Федеральное агентство по образованию

ГОУВПО

«Воронежская государственная технологическая академия»

Г.В. Попов

Н.Л. Клейменова

МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ

И СЕРТИФИКАЦИЯ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Воронеж 2010

Введение

Дисциплина «Метрология, стандартизация, сертификация» относится к циклу общепрофессиональных дисциплин. Метрология, стандартизация и сертификация неразрывно связаны между собой, поэтому изучение их в одной дисциплине дает более полное представление о важности каждого из этих направлений для развития внешнеэкономической деятельности предприятий.

Знания в области метрологии, стандартизации и сертификации в одинаковой степени важны для специалистов по реализации продукции, которые могут использовать возможности и преимущества полученных знаний для выпуска конкурентоспособной продукции

На практических занятиях студентам предлагается методика решения некоторых, наиболее распространенных задач, встречающихся в практике работы инженера на предприятиях общественного питания.

Целью проведения практических занятий по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» является усвоение теоретических знаний в области метрологии, в частности, основных положений, связанных с метрологическими правилами и нормами; углубление и закрепление теоретического материала, приобретения навыков работы с нормативной документацией; применения основных правил и документов системы сертификации, об обеспечении необходимого уровня качества продукции и услуг на базе сертификации и порядке сертификации сырья, готовой продукции, технологического процесса производства и услуги общественного питания.

Материал дисциплины «Метрология, стандартизация, сертификация» разделен на три блока - модуля: метрологическое обеспечение качества продукции, националь­ная система стандартизации, сертификация продукции и услуг.

Практическая работа №1

Метрологическое обеспечение производства

кулинарной продукции

Цель работы: разработка схемы метрологического обеспечения производства и реализации кулинарной продукции на предприятиях общественного питания.

Теоретический материал

Метрология включает комплексы взаимосвязанных и взаимообщих правил, требований и норм, направленных на обеспечение единства измерений и единообразия средств измерений и она базируется на научной, организационной и правовой (законодательной) основах (рис. 1).

О сновы метрологического обеспечения

Н аучные Метрология

основы

Нормативные Государственная система обеспечения

о сновы единства измерений

Т ехнические Системы:

основы

•государственных эталонов единиц Федерального владения;

•передача единиц Федерального владения от эталонов к рабочим службам метрологии;

•разработки, постановки на производство и выпуска рабочих средств измерений;

•государственных испытаний средств измерений;

• государственной проверки и калибровки средств измерений;

•стандартных образцов состава и свойств вещества и материалов;

•стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов.

О рганизационные Государственная метрологическая служба

о сновы Ведомственная метрологическая служба

Рис. 1. Основы метрологического обеспечения

Научной основой метрологического обеспечения является метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Правовой основой метрологического обеспечения служит закон «Об обеспечении единства средств измерений» и нормативные документы разного уровня (стандарты государственной системы измерений), необходимые для достижения единства и требуемой точности измерений. Перечень базовых стандартов государственной системы измерений приведен в приложении 1.

По заключению Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии 50% некачественной продукции выпускается вследствие неудовлетворительного состояния измерительных приборов.

На предприятиях общественного питания необходимы хорошо налаженный учет и отлаженная система проверки качества сырья, полуфабрикатов и готовой продукции, основанная на использовании достаточно точных средств измерений, которые позволяют управлять технологическими процессами и в целом предприятиями. Огромное значение имеют измерения и в повышении качества продукции.

Основными преимуществами средств измерений являются: универсальность, согласованность (все производные единицы образованы по единому правилу) и возможность создания новых производных единиц по мере развития науки и техники на основе существующих единиц физических величин.

Целью измерений является получение значения этой величины, наиболее удобной для пользования. Понятие «измерение» характеризуется, как определение значения физической величины опытным путем с помощью специально предназначенных для этого технических средств. Однако существуют измерения, основанные на использовании органов чувств человека (осязания, обоняния, зрения, слуха и вкуса), которые называются органолептическими и широко применяются в системе общественного питания. Прием или совокупность приемов использования принципов и средств измерений называют методом измерений.

Измерения по областям измерений подразделяются также на виды. В пищевой промышленности существуют различные виды измерений: массы, вязкости (структурно-механические), температурные, массовой доли влаги, соли, жира, сахара, состава вещества и многие другие. Виды и методы средств измерений классифицируют по нескольким признакам, которые отражены в нижеприведенной таблице 2.

Таблица 2 - Классификация видов и методов средств измерений	МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ	В зависимости от измерительных средств, используемых в процессе ичмепения	Органолептический			По связи с объектом	контактные
			Эвристический
			Экспертный		ВИДЫ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ		бесконтактные
		При измерении линейных величин	Безконтактный			По характеристике точности	равноточные
							неравноточные
			Контактный			По выраже­нию ре­зультата измерений	абсолютные
							относительные
		По способу получения значений	Метод сравнения с мерой	Метод совпадений		По числу измерений величины	многократные
				Нулевой метод			однократные
				Дифференцированный метод		По отношению к изменению измеряемой величины	статические
							динамические
				Метод противопоставления
							статистические
			Метод непосредственной оценки			По способу получения результатов измерения	совместные
							совокупные
							косвенные
							прямые

Измерения выполняются с помощью специальных технических средств, имеющих нормированные метрологические характеристики. Метрологические характеристики являются показателями качества и технического уровня всех средств измерений.

Учет всех нормируемых метрологических характеристик средств измерений - сложная и трудоёмкая процедура, он применяется только при измерениях высокой точности. На производстве для средств измерений, используемых в повседневной практике, принято деление по точности на классы. Обобщенная характеристика всех средств измерений данного типа, обеспечивающая правильность их показаний и устанавливающая оценку снизу точности показаний называется классом точности. Классы точности присваиваются средствам измерений с учетом результатов приемочных испытаний. Обозначения классов точности наносятся на циферблаты, щитки и корпуса изделий и могут иметь форму заглавных букв латинского алфавита с добавлением условных знаков. Знание класса точности позволяет определить не точность конкретного измерения, а лишь указать пределы, в которых находится значение измеряемой величины.

Высшим звеном в метрологической цепи передачи размеров единиц измерений являются эталоны, которые являются средством измерений, обеспечивающих воспроизведение и хранение единицы с целью передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений, выполненных по особой специфике и официально утвержденных в установленном порядке. Деление средств измерений по метрологическому назначению приведено на схеме (рис. 2).

С редства измерений

Образцовый (эталон) Рабочие

первичные вторичные Лабораторные Производственные

( государственные)

Эталон сравнения Эталон - копия

( рабочий эталон)

1-й разряд 2-й разряд 3-й разряд 4-й разряд

Рис. 2. Схема деления средств измерений ют их для передачи

размеров единиц вторичным эталонам

Самыми распространенными по численности парка вторичными эталонами являются эталоны 1, 2, 3 разрядов. К рабочим средствам измерений относятся весы, манометры, термометры и т.д.). Все эталоны вносят в Государственный реестр эталонов, а государственные эталоны хранят в метрологических институтах.

В общественном питании применяются различные средства измерений - это и весоизмерительная техника, приборы для измерения температуры, определения плотности жидкости, определения влажности, а также контрольно-кассовые машины.

Для определения массы изделия посредством сравнения ее с принятой единицей массы (граммом, килограммом) предназначены весы, которые являются одним из древнейших измерительных приборов. По мере развития науки и производства весы совершенствовались, разрабатывались новые специализированные виды.

Для исключения искажения результата измерения при работе с весами необходимо соблюдать следующие правила:

содержать весы в чистоте;

-соблюдать порядок взвешивания в соответствии с инструкцией;

-осторожно устанавливать на весы груз и гири без толчков и ударов;

-правильно размещать товар на платформе циферблатных весов (по центру);

-постоянно проверять установку весов;

-размещать весы в местах, защищенных от непосредственного влияния температуры, влажности, движения воздуха.

В зависимости от точности измерения весы подразделяются на следующие виды:

-для грубого взвешивания (с точностью до граммов);

-точного взвешивания (с точностью до 10 мг);

-аналитические весы (с точностью до 0,2; 0,02; 0,001 мг);

-специальные весы (метрологические, торсионные и др.).

Для грубого взвешивания применяют весы, показанные на рис. 3. Такие весы рассчитаны на определенную предельную нагрузку (от 2 до 50 кг) и имеют точность взвешивания до 2% (циферблатные — до 0,5%). Для точного взбешивания применяются технохимические весы (рис. 4) с предельной нагрузкой от 1 до 5 кг. Главное правило при работе с этими весами следующее: все действия по нагрузке, разгрузке должны выполняться при закрытом арретире. Следует отметить и то, что чем точнее весы, тем строже требуется выполнять требования инструкции по их эксплуатации.

Рис. 3. Весы для грубого взвешивания: настольные шкальные (а),

циферблатные настольные (б) и товарные (в)

Рис. 4. Технохимические весы: 1 — чашка; 2 — установочный винт;

3 — ручка арретира; 4— шкала; 5— стрелка; б — отнес;

7— балансировочная гайка; 8 — коромысло

Для взвешивания с грузоподъемностью до 200 г используются аналитические весы (рис. 5), которые требуют особой установки на кронштейне, исключающей воздействия сотрясений, температуры и движения воздуха.

Рис. 5. Аналитические весы: 1 — коромысло;

2 — колонка; 3 — арретир

При проверке массы государственного эталона применяются метрологические весы (рис. 6) высшей точности с предельной нагрузкой 1 кг, которые имеют специальную конструкцию с рядом сложных устройств, позволяющих перемещать сличаемые гири и наблюдать с помощью особого оптического устройства их колебания из соседнего помещения, что исключает влияние наблюдателя на показания. Кроме этого для быстрого и точного взвешивания очень малых количеств веществ применяются торсионные весы (рис. 7) высшей точности.

Рис. 6. Метрологические весы	Рис. 7. Торсионные весы

На предприятиях общественного питания используют весы, как для грубого взвешивания, так и высокоточное весоизмерительное оборудование (рис. 8, 9).

Рис. 8. Настольные электронные весы:

а - с печатью этикеток; б - для простого взвешивания;

в - с запоминающей памятью (до 500 наименований)

Рис. 9. Напольные электронные весы:

а - жидкокристаллический дисплей, автоматическое отключение;

б - простое взвешивание (дисплей с поворотной головкой);

в - учет веса тары (светодиодный дисплей)

В последнее время ежегодно увеличивается производство контрольно-кассовых машин нового поколения, проводится большая работа по выполнению федеральной программы по внедрению кассовых аппаратов в России — от портативных моделей до РО88 -терминалов, изменяется технология продажи товаров, повышаются требования к ускорению расчетно-кассовых операций, оперативному учету продажи товаров.

В общественном питании применяются электронные кассовые машины с фискальной памятью «АМС-ЮОФ», «ЭКР-31О1Ф», «Астра-ЮОФ», «Меркурий-1 12Ф».

На рис. 10 показана контрольно-кассовая машина «ЭКР-31О1Ф». Эта машина рекомендуется для применения в местах с частыми отключениями электричества, так как имеет внутренний аккумулятор.

Рис. 10. Общий вид ЭКР ЗЮ1Ф: 1 - клавиатура;

2 -индикатор кассира; 3 - индикатор покупателя; 4 - крышка

печатающего устройства; 5 - окно для просмотра контрольной

ленты; б - место для выхода новой ленты; 7 - переключатель

сети питания; 8 - денежный ящик; 9 - заглушка аккумуляторной батареи

В накопитель фискальной памяти автоматически заносятся итоговые суммы кассовых операций. Объем памяти достаточен для учета и хранения итоговых сумм в течение 6 лет. Доступ к фискальным данным возможен только налоговому инспектору.

Прием заказа в торговом зале ресторана целесообразно осуществлять с помощью РО88 - терминала (рис. 11), который обеспечивает автоматический ввод и сохранение заказа в компьютерной системе, автоматическую передачу заказа на производство, в бар по сети, а также автоматическую распечатку информации на установленных в нем принтерах.

Рис. 11. РО88-терминал

Температуру сырья, полуфабрикатов, готовой продукции, воздуха измеряют при помощи термометров. Наибольшее распространение получили химические термометры со шкалами до 100, 150, 360 °С (рис. 12).

Рис. 12. Термометры: а - обычный ртутный;

б – палочковый газонаполненный; в – технический прямой;

г - технический угловой

В практике широко применяются термометры со шкалой от 0 до 550 °С, которые монтируются в сушильных шкафах, пищеварочных котлах, термостатах и др. (рис. 13).

Относительную плотность молока, соленого раствора и других жидкостей определяют при помощи ареометров, представляющих собой стеклянную трубку, расширяющуюся внизу, с дробью или специальной массой для утяжеления. Ареометр имеет шкалу с делениями, чем меньше относительная плотность жидкости, тем глубже погружается в нее ареометр. Ареометр для молока называется лактоденсиметр.

Рис. 13. Современные малогабаритные термометры:

а - электронный; б - цифровой с датчиком для жидких, сухих и

замороженных сред; в - цифровой

В общественном питании применяются также измерительные приборы для определения качества клейковины муки, приборы для определения влажности.

Желание производить конкурентоспособную продукцию побуждает предприятия иметь измерительные средства, дающие достоверные результаты. Поддержание измерительных средств на соответствующем уровне осуществляется государственными инспекторами органа государственной метрологической службы, т.е. лицами, аттестованными в качестве поверителей. Проверка метрологическим органом или специально на то уполномоченным лицом соответствия метрологических характеристик нормам и установление на этой основе пригодности средств измерений к применению называется поверкой.

Если средство измерений по результатам проверки признано пригодным к применению, то на него и техническую документацию наносится знак утверждения типа установленной формы (рис. 14,а), а также в целях подтверждения пригодности на средство измерения наносится оттиск поверительного клейма (рис. 14,6) и выдается «Свидетельство о поверке» (прил. 2). Кроме этого, в соответствии с Федеральным законом «Об обеспечении единства средств измерений» проводится сертификация средств измерений, которая носит добровольный характер. Сертификация средств измерений удостоверяет соответствие измерительных средств заявителей метрологическим правилам и нормам, установленных в нормативных документах. При положительных результатах испытаний орган по сертификации выдает заявителю сертификат соответствия, а на техническую документация наносится знак системы добровольной сертификации СИ (рис. 14,в).

Рис. 14. Знаки в метрологии:

а - знак утверждения типа СИ; б - поверительное клеймо;

в - знак системы добровольной сертификации СИ

Руководители предприятий общественного питания несут ответственность за состояние весоизмерительного оборудования, которые обязаны постоянно следить за соблюдением правил его эксплуатации, сроками поверки и клеймения их в органах госнадзора, в частности весы и гири к ним поверяют ежегодно, меры объема и длины - один раз в два года. Стеклянные мензурки и мерные кружки поверяют и клеймят только при выпуске из производства. Поверка и клеймение измерительного оборудования проводится в лабораториях, куда его доставляют предприятия. Стационарные и громоздкие весы клеймят на месте. Клеймо наносится на металлическую пробку или на металлическую пломбу. На стеклянных мерах объема клеймо наносится краской или химическими реактивами, дающими несмываемое изображение. Клеймо, как правило, имеет форму круга, внутри которого изображена часть Государственного герба Российской Федерации, последние две цифры года клеймения, контрольные знаки (номер лаборатории, номер клейма, закрепленного поверителем). Поверка средств измерений проводится по заранее составленному графику (прил. 3).

Средства измерения не подлежащие государственному метрологическому контролю и надзору могут быть откалиброваны. Калибровка средств измерений - это совокупность операции, выполняемых с целью определения и подтверждения действующих значений метрологических характеристик и (или) пригодности к применению средства измерений.

При подготовке к занятию следует изучить не только вышеприведенный материал, но и первоисточники, перечень которых приведен в списке рекомендуемой литературы данного издания.

Порядок проведения занятия

Каждому студенту выдается индивидуальное задание по составлению схемы комплексного метрологического обеспечения качества блюда применительно к конкретному кулинарному изделию. В связи с этим студент должен выполнить все перечисленные ниже задания:

1. Составить аппаратно-технологическую схему приготовления блюда, на которой отметить основные технологические режимы.

2. Выполнить метрологическую оснащенность всех технологических режимов процесса приготовления кулинарного изделия средствами и методами измерений, которые отвечают требованиям к точности контроля их основных параметров, установленных в стандартах. ТУ, технологической документации и т. д.;

3. Составить ведомость параметров технологического процесса приготовления кулинарной продукции, обеспеченных надлежащим измерением, не обеспеченных необходимым контролем с выявлением причин и последствий отсутствия необходимых методов и средств измерений (табл. 2).

Таблица 2

№	Наименование техноло- гической операции	Параметры технологи- ческого процесса (с их наз- ванием), контроли- руемые путем измерения	Номиналь- ные значе- ния изме- рительных парамет- ров, их допускае- мые откло- нения	Требования к измерениям
				Диапазон измерений (класс точности	Дополнительные требования к выполнению измерений	НД, определяющие требования к точности измерений (испытаний контроля)

4. Составить схему взаимосвязи метрологического обеспечения технологического процесса, работы оборудования и качеством изготовления кулинарной продукции;

5. Объяснить причины образования дефектов кулинарной продукции, которые могут возникнуть при нарушении метрологического обеспечения.

Задание считается выполненным, если студент произвел метрологическую обеспеченность всех стадий технологического процесса приготовления кулинарного изделия, составил ведомость параметров технологического процесса и готовой продукции с выявлением критических точек, а также составил схему взаимосвязи метрологического обеспечения технологического процесса, работы оборудования и качеством изготовления кулинарной продукции.

Контрольные вопросы

1. В чем заключаются цели и задачи метрологии?

2. Что является объектом метрологии?

3. Что такое измерение?

4. Перечислите основные документы по обеспечению единства измерений.

5. Виды метрологии и их характеристика.

6. Перечислите функции Ростехрегулирования по обеспечению единства измерений.

7. Как делятся измерения по способу получения информации?

8. Методы измерений и их классификация.

9. Как делятся СИ по метрологическому назначению?

10. Классификация СИ и их характеристика.

11. Что такое поверка (калибровка) СИ? Виды поверки.

12. Что включает в себя метрологический контроль?

13. Какие права даны государственному инспектору при выявлении нарушений метрологических правил и норм?

14. Как осуществляется метрологический надзор за количеством товаров при их реализации?

15. В чем заключается административная ответственность за нарушение метрологических правил?

Практическая работа № 2

Многократные измерения рычажной скобой

и проверка гипотезы о характере распределения

при многократных наблюдениях

Цель работы: изучение устройства рычажной скобы, изучение методов прикладной статистики в метрологии при оценке погрешностей окончательного результата измерения или при оценке погрешности метода измерений.

Теоретические сведения

Рычажная скоба настраивается по блоку плоскопараллельных концевых мер на размер, который равен приблизительно среднему размеру детали. В этом случае показания прибора будут располагаться в центральной части шкалы. В простом случае они могут быть расположены за пределами шкалы (пределы шкалы, как правило, в зависимости от типа прибора составляют 0,080 мм 0,140 мм).

Размер, на который настраивается прибор, равен

Д_уст = Д_ном ,

где es – верхнее значение допуска размера;

ei – нижнее отклонение допуска размера детали (по справочнику).

Полученный результат округляется с точностью до 5 мкм (то есть третий знак после запятой может быть или 0, или 5).

По ГОСТ 11098-85 рычажные скобы выпускаются с диапазонами измерений 0-25; 25-50; 50-75; 75-100; 100-125; 125-150. Для больших размеров скобы снабжаются индикаторами и называются индикаторными (СИ) или можно измерять и контролировать размеры до 1000 мм.

По результатам измерений детали строят полигон и гистограмму.

Полигоном частот или плотности частот называют ломаную кривую, обрезки которой соединяют точки с координатами x_i (абсцисса) и m_i (ордината) или с координатами x_i (абсцисса) и m_i/n (ордината).

Гистограммой называют ступенчатую фигуру, состоящую из прямоугольников, высота которого равна ординате m_i или m_i/n, а ширина равна ширине интервала . Таким образом, гистограмма – это примыкающие друг к другу прямоугольники разной высоты, но одинаковой ширины.