погрешности СИ, дополнительно возникающая вследствие отклонения какой-либо из влияющих величин (температуры, относительной влажности, напряжения сети переменного тока и пр.) от ее нормального значения.

Обычно метрологические характеристики нормируют раздельно для нормальных и рабочих условий применения СИ. Нормальными считаются условия, при которых изменением характеристик под воздействием внешних факторов (температура, влажность и пр.) принято пренебрегать. Так, для многих типов СИ нормальными условиями применения являются температура (293 Ѓ} 5) К, атмосферное давление (100 Ѓ} 4) кПа, относительная влажность (65 Ѓ} 15)%, электрическое напряжение в сети питания 220 В Ѓ} 10%. Рабочие условия отличаются от нормальных более широкими диапазонами изменения влияющих величин. И те и другие метрологические характеристики указываются в НД.

Оценка погрешности измерений СИ, используемых для определения показателей качества товаров, определяется спецификой применения последних. Например, погрешность измерения цветового тона керамических плиток для внутренней отделки жилища должна быть по крайней мере на порядок ниже, чем погрешность измерения аналогичного показателя серийно выпускаемых картин, сделанных цветной фотопечатью. Дело в том, что разнотонность двух наклеенных рядом на стену кафельных плиток будет бросаться в глаза, тогда как разнотонность отдельных экземпляров одной картины заметно не проявится, так как они используются разрозненно.

31. Сходимость результата измерений — характеристика качества измерений, отражающая близость друг к другу результатов измерений одной и той же величины, выполняемых повторно одними и теми же методами и средствами измерений и в одних и тех же условиях. Сходимость измерений отражает влияние случайных погрешностей на результат измерения.

Воспроизводимость результатов измерений — характеристика качества измерений, отражающая близость друг к другу результатов измерений одной и той же величины, полученных в разных местах, разными методами и средствами измерений, разными операторами, но приведенных к одним и тем же условиям.

32. Результат измерений — значение характеристики, полученное выполнением регламентированного метода измерений.

В НД на метод измерений должно регламентироваться: сколько (одно или несколько) единичных наблюдений должно быть выполнено; способы их усреднения; способы представления в качестве результата измерений; стандартные поправки (при необходимости).

В метрологической практике при проведении измерений необходимо учитывать ряд факторов, влияющих на результаты измерения. Это — объект и субъект измерения, средство измерения и условия измерения.

Объект измерения должен быть чист от посторонних включений, если измеряется плотность вещества, свободен от влияния внешних помех (природные процессы, индустриальные помехи и т. п.). Сам объект не должен обладать внутренними помехами (работа самого объекта измерения).

Субъект измерения, т. е. оператор, привносит в результат «личностный» момент измерения, элемент субъективизма. Он зависит от квалификации оператора, санитарно-гигиенических условий труда, психофизиологического состояния субъекта, от учета эргономических требований.

Метод измерения. Очень часто измерение одной и той же величины постоянного размера разными методами дает различные результаты, причем каждый из них имеет свои недостатки и достоинства. Искусство оператора состоит и том, чтобы соответствующими способами исключить или учесть факторы , искажающие результаты. Если измерение не удастся выполнить так, чтобы исключить или компенсировать какой-либо фактор, влияющий на результат , то в последний в ряде случаев вносят соответствующую поправку.

Влияние СИ на измеряемую величину во многих случаях проявляется как возмущающий фактор, например, внутренние шумы измерительных электронных усилителей.

Другим фактором является инерционность СИ. Некоторые СИ дают постоянно завышенные или постоянно заниженные показания, что может быть результатом дефекта изготовления.

Условия измерения как влияющий фактор включают температуру окружающей среды, влажность, атмосферное давление, напряжение в сети и т. п.

Учет указанных факторов предполагает исключение ошибок и внесение поправок к измеренным величинам.