7 Выбор средств измерений
При выборе средств измерений учитываются их метрологические параметры, эксплуатационные факторы (организационная форма контроля, особенности конструкции и размеры изделий, производительность оборудования и т.п.), экономические соображения и др. Важное значение имеет правильный выбор допускаемой погрешности средств измерений: недостаточная точность измерений приводит к снижению качества продукции и увеличению ее себестоимости, завышенная точность повышает трудоемкость и стоимость измерений и ведет к увеличению затрат на производство.
Выбор
средств измерений выполняется в
соответствии с государственными
стандартами, которые устанавливают
допускаемую погрешность измерений
х;
в зависимости от предельных отклонений
контролируемого параметра. Например,
ГОСТ 8.051—81 устанавливает допускаемые
погрешности при измерении линейных
размеров до 500 мм. Допускаемые погрешности
измерений включают погрешности мер и
измерительных приборов, условий их
применения и метода измерений.
Если пределы допускаемой основной погрешности выражены в форме абсолютной погрешности средства измерения. То класс точности в документации и на средства измерения обозначается прописными буквами римского алфавита (соответствие букв значению абсолютной погрешности раскрывается в технической документации на соответствующее средство измерения).
Обработка результатов измерений. Обработка ряда измерений
Предпочтительные
числа образуют ряды чисел, построенные
по определенным закономерностям.
Наиболее целесообразными рядами
предпочтительных чисел являются ряды
построенные по арифметической и
геометрической прогрессии. Ряды
построенные по арифметическим прогрессиям
представляют собой последовательность
чисел в которой разность между любыми
соседними числами
и
остаются постоянными, т.е.
.
Ряды предпочтительных чисел построенные
по геометрической прогрессии имеют
постоянное отношение каждого последующего
члена ряда
к предыдущему
- это выражение называется знаменателем
прогрессии
.
Многолетним опытом установлено, что
требования всех отраслей промышленности
наиболее полно удовлетворяют ряды
предпочтительных чисел со знаменателем
,
где х - показатель степени, равный 5, 10,
20, 40, 80 и дополнительно 160.
Обработка результатов измерений с многократными наблюдениями.
Обработку группы результатов наблюдений проводят в следующем порядке.
1. Исключают известные систематические погрешности из результатов наблюдений путем введения поправок.
Данный метод основан на знании систематической погрешности и закономерности ее изменения. В этих случаях в результат измерения, содержащий погрешность, или в показания прибора вносят поправки, равные этим погрешностям по величине, но с противоположным знаком.
2. Вычислить среднее арифметическое исправленных результатов наблюдений.
Если во всех результатов наблюдений содержится постоянная систематическая погрешность, допускается исключить ее после вычисления среднего арифметического неисправленных результатов наблюдений.
Среднее арифметическое результатов наблюдений, в которое предварительно введены поправки для исключения известных систематических погрешностей, принимают за результат измерения.
3. Вычисляют оценку среднего квадратичного отклонения (СКО) результатов измерения по формуле
;
где
-
-й
результат наблюдений;
-
результат измерения (среднее арифметическое
исправленных результатов измерений);
-
число результатов измерений;
оценка
среднего квадратичного отклонения
результата измерения.
4. Определяют и исключают грубые погрешности.
В группе результатов наблюдений иногда встречается результат (или несколько), значительно отличающийся от всей группы. Такие аномальные результаты обусловлены наличием так называемых грубых погрешностей. Грубые погрешности – это большие погрешности, вызванные резким изменением условий эксперимента или ошибки оператора.
Аномальные результаты наблюдений, как правило, исключаются из эксперимента.
Выполняют доверительные границы случайной погрешности результата измерения.
Рассматриваем случай установления доверительных границ случайной погрешности для результатов наблюдений, принадлежащих нормальному распределению (как наиболее часто встречающийся в измерениях).
Для определения доверительных границ доверительную вероятность принимают равной 0,95: Р=0.95.В случае особо ответственных измерений Р=0,99.
