метрология вопросы

1) Настоящий Федеральный закон преследует следующие цели:

определение законных оснований, обеспечивающих единство измерений в Российской Федерации;

защита прав и интересов гражданских и физических лиц, общества и государства в целом от негативных последствий неверных показателей измерений;

предоставление объективных и подлинных результатов измерений необходимых для нижеперечисленных задач:

защита жизни и здоровья общества;

охрана окружающей среды, включая растительный и животный мир;

обеспечение обороны и безопасности страны;

благоприятное и безопасное экономическое развитие государства;

содействие развитию научно-технического и экономического прогресса Российской Федерации.

закон о метрологическом обеспечении распространяется на

здравоохранение;

ветеринария;

охрана окружающей среды;

гражданская оборона, защита населения и государства от природных и техногенных чрезвычайных ситуаций, включая пожарную безопасность и безопасность людей на водных объектах;

обеспечение надёжных условий труда и его охраны;

контроль соблюдения требований промышленной безопасности и использования опасных объектов;

торговля и расфасовка товаров;

государственные учётные операции и учёт количества энергетических ресурсов;

услуги почтовой связи, учёт объёма предоставленных услуг операторами связи, а также соблюдение целостности и стабильности работы общественных сетей связи;

обеспечение обороны и безопасности государства;

геодезия и картография;

гидрометеорология, а также мониторинг состояния окружающей среды и процесса её загрязнения;

банковские, налоговые, таможенные операции, а также таможенный контроль;

оценка соответствия продукции и других объектов требованиям технического регулирования согласно законодательству РФ;

официальные спортивные соревнования и подготовка спортсменов высокого класса;

исполнение постановлений органов исполнительной власти, суда и прокуратуры;

проведение процедур государственного надзора;

использование атомной энергии;

осуществление безопасного дорожного движения.

2) Метрологическое обеспечение (МО) – установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерений.

Основной тенденцией в развитии МО является переход от существовавшей узкой задачи обеспечения единства и требуемой точности измерений к новой задаче обеспечения качества измерений.

Понятие «метрологическое обеспечение» применяется по отношению к измерениям (испытанию, контролю) в целом. В то же время допускают использование термина «метрологическое обеспечение технологического процесса (производства, организации)», подразумевая при этом МО измерений (испытаний или контроля) в данном процессе, производстве, организации.

Объектом МО являются все стадии жизненного цикла изделия (продукции) или услуги.

Жизненный цикл – совокупность последовательных взаимосвязанных процессов создания и изменения состояния продукции от формулирования исходных требований к ней до окончания эксплуатации или потребления.

На стадии разработки продукции для достижения высокого качества изделия производится выбор контролируемых параметров, норм точности, допусков, средств измерения, контроля и испытания.

При разработке МО необходимо использовать системный подход, суть которого состоит в рассмотрении указанного обеспечения как совокупности взаимосвязанных процессов, объединенных одной целью – достижением требуемого качества измерений. Такими процессами являются:

1) установление рациональной номенклатуры измеряемых параметров и оптимальных норм точности измерений при контроле качества продукции и управлении процессами;

2) технико-экономическое обоснование и выбор СИ, испытаний и контроля и установление их рациональной номенклатуры.

3) стандартизация, унификация и агрегатирование используемой контрольно-измерительной техники;

4) разработка, внедрение и аттестация современных методик выполнения измерения, испытаний и контроля;

5) поверка, метрологическая аттестация и калибровка контрольно-измерительного и испытательного оборудования (КИО), применяемого на предприятии;

6) контроль за производством, состоянием, применением и ремонтом КИО, а также за соблюдением метрологических правил и норм на предприятии;

7) участие в разработке и внедрении стандартов предприятия;

8) внедрение международных, государственных и отраслевых стандартов, а также иных нормативных документов Госстандарта;

9) проведение метрологической экспертизы проектов нормативной, конструкторской и технологической документации.

10) проведение анализа состояния измерений, разработка на его основе и осуществление мероприятий по совершенствованию МО;

11) подготовка работников соответствующих служб и подразделений предприятия к выполнению контрольно – измерительных операций.

Метрологическое обеспечение имеет четыре основы: научную, организационную, нормативную, техническую.

Разработка и проведение мероприятий МО возложены на метрологические службы. Метрологическая служба – служба, создаваемая в соответствии с законодательством для выполнения работ по обеспечению единства измерений и осуществления метрологического контроля и надзора.

3)Измерение – это нахождение значения физической величины (далее ФВ) опытным путем с помощью специальных технических средств. Косвенное измерение. Совместное измерение.

Совокупные измерения. Прямое измерение измерять можно только ФВ; измерение требует проведение опытов;

для проведения данных опытов требуется специальные технические средства, проводимые во взаимодействии с объектом, которые называются средствами измерений;

результатом измерений является значение ФВ

Значение ФВ должно быть не просто числом, а числом именованным, т.е. результат должен быть выражен в определенных единицах, принятых для данной величины. Только в этом случае результаты измерений, полученные разными средствами можно сравнивать между собой.

Испытание – это техническая операция, которая заключается в определении одной или нескольких характеристик продукции в соответствии с установленной процедурой по принятым правилам. Так же испытанием называется экспериментальное определение количественных и качественных свойств объекта испытаний при его непосредственном функционировании или при моделировании объекта и (или) воздействий на него. Такое определение осуществляется путем проведения измерений, однако в целом испытание продукции не сводится к простым измерениям ее свойств.

• Основное уравнение измерений имеет вид: Q=q⋅v Q=q*v где: Q — измеряемая физическая величина; q — её числовое представление в принятых единицах измерения физической величины Q; v — принятая единица измерения физической величины Q.

4) В метрологии существует множество видов (разновидностей) измерений и число их постоянно увеличивается. Виды измерений определяются физическим характером измеряемой величины, требуемой точностью измерения, условиями и режимом измерений и т. д. Можно, например, выделить виды измерений в зависимости от их цели: контрольные, диагностические, лабораторные и технические, эталонные и поверочные и др. В зависимости от способа получения числового значения измеряемой величины все измерения условно подразделяются на четыре основных вида: прямые, косвенные, совокупные и совместные.

Прямые измерения заключаются в экспериментальном сравнении измеряемой величины с мерой этой величины или в отсчете показаний измерительного прибора, непосредственно дающего значение измеряемой величины.

Косвенное измерение - определение искомого значения физической величины на основании результатов прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной. Например, определение объема тел правильной геометрической формы по результатам прямых измерений его линейных размеров и соответствующего математического расчета. То же относится и к определению плотности материалов, предела прочности при сжатии.

Измерение мощности постоянного тока амперметром и вольтметром с использованием зависимости, связывающей мощность постоянного тока с током и напряжением, а также нахождение плотности тела по его массе и геометрическим размерам следует отнести к косвенным измерениям.

Совокупными измерениями называются производимые одновременно измерения нескольких одноименных (однородных) величин, при которых искомые значения величин определяют путём решения системы уравнений, получаемых при измерении этих величин в различных сочетаниях.

По характеру точности различаются равноточные и неравноточные измерения.

Равноточные измерения - ряд измерений какой-либо величины, выполненных одинаковыми по точности средствами измерений и в одних и тех же условиях c одинаковой тщательностью.

Неравноточные измерения - ряд измерений какой-либо величины, выполненных различающимися по точности средствами измерений и (или) в разных условиях.

По количеству измерительной информации различают однократные и многократные измерения.

Однократное измерение - измерение, выполненное один раз. Недостатком этих измерений является возможность грубой ошибки - промаха. Для предотвращения этого рекомендуется (по возможности) проводить не менее двух - трех измерений и за результат измерений принимать их среднее значение. Во многих случаях на практике выполняются именно однократные измерения. Например, измерение конкретного момента времени по часам обычно проводится один раз.

Многократное измерение - измерение физической величины одного и того же размера, результат которого получен из нескольких следующих друг за другом измерений, т.е. состоящее из ряда однократных измерений. Обычно их число n

По характеру изменения получаемой информации в процессе измерений измерения разделяются на статические и динамические измерения.

Статическое измерение - измерение физической величины, принимаемой в соответствии с конкретной измерительной задачей за неизменную на протяжении времени измерения. Они проводятся при практическом постоянстве измеряемой величины. Пример. Средство измерений работает в статическом режиме. Выходной сигнал средства измерений, например отклонение указателя, остается неизменным в течение времени использования выходного сигнала, следовательно, измерение - статическое.

Динамическое измерение - измерение изменяющейся по размеру физической величины, для получения результата измерения которой необходимо учитывать это изменение. К этим измерениям можно отнести измерение переменного тока, измерение параметров периодических и апериодических сигналов. Результат измерений в этом случае представляется изменяющейся во времени величиной и представляется совокупностью ее значений с указанием моментов времени, которым соответствуют эти значения.

По метрологическому назначению используемых средств измерений измерения подразделяются на технические и метрологические.

Технические измерения - измерения с помощью рабочих средств измерений.

Метрологические измерения - измерения при помощи эталонных средств измерений с целью воспроизведения единиц физических величин для передачи их размера рабочим средствам измерений.

По отношению к основным единицам измерения делятся на абсолютные измерения и относительные измерения.

Абсолютное измерение - измерение, основанное на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и (или) использовании значений физических констант. Абсолютное измерение рассматривается как измерение величины в ее единицах.

Относительное измерение - измерение отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или измерение изменения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную. Пример. Измеритель скорости у сверхзвукового самолета, показывающий отношение скорости самолета к скорости звука, или указатель расхода бензина в автомобилях проводит относительные измерения указанных величин.

5) Точность – это качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины.

Правильность измерений – качество измерений, отражающее близость к нулю систематических погрешностей в результатах измерений.

Сходимость – качество измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в одинаковых условиях. Сходимость измерений отражает влияние случайных погрешностей.

Воспроизводимость – это такое качество измерений, которое отражает близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в различных условиях (в различное время, в различных местах, разными методами и средствами).

6) В зависимости от реализуемых приемов различают следующие методы измерения:

1)Метод непосредственной оценки

В этом методе результат определяется по отсчетному устройству многозначной меры,на который действует сигнал.(Например ,в вольтметре многозначной мерой является пружина, воспринимающая силу ампера, которая поворачивает рамку. Отсчетное устройство-шкала вольтметра)

2)Метод противопоставления

Измеряемая величина и мера одновременно воздействует на на устройство сравнения(компаратор), которое устанавливает соотношение между ними. (Например, измерение массы на рычажных весах).

3)Метод замещения

В данном методе неизвестная величина замещается известной мерой с сохранением прежнего состояния средств измерения.(Например, измерение сопротивления с помощью электроизмерительной массы, измер. массы с поочередным размещение неизвестной и известной массы на одной и той же чаще весов)

4)Дифференциальный метод

При этом методе на след. Измерения воздействует разность между неизвестной величиной и мерой.(Например, дифференциальная фотометрия при измерении больших концентраций ,когда наименьшая концентрация раствора сравнивается с известной концентрацией стандартного раствора ,а не с растворителями).

5)Нулевой метод

В этом методе разность между неизвестной величиной и мерой приводит к нулю. Этот метод часто называют компенсационным. Он заключается в создании явления с известными характеристиками измеряемого явления и направлен навстречу ему. В момент их полной компенсации по параметрам известного явления определяют параметры измеряемого.(Например, измерение ЭДС нормал. элементов при отсутствии в них тока, измерении высоких температур пирометром с исчезающими нитями закаливания).

6)Метод совпадений

Здесь разность между измеряемой величиной и мерой определяется по совпадению мерных шкал или периодических сигналов.(например, измерение длины при помощи штангенциркуля с нониусом).

7) Сре́дство измере́ний — техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики.

Все средства измерений по выполняемым метрологическим функциям делят на образцовые и рабочие. Образцовые средства измерений предназначены для поверки с их помощью других рабочих средств измерений. Рабочие средства используют для выполнения всех измерений, кроме измерений, связанных с поверкой, т. е. передачей размера единиц величин.

По функциональному назначению средства измерений делят на следующие группы: меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы, измерительные информационные системы и измерительные установки.

8) Разме́рность физической величины — выражение, показывающее связь этой величины с основными величинами данной системы физических величин; записывается в виде произведения степеней

Шкала порядка позволяет не только установить факт равенства или неравенства измеряемых объектов, но и определить характер неравенства в виде суждений: "больше-меньше", "выше-ниже", "хуже-лучше" и т.п.

Измерения, проводимые по шкале порядка, допускают следующие математико-статистические операции:

- выявить медиану - значение варьирующего признака, которое делит ряд распределения на две равные части по объему частот или частностей;

- сравнить результаты исследований с помощью Т-критерия;

- определить взаимосвязь результатов исследований с помощью коэффициента ранговой корреляции (r)

9) Шкала физической величины – упорядоченная совокупность значений физической величины, служащая исходной основой для измерений данной величины.

Шкалы отношений описывают свойства, к которым применимы отношения эквивалентности, порядка и суммирования (вычитания, умножения). Эти шкалы имеют естественное нулевое значение, а единицы измерений устанавливаются по согласованию. Для шкалы отношений достаточно одного эталона, чтобы распределить все исследуемые объекты по интенсивности измеряемого свойства (шкала массы).

Шкала интервалов - это шкала порядка, в которой числа не только упорядочены по рангам, но и разделены определенными интервалами. Это позволяет судить не только о том, что одна величина больше другой, но и на сколько больше.

10) Основным принципом при построении системы единиц является удобство использования единиц в науке, промышленности, торговли. При этом руководствуются рядом правил: простотой образования производных единиц, высокой точностью воспроизведения основных и производных единиц и близостью их размеров к размерам физических величин, чаще всего встречающихся в практической деятельности.

Получим формулу зависимой величины (предполагая систему величин выбранной) исходя из требования, чтобы отношение двух численных значений зависимой величины не зависело от выбранных масштабов основных. Рассмотрим сперва зависимую величину где полагаем основной. Наложенное условие гласит, что , откуда следует которая вообще говоря зависит только от масштаба. Для одного измерения, записанного в разных масштабах получим Изменяя масштаб получим свойство Крайние равенства продифференцируем по в точке получим свойство где — число Интегрируя, получаем, что Откуда Таким образом, размерность зависимой величины, удовлетворяющая нашему условию, может иметь вид лишь степенной зависимости.

В случае применяя полученный результат при фиксированных масштабах всех основных величин кроме получим откуда Таким образом, общая формула размерности На основании этой формулы можно получить правило размерности (Пи-теорему), которое гласит, что в безразмерных переменных количество параметров задачи можно уменьшить на число размерно-независимых величин.

11) В науке и технике широко распространены относительные и логарифмические единицы измерения. Относительная величина представляет собой безразмерное отношение физической величины к одноименной физической величине, принимаемой за исходную.

Логарифмическая величина представляет собой логарифм (десятичный, натуральный или при основании 2) безразмерного отношения двух одноименных физических величин. Логарифмические величины применяют для выражения уровня звукового давления, усиления, ослабления, выражения частотного интервала и т.п.

12) Первичный эталон единицы величины — это эталон единицы величины, признанный решением уполномоченного на то государственного органа в качестве исходного на территории своего государства.

В состав национального эталона включают средства измерения, при помощи которых:

-воспроизводят и хранят единицы физических величин;

-контролируют условия измерений и неизменность размера хранимой единицы;

-осуществляют передачу размера единицы.

Вторичные эталоны предназначены для передачи единиц от первичного эталона к образцовым СИ. Значения вторичных эталонов определяются по первичному, поэтому их точность ниже первичного эталона.

подразделяются на эталоны-копии, эталоны-свидетели и рабочие эталоны.

Эталоны-копии заменяют первичные эталоны при передаче размера единиц другим вторичным эталонам. Эти эталоны не обязательно являются физическими копиями первичных эталонов, они копируют первичный эталон только по метрологическому назначению.

Эталоны-свидетели предназначены для проверки сохранности первичного эталона и для замены его в случае порчи или утраты. Как правило, группу эталонов-свидетелей хранят в тех же условиях, что и первичный эталон, периодически сличают между собой. При отклонении значений одного из эталонов-свидетелей выявляют причину. Если окажется, что такие же причины могли воздействовать на первичный эталон, то и первичный эталон сличают с группой эталонов-свидетелей. Для передачи единиц эталоны-свидетели применяют только тогда, когда государственный первичный эталон является невоспроизводимым.

Рабочие эталоны предназначены для текущих метрологических работ по передаче единиц измерения образцовым средствам измерения, а также наиболее точным рабочим СИ.

Образцовые СИ служат для хранения единиц измерения и передачи их как рабочим СИ, так и образцовым СИ менее высокой точности. Другими словами, образцовое средство измерений – это мера, измерительный прибор или измерительный преобразователь, служащие для поверки других средств измерений.

13) Поверка средств измерений – совокупность операций, выполняемых органами Государственной метрологической службы (другими уполномоченными на то органами, организациями) в целях подтверждения соответствия средства измерения установленным метрологическим требованиям.

Цель поверки – выяснить, соответствуют ли характеристики средства измерения регламентированным значениям и пригодно ли оно к применению по прямому назначению.

Калибровка средств измерений – совокупность операций, выполняемых в целях определения действительных значений метрологических характеристик и метрологической пригодности тех средств измерений, которые применяются вне сферы государственного регулирования обеспечения единства измерений.

При калибровке определяются действительные значения единиц величин, оцениваются значения неопределенности измерений, составляется бюджет неопределенности.

Поверочная схема для средств измерений — нормативный документ, устанавливающий соподчинение средств измерений, участвующих в передаче размера единицы от эталона рабочим средствам измерений (с указанием методов и погрешности при передаче). Различают государственные и локальные поверочные схемы, ранее существовали также ведомственные ПС.

Государственная поверочная схема распространяется на все средства измерений данной физической величины, применяемые в стране, например, на средства измерений электрического напряжения в определённом диапазоне частот. Устанавливая многоступенчатый порядок передачи размера единицы физической величины от государственного эталона, требования к средствам и методам поверки, государственная поверочная схема представляет собой структуру метрологического обеспечения определённого вида измерений в стране. Эти схемы разрабатываются главными центрами эталонов и оформляются одним ГОСТом ГСИ.

Локальные поверочные схемы распространяются на средства измерений, подлежащие поверке в данном метрологическом подразделении на предприятии, имеющем право поверки средств измерений и оформляются в виде стандарта предприятия. Ведомственные и локальные поверочные схемы не должны противоречить государственным и должны учитывать их требования применительно к специфике конкретного предприятия.

Ведомственная поверочная схема разрабатывается органом ведомственной метрологической службы, согласовывается с главным центром эталонов – разработчиком государственной поверочной схемы средств измерений данной физической величины и распространяется только на средства измерений, подлежащие внутриведомственной поверке.

14) Погре́шность измере́ния — отклонение измеренного значения величины от её истинного (действительного)

1. В зависимости от условий применения средств измерения (СИ) погрешности делят на:

1) основную – составляющая погрешности измерения, которой обладает СИ в нормальных условиях эксплуатации;

2) дополнительную – погрешность СИ при отклонении условий измерений от нормальных.

3. В зависимости от характера проявления погрешности делят на:

1) систематические погрешности – составляющие погрешности, которые при повторных измерениях одной и той же физической величины остаются постоянными, или изменяются по определённому закону;

2) случайные погрешности – составляющие погрешности, которые при повторных измерениях одной и той же физической величины изменяются случайным образом;

3) грубые погрешности – составляющие погрешности, которые существенно превышают ожидаемые.

В зависимости от режима работы средства измерений, различают статическую и динамическую погрешности.

Динамическая погрешность обусловлена реакцией средства измерения на изменение параметров измеряемого сигнала (динамический режим).

Статическая погрешность средства измерения определяется при параметрах измеряемого сигнала, принимаемых за неизменные на протяжении времени измерения (статический режим).

15) Понятие о погрешности измерения. Классификация погрешностей измерения в зависимости от способа выражения. Классы точности средств измерения.

Погрешностью называют отличие между объективно существующим истинным значением физической величины и найденным в результате измерения действительным значением физической величины.

Истинное значение физической величины идеальным образом отражает соответствующее свойство объекта. Практически получено быть не может.

Действительное значение физической величины находится как результат измерения и приближается к истинному значению настолько, что для данной цели может применяться вместо него.

Источниками появления погрешностей при измерениях могут служить различные факторы, основными из которых являются: несовершенство конструкции средств измерений или принципиальной схемы метода измерения; неточность изготовления средств измерений; несоблюдение внешних условий при измерениях; субъективные погрешности и др.

Погрешности измерения классифицируются:

1) По способу выражения

– абсолютные

– относительные

2) По источнику возникновения

– инструментальные – составляющая погрешности, которая зависит от свойств СИТ (класс точности, цена деления и т.д.). Этот вид погрешности легко предсказуем и заранее просчитываемый, и как следствие можно его учесть при помощи ввода поправок, либо другим способом.

– методические – составляющая общей погрешности измерения, которая обусловлена несовершенством метода измерения. Так, например, при измерении сопротивления на участке цепи при помощи омметра, величина измеренного сопротивления будет иметь методическую погрешность, за счет входного сопротивления самого омметра.

– личные, или субъективные – погрешность оператора

3) По закономерностям возникновения и проявления

– ситематические – составляющие общей погрешности измерения, которая остается постоянной, либо закономерно изменяется при повторных измерениях одной и той же величины. Систематическую погрешность можно учесть при большом количестве повторный измерений (?50) одной величины, произведенных при одинаковых условиях. Существует много методов снизить систематическую погрешность, если это нужно.

– случайные – составляющая общей погрешности измерения, которая изменяется случайным образом как по величине и по знаку при повторных измерениях одной и той же величины.

Рассмотрим обозначения классов точности.

1. Классы точности средств измерений, пределы допускаемой основной погрешности которых принято выражать в форме приведенной погрешности в виде (присутствует только аддитивная составляющая погрешности) или относительной погрешности (присутствует только мультипликативная составляющая погрешности), обозначаются числами p и q, которые равны пределам, выраженным в процентах.

2. Классы точности средств измерений, пределы допускаемой основной погрешности которых принято выражать в форме относительных погрешностей (в процентах) (аддитивная и мультипликативная погрешности соизмеримы) обозначают числами c и d, разделяя их косой чертой, т.е. c/d.

3. Классы точности средств измерений, пределы допускаемой основной погрешности которых принято выражать в форме абсолютных погрешностей Dх= ±а обозначают буквами латинского алфавита или римскими цифрами.

4. Классы точности цифровых средств измерений со встроенными вычислительными устройствами для дополнительной обработки результатов измерений устанавливают без режима обработки.

16) Нормативный закон распределения вероятности для случайных величин, его параметры и их статистические оценки. Нахождение доверительных вероятностей и доверительных интервалов с помощью функции Лапласа.

Нормальный закон распределения играет особо важную роль в теории вероятностей и чаще других применяется в решении практических задач. Его главная

особенность в том, что он является предельным законом, к которому приближаются другие законы распределения при весьма часто встречающихся типичных условиях. Например, сумма достаточно большого числа независимых (или слабо зависимых) случайных величин приближенно подчиняется нормальному закону, и это выполняется тем точнее, чем больше случайных величин суммируется.

Экспериментально доказано, что нормальному закону подчиняются погрешности измерений, отклонения геометрических размеров и положения элементов строительных конструкций при их изготовлении и монтаже, изменчивость физико-механических характеристик материалов и нагрузок, действующих на строительные конструкции.

Оценка доверительного интервала нормального закона распределения определяется по формуле:

Значение t определяется из выражения 2Φ(t)=γ, где Φ(t) — функция Лапласа (определяется по таблице)

¯¯¯xx— среднее значение

17) Предварительно проводят анализ априорной информации — информации о подобных измерениях в прошлом. При этом: выявляют физическую сущность изучаемого явления; устанавливают влияющие факторы и меры, направленные на снижение их влияния; устанавливают значение поправок; принимают решение в пользу той или иной методики измерения; устанавливают средство измерения и его метрологические характеристики. Важнейший итог этого анализа — уверенность в том, что для решения поставленной задачи точность однократного измерения достаточна. Если это условие выполняется, то выполняется главная операция — получение единственного значения отсчета. На его основе получают единственное значение показания средства измерения, имеющего ту же размерность, что и измеряемая величина. В значение показания вносится поправка Θ i . Если значение поправки неизвестно, то результат однократного измерения с равной вероятностью может быть любым в пределах от X i + Θ min до X i + Θmax

Получение информации о значении измеряемой величины как конечной цели измерительного эксперимента определяется содержанием априорной информации:

1) наличием (или отсутствием) информации о классе точности средства измерения;

2) подчинении отсчета, а, следовательно, и показания закону распределения вероятности;

3) данными о величине аддитивной поправки.

Допустим, имеется информация: класс точности средства измерения таков, что значение измеряемой величины не может отличаться от результата однократного измерения (Оi) больше, чем на ε. Отсюда значение измеряемой величины Oi- ε< Q < Oi + ε.

18) Равноточные измерения – ряд измерений какой-либо величины, выполненных одинаковыми по точности средствами измерений в одних и тех же условиях с одинаковой тщательностью.

Неравноточные измерения – ряд измерений какой-либо величины, выполненных различающимися по точности средствами измерений и (или) в разных условиях.

Обработка прямых многократных равноточных измерений

Многократные измерения проводятся, как правило, для уменьшения влияния случайных погрешностей. Результат каждого измерения при этом дает оценку измеряемой величины.

Результат наблюдения отличается от истинного значения измеряемой величины из-за наличия случайной Ди систематической Дс составляющих погрешности

1)Находят доверительную погрешность результата измерений и доверительный интервал для среднего квадратичного отклонений.

2)Нахождение доверительных интервалов при известной точности измерений. Если заранее известна средняя квадратичная погрешность л**, то доверительный интервал имеет вид

Значение /= /Определяется по заданной доверительной вероятности />из условия 2Ф(/) = Р.

Оценка результатов при малом числе наблюдений и неизвестном ско.

Вычисляемое по отклонениям от среднего арефметического среднее квадратическое отклонение s, является лишь некоторым приближением к действительному значению СКО. Определение вероятности для того или иного доверительного интервала оказывается тем менее надёжным ,чем меньше число наблюдений

19) Если какую - либо величину измерить один раз, то никаких данных для обнаружения грубой погрешности (промаха) не будет.

При двух измерениях согласие результатов будет некоторой гарантией отсутствия промаха. Но опыт показывает, что если оба измерения были проведены одним и тем же лицом и одинаковым способом, то допущенный в первом измерении промах обычно повторяется во втором. Поэтому для обнаружения промахов и просчётов приводят не только многократные измерения, но и выполняют эти измерения, как правило, различными путями или способами.

В сомнительных случаях лучше сделать дополнительное наблюдение, но не взамен сомнительного, а в дополнение к нему. Решение вопроса о грубых погрешностях (промахах) требует особой осмотрительности. Под грубыми понимают погрешности, приводящие к явному искажению результата. Наличие грубых погрешностей определяет качество проведённых измерений. Существует несколько критериев оценки грубых погрешностей. (Критерии: 3а, Шовине, Романовского)

20) Результаты прямых неравноточных измерений получаются при повторных многократных измерениях одного и того же истинного значения измеряемой ФВ, разными наблюдателями, разными СИ, в разное время. При этом получается несколько серий таких результатов. Проводится точечная оценка результатов серий: Проводится точечная оценка результатов серий: Записываются результаты их точечной оценки: После точечной оценки неравноточные измерения приводят к результатам

Для оценки наиболее вероятного значения ФВ по результатам неравноточных измерений вводится понятие “вес” для каждой серии результатов измерений в общей их совокупности, т. е. проводится оценка степени их доверия для получения значения измеряемой ФВ, наиболее близкого к истинному.

Таким образом, понятие “вес” отражает степень доверия к результату измерения. Чем больше степень доверия, тем больше число, выражающее этот “вес”.

Среднее взвешенное значение измеряемой ФВ, наиболее близкое к истинному её значению , определяется по формуле где - средние значения для отдельных серий результатов, полученных тем или иным способом; - “веса” соответствующих серий результатов.

“Веса” серий результатов можно определить следующими способами: а) при известных и каждой серии результатов по формуле б) при неизвестных в) при (одинаковые в каждой серии результатов)

Среднее квадратическое отклонение среднего взвешенного вычисляется по формуле Окончательный результат записывается в виде Доверительный интервал определяется таким же образом, как и при равноточных измерениях (см. раздел 1.1):

при pД = где - абсолютная погрешность (доверительный интервал) среднего взвешенного - при нормальном законе распределения,

где t находится по таблице функций Лапласа ; - при распределении Стьюдента,

где находится по таблице Стьюдента

21) Обработка результатов косвенных измерений проводится в следующей последовательности:. Находим средние значения и погрешности (абсолютную и относительную) каждой из непосредственно измеренных величин: x1, x2, x3, …, xn. Погрешности и определяются из прямых измерений или же, как инструментальная погрешность прибора при доверительной вероятности б=0,95.

Косвенные измерения – это измерения, при которых искомая величина вычисляется по некоторой известной формуле на основе результатов прямых или косвенных измерений величин, связанных с искомой величиной определенной функциональной зависимостью и входящих формулу.

Алгоритм обработки результатов косвенных измерений

Пусть y - измеряемая величина, которая является функцией величин х1, х2, … , хn, найденных в ходе n прямых измерений:

Тогда для обработки результата косвенного измерения величины y необходимо:

1. Обработать результаты прямых измерений, задав некоторое значение доверительной вероятности α (например, α = 0,95) и представить их в виде доверительных интервалов:

х1 = (<х1> ± Dх1);

х2 = (<х2> ± Dх2);

хn = (<хn> ± Dхn).

2. Рассчитать среднее значение величины <y> как функцию величин <x1>, <x2>, ..., <xn>:

3. Рассчитать полуширину доверительного интервала Dy по формуле (число слагаемых в формуле равно числу переменных):

где   - частная производная функции   по переменной х_i .

В формулу 3.1.1 подставляют значения частных производных, найденные при подстановке средних значений переменных 

22) Федеральный закон «О техническом регулировании» определяет основные принципы технического регулирования в сфере производства оборонной продукции, поставляемой по государственному заказу, используемой для защиты сведений, составляющих государственную тайну, продукции и объектов, которые требуют ядерной и радиационной защиты.

Федеральный закон «О техническом регулировании» устанавливает правила и порядок разработки, изменения и принятия технических регламентов, документов в области стандартизации, правила разработки, изменения и утверждения национальных стандартов. Федеральный закон «О техническом регулировании» устанавливает основные принципы применения единых правил к производству, проектированию, наладке, монтажу, процессам эксплуатации, хранения, реализации и утилизации.

Федеральный закон «О техническом регулировании» устанавливает ответственность за несоответствие продукции техническим регламентам, национальным стандартам и определяет органы надзора за соблюдением требований стандартов и технических регламентов, принципы соответствия настоящих требований научно-техническому развитию и уровню развития национальной экономики.

23) Стандартиза́ция — деятельность по разработке, опубликованию и применению стандартов, по установлению норм, правил и характеристик в целях обеспечения безопасности продукции, работ и услуг для окружающей среды, жизни, здоровья и имущества, технической и информационной совместимости, взаимозаменяемости и качества продукции, работ и услуг в соответствии с уровнем развития науки, техники и технологии, единства измерений, экономии всех видов ресурсов, безопасности хозяйственных объектов с учётом риска возникновения природных и техногенных катастроф и других чрезвычайных ситуаций, обороноспособности и мобилизационной готовности страны.

Документ по стандартизации - документ, в котором для добровольного и многократного применения устанавливаются общие характеристики объекта стандартизации, а также правила и общие принципы в отношении объекта стандартизации, за исключением случаев, если обязательность применения документов по стандартизации устанавливается настоящим Федеральным законом;

Документы, разрабатываемые и применяемые в национальной системе стандартизации (далее - документы национальной системы стандартизации), - национальный стандарт Российской Федерации (далее - национальный стандарт), в том числе основополагающий национальный стандарт Российской Федерации (далее - основополагающий национальный стандарт), и предварительный национальный стандарт Российской Федерации (далее - предварительный национальный стандарт), а также правила стандартизации, рекомендации по стандартизации, информационно-технические справочники, технические спецификации (отчеты) и стандарты организаций, в том числе технические условия, зарегистрированные в установленном порядке в Федеральном информационном фонде стандартов.

24) Параметр продукции — это количественная характеристика ее свойств. Наиболее важными параметрами являются характеристики, определяющие назначение продукции и условия ее использования:

размерные параметры (размер одежды и обуви, вместимость посуды);

весовые параметры (масса отдельных видов спортинвентаря);

параметры, характеризующие производительность машин и приборов (производительность вентиляторов и полотеров, скорость движения транспортных средств);

энергетические параметры (мощность двигателя и пр.).

Продукция определенного назначения, принципа действия и конструкции, т.е. продукция определенного типа, характеризуется рядом параметров. Набор установленных значений параметров называется параметрическим рядом. Разновидностью параметрического ряда является размерный ряд. Например, для тканей размерