17. Метрологические характеристики (свойства) средств измерения и их классификация.

Классификация средств измерений:

1) По метрологическому назначению:

- рабочие (для измер ФВ)

- метрологические (образцовые) обеспечение единства измерений

2) По конструктивному исполнению:

- Меры, измерительные приборы, измерительные установки, измерительные системы, измерительные комплексы.

3) По уровню автоматизации:

- Неавтоматизированные

- Автоматизированные

- Автоматические

4) По уровню стандартизации:

- Стандартизованные

- Нестандартизованные

5) По отношению к измеряемой ФВ:

- Основные

- Вспомогательные

18. Погрешности средств измерений и их классификация.

Погрешность измерения — оценка отклонения измеренного значения величины от её истинного значения. Погрешность измерения является характеристикой (мерой) точности измерения

Классификация:

По форме представления: абсолютная и относительная и приведённая погрешность

По причине возникновения:

Инструментальные / приборные погрешности — погрешности, которые определяются погрешностями применяемых средств измерений и вызываются несовершенством принципа действия, неточностью градуировки шкалы, ненаглядностью прибора.

Методические погрешности — погрешности, обусловленные несовершенством метода, а также упрощениями, положенными в основу методики.

Субъективные / операторные / личные погрешности — погрешности, обусловленные степенью внимательности, сосредоточенности, подготовленности и другими качествами оператора.

по характеру поведения измеряемой величины в процессе измерений:

статические – возникают при измерении установившегося значения измеряемой величины

динамические – возникают при динамических измерениях. Причина – несоответствия временных характеристик прибора и скорости изменения измеряемой величины.

по условиям эксплуатации средства измерения:

основная погрешность – имеет место при нормальных условиях эксплуатации, оговоренных в паспорте или технических условиях средств измерения

дополнительная погрешность – возникает из-за выхода какой-либо из влияющих величин за пределы нормальной области значений.

19.Класс точности средств измерения.

20.Метрологическая служба — совокупность субъектов деятельности и видов работ, направленных на обеспечение единства измерений.создается на основе законодательства.

Различают :ГМС, МС гос органов управления, МС юр лиц.

21.Метрологический контроль и надзор – это деятельность, осуществляемая органом государственной метрологической службы (государственный контроль и надзор) или метрологической службой юридического лица для проверки соблюдения установленных метрологических правил и норм.

Государственный метрологический контроль и надзор

В соответствии с Законом «Об обеспечении единства измерений» государственному контролю и надзору (ГМК и Н) подвергаются средства измерений, методики выполнения измерений, количес-тво товаров, фасованных в упаковки любого вида, и другие объек-ты в жизненно важных для государства сферах деятельности:

• здравоохранение,;торговые операции и взаимные расчеты между покупателями и продавцом, в том числе операции с применением игровых автоматов и устройств;государственные учетные операции;и тд.

Законом предусмотрено по три вида государственного контроля и надзора за средствами измерений.

Государственный метрологический контроль (ГМК) включает:

- утверждение типа средств измерений;

- поверку средств измерений (включая рабочие эталоны);

- лицензирование деятельности юридических и физических лиц по изготовлению, ремонту, продаже и прокату средств измерений.

Утверждение типа средств измерений – это решение (уполномоченного на то государственного органа управления) о признании типа средств измерений узаконенным для применения и аккредитованным Госстандартом.

Утверждение типа средств измерений необходимо для постановки на производство и выпуск в обращение новых типов средств измерений или их ввоза из-за границы. На средство измерения утвержденного типа и эксплуатационные документы наносится знак утверждения типа установленной формы .

Второй вид ГМК – поверка средств измерений – это установление органом Государственной метрологической службы (или другим официально уполномоченным органом, организацией) пригодности средства измерений к применению на основании экспериментально определяемых метрологических характеристик и подтверждения их соответствия установленным обязательным требованиям.

Первичная поверка проводится при выпуске средств измерений из производства или после ремонта, а также при их ввозе из-за границы партиями, при продаже. Такой поверке подвергается, как правило, каждый экземпляр средств измерений.

Периодическая поверка выполняется через установленные интервалы времени (межповерочные интервалы). Ей подвергаются средства измерений, находящиеся в эксплуатации или на хранении. Периодическую поверку должен проходить каждый экземпляр средств измерений. Межповерочные интервалы устанавливаются нормативными документами по поверке в зависимости от стабильности того или иного средства измерений и могут составлять от нескольких месяцев до нескольких лет.

Внеочередную поверку осуществляют до наступления срока его очередной периодической поверки в случаях:

- ухудшения метрологических свойств средства измерений или подозрения в этом;

- нарушения условий эксплуатации;

- нарушения поверительного клейма и др.

Инспекционная поверка проводится органом ГМС при проведении государственного надзора за состоянием и применением для выявления пригодности к применению средства измерения при осуществлении государственного метрологического надзора.

Лицензирование деятельности по изготовлению, ремонту, продаже и прокату средств измерений – третья составляющая ГМК.В данном случае лицензия – это документально оформленное разрешение, выдаваемое органом ГМС на закрепленной за ним территории юридическому или физическому лицу на осуществление им деятельности по изготовлению, ремонту, продаже или прокату средств измерений.

Выдается лицензия на срок не более 5 лет.

Метрологический контроль и надзор

Метрологический контроль и надзор осуществляют МСЮЛ в сферах деятельности, на которые не распространяется ГМК и Н, путем: калибровки средств измерений; надзора за состоянием и применением средств измерений, аттестованными методиками выполнения измерений, рабочими эталонами, применяемыми для калибровки средств измерений, соблюдением метрологических правил и норм, нормативных документов по обеспечению единства измерений; выдачи обязательных предписаний, направленных на предотвращение, прекращение или устранение нарушений метрологических правил и норм;

проверки своевременности предоставления средств измерений на испытания в целях утверждения типа, а также на поверку и калибровку.

Калибровкой называют совокупность операций, устанавливающих соотношение между значением величины, полученным с помощью данного средства измерений и соответствующим значением величины, определенным с помощью эталона с целью определения действительных значений метрологических характеристик этого средства измерений.

Результаты калибровки позволяют определить действительные значения измеряемой величины, показываемые средством измерений, или поправки к его показаниям, или оценить погрешность этих средств. При калибровке могут быть определены и другие метрологические характеристики. Результаты калибровки удостоверяют калибровочным знаком, наносимым на средство измерения или сертификатом о калибровке, а также записью в эксплуатационных документах.

22.Система передачи размеров единиц физических величин от эталонов к рабочим средствам измерений. В основе обеспечения единообразия средств измерений лежит система передачи размера единицы измеряемой величины. Передача размера единицы представляет собой приведение размера единицы, хранимой средством измерений, к размеру единицы, воспроизводимой и хранимой эталоном. Этот процесс осуществляется при поверке или калибровке средств измерений. Поскольку число рабочих средств измерений по каждому из видов измерений достигает сотен тысяч и даже миллионов экземпляров (например, термометры, манометры), то передача размеров единиц величин осуществляется при помощи развернутой (многоступенчатой) системы эталонов.Классификация эталонов Эталон единицы физической величины – это средство измерений (или комплекс средств измерений), предназначенное для воспроизведения и (или) хранения единицы и передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений и утвержденное в качестве эталона в установленном порядке.Эталоны подразделяют на первичные (исходные) и вторичные (подчиненные).

Первичный эталон обеспечивает воспроизведение единицы с наивысшей в стране (по сравнению с другими эталонами той же единицы) точностью.

Первичный эталон, официально признанный решением уполномоченного на то государственного органа в качестве исходного на территории государства, называется государственным (или национальным). Исходный эталон обладает наивысшими метрологическими свойствами (в данной лаборатории, организации, на предприятии), от которого передают размер единицы подчиненным эталонам и имеющимся средствам измерений.

Эталоны, стоящие в поверочной схеме ниже исходного эталона, обычно называют подчиненными эталонами.

В метрологической практике широко применяются вторичные эталоны для выполнения поверочных работ, обеспечения сохранности и наименьшего износа государственного эталона.

К вторичным эталонам относят:

эталоны-копии, предназначенные для хранения единицы и передачи ее размера рабочим эталонам;

эталоны сравнения, применяемые для сличений эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть сличены друг с другом;

рабочие эталоны, применяемые для передачи размера единицы рабочим эталонам. Рабочие эталоны при необходимости подразделяют на разряды 1, 2, 3 и т.д.

Исходным эталоном в стране служит первичный эталон, исходным эталоном для республики, региона, министерства (ведомства) или предприятия может быть вторичный или рабочий эталон.

Передача размера единицы осуществляется через цепочку соподчиненных по разрядам рабочих эталонов, при этом от последнего рабочего эталона в этой цепочке размер единицы передают рабочему средству измерений.

Схема передачи размера единиц величин

Систему эталонов, предназначенную для передачи размера единиц, можно представить в виде пирамиды, в основании которой находится вся совокупность однородных (ориентированных на измерение соответствующей величины) рабочих средств измерений. Вершину занимает государственный эталон, а на промежуточных ступенях расположены эталоны 1-го, 2, 3 и т.д. разрядов (рис. 3.4).

Размер единицы передается «сверху вниз» – от более точных средств измерений к менее точным. От государственного эталона единица величины передается рабочим эталонам, а от них – рабочим средствам измерений.

Рис. 3.4. Схематическое изображение системы передачи размера единицы величины

23.Поверка и калибровка СИ. поверка средств измерений – это установление органом Государственной метрологической службы (или другим официально уполномоченным органом, организацией) пригодности средства измерений к применению на основании экспериментально определяемых метрологических характеристик и подтверждения их соответствия установленным обязательным требованиям.

Право поверки средств измерений может быть предоставлено метрологической службе юридического лица, аккредитованной органом ГМС.

По действующему законодательству средства измерений поверке подвергают средства измерений, подлежащие ГМК и Н. Средства измерений, не подлежащие поверке, подвергаются калибровке, о которой будет рассказано ниже.

Поверку проводят в соответствии с обязательными требованиями, установленными нормативными документами по поверке.

Поверку осуществляют специально обученные специалисты, аттестованные в качестве поверителей органами ГМС.

Основной метрологической характеристикой, определяемой при поверке, является погрешность. Поверку средств измерений проводят:

• методом непосредственного сравнения измеряемой величины и величины, воспроизводимой рабочим эталоном соответствующего разряда или класса точности. Наибольшая разность между результатом измерения и соответствующим ему размером эталона является в этом случае основной погрешностью прибора;

• методом непосредственного сличения показаний поверяемого и эталонного приборов при одновременном измерении одной и той же величины. Разность их показаний равна абсолютной погрешности поверяемого прибора.

Результаты поверки средств измерений, признанных годными к применению, оформляют выдачей «Свидетельства о поверке», нанесением поверительного клейма (знак установленной формы) или иными способами, установленными нормативными документами по поверке.

Если средство измерения признано непригодным к использованию, то в этом случае выписывают «Свидетельство о непригодности» и поверительное клеймо аннулируют.

Средства измерения подвергают первичной, периодической, внеочередной, инспекционной и экспертной поверкам.

Первичная поверка проводится при выпуске средств измерений из производства или после ремонта, а также при их ввозе из-за границы партиями, при продаже. Такой поверке подвергается, как правило, каждый экземпляр средств измерений.

Периодическая поверка выполняется через установленные интервалы времени (межповерочные интервалы). Ей подвергаются средства измерений, находящиеся в эксплуатации или на хранении. Периодическую поверку должен проходить каждый экземпляр средств измерений. Исключения могут составлять средства измерений, находящиеся на длительном хранении. Результаты такой поверки действительны в течении межповерочного интервала. Межповерочные интервалы устанавливаются нормативными документами по поверке в зависимости от стабильности того или иного средства измерений и могут составлять от нескольких месяцев до нескольких лет.

Внеочередную поверку осуществляют до наступления срока его очередной периодической поверки в случаях:

- ухудшения метрологических свойств средства измерений или подозрения в этом;

- нарушения условий эксплуатации;

- нарушения поверительного клейма и др.

Инспекционная поверка проводится органом ГМС при проведении государственного надзора за состоянием и применением для выявления пригодности к применению средства измерения при осуществлении государственного метрологического надзора.

Калибровкой называют совокупность операций, устанавливающих соотношение между значением величины, полученным с помощью данного средства измерений и соответствующим значением величины, определенным с помощью эталона с целью определения действительных значений метрологических характеристик этого средства измерений.

Калибровке могут подвергаться средства измерений, не подлежащие ГМК и Н. В отличие от поверки, которую осуществляют органы ГМС, калибровку может проводить любая метрологическая служба юридического лица при наличии надлежащих условий для квалифицированного выполнения этой работы. Калибровка является добровольной формой метрологического обеспечения средств измерений.

Результаты калибровки позволяют определить действительные значения измеряемой величины, показываемые средством измерений, или поправки к его показаниям, или оценить погрешность этих средств. При калибровке могут быть определены и другие метрологические характеристики. Результаты калибровки удостоверяют калибровочным знаком, наносимым на средство измерения или сертификатом о калибровке, а также записью в эксплуатационных документах.

24.Понятие Случайная величина (стохастическая переменная) – это величина, наблюдаемое значение которой зависит от случайных причин.

Случайные величины делятся на дискретные, получаемые путем подсчета, и непрерывные, получаемые в результате измерений чего-либо.

Случайная величина характеризуется полностью, если указаны вероятности, с которой она может принимать те или иные значения генеральной совокупности

Генеральная совокупность – это полный набор всех возможных значений, которые принимает случайная величина.

Выборочная совокупность (выборка) – это набор случайно отобранных из генеральной совокупности объектов (измерений).

Например, из 1000 измерений выбрано 100. Тогда генеральная совокупность N=1000, а выборка n=100.

Числовые характеристики случайных величин – это характеристики, которые суммарно описывают функцию распределения вероятностей и дают более сжатую информацию о случайной величине.

Среднее арифметическое значение

,

где – среднее арифметическое;

Х₁, Х₂, …, Х_п – отчеты по прибору (средству измерений);

п – число измерений.

Чаще всего принимается за действительное значение измеряемой ФВ и находится в результате многократных измерений.

Среднее квадратическое отклонение

при п<50

Характеризует рассеивание результатов измерений и (или) изменчивость ФВ. Служит мерой точности измерений.

Коэффициент вариации

Очень стабильная характеристика, мало зависящая от числа измерений ФВ. Наиболее объективно характеризует качество измерений.

Дисперсия

25. Закон РФ «Об обеспечении единства измерений», цели настоящего закона, основные понятия и положения.

Вся метрологическая деятельность в РФ основывается на конституционной норме. В развитии этой конституционной нормы принят закон «Об обеспечении единства измерений».

Цели закона:

-Установление правовых основ обеспечения единства измерений РФ.

-Защита прав и законных интересов граждан от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений.

-Гармонизация российской системы измерений с мировой практикой.

Закон закрепляет ряд основных понятий метрологии:

Единство измерений – состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин, а погрешности измерений не выходят за установленные границы с заданной вероятностью.

Устанавливаются такие понятия, как: средство измерения, эталон, метрологическая служба, поверка и калибровка и т.д.

Закон укрепляет правовую основу для международного сотрудничества в области метрологии.

Является основой Государственной системы обеспечения единства измерений (ГСИ).