Доверительные границы случайной погрешности результата измерений находим по формуле
,
где
-доверительные
границы без учета знака;
t- коэффициент Стьюдента, который в зависимости от доверительной вероятности P и числа результатов наблюдений находят по таблице.
-оценка
среднего квадратичного отклонения
результата измерения.
Правовые основы обеспечения единства измерений
Правовые основы обеспечения единства измерения в Российской Федерации устанавливает Закон РФ «Об обеспечении единства измерений», в редакции Федерального Закона от 10.01.2003 № 15-ФЗ.
Закон устанавливает правовые основы, регулирует отношения государственных органов управления ч юридическими и физическими лицами по вопросам изготовлении, выпуска, эксплуатации, ремонта, продажи и импорта средств измерения и направлен на защиту прав и законных интересов граждан, установленного правопорядка и экономики РФ от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений.
Указом президента РФ от 20.05.2004 г. № 649 Федеральная служба по техническому регулированию и метрологии преобразована в Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии, подведомственное Министерству промышленности и энергетики РФ.
Государственное управление деятельностью по обеспечению единства измерений в РФ осуществляет Комитет РФ по стандартизации, метрологии и сертификации. (Госстандарт России).
К компетенции Госстандарта относятся:
-межрегиональная и межотраслевая координация деятельности по обеспечению единства измерений в России;
-представление Правительству России предложений по единицам величин, допускаемых к применению;
-установление, правил создания, утверждения, хранении и применения эталонов единиц величин;
-определение общих метрологических требований к средствам, методам и результатам измерений;
-осуществление государственного метрологического контроля и надзора;
-осуществление контроля по соблюдению условий международных договоров о признании результатов испытаний и поверке средств измерений;
-руководство деятельностью Государственной метрологической службой и иных государственных служб обеспечения единства измерений;
-участие в деятельности международных организаций по вопросам обеспечения единства измерений.
Госстандарт утверждает нормативные документы по обеспечению единства измерений
В ведении Госстандарта находится Гос. Метрологическая служба ,которая включает в себя Гос. Научные метрологические центры .
Гос. Центры несут ответственность за создание, совершенствование, хранение и применение гос. Эталонов единиц величин, а также за разработку документов по обеспечению единства измерений.
Гос. Органы управления РФ . а также предприятия являющиеся юридическими лицами в необходимых случаях создают метрологические службы для выполнения работ по обеспечению единства и для обеспечения контроля и надзора.
Метрологический контроль и надзор осуществляется метрологическими службами юридических лиц путем:
калибровки средств измерений;
надзора за состоянием и применением средств измерений, аттестованными методиками выполнения измерений, эталонов и т.д.
выдачи обязательных предписаний, направленных на предотвращение, прекращение или устранение нарушений метрологических норм и правил;
проверка своевременности представления средств измерений на испытание в целях утверждения типа средств измерения. А также на поверку и калибровку.
Поверке подвергаются средства измерения при выпуске и после ремонта.
Положительные результаты поверки средств измерения удостоверяются поверительным клеймом или свидетельством о поверке.
Государственная система обеспечения единства измерений представляет собой комплекс нормативно-технических документов, устанавливающих единую номенклатуру; способы представления и оценки метрологических характеристик средств измерений; правила стандартизации и аттестации выполнения измерений, оформления их результатов; требования к проведению государственных испытаний, поверки, ревизии и экспертизы средств измерений.
Государственная система обеспечения единства измерений состоит из комплексов нормативно-технических документов, регламентирующих: единицы физических величин; воспроизведение единиц физических величин с помощью эталонов; передачу размеров единиц физических величин рабочим средствам измерений с необходимой точностью при наименьших затратах; установление норм на метрологические характеристики средств измерений; проведение государственных испытаний средств измерений; проведение поверки, ревизии и экспертизы средств измерений; проведение стандартизации и аттестации методик выполнения измерений; оформление и представление результатов измерений.
Основными нормативно-техническими документами государственной системы обеспечения единства измерений являются государственные стандарты.
В системе метрологической службы страны действуют органы ведомственных метрологических служб, создаваемые министерствами и ведомствами для обеспечения метрологического надзора в своей отрасли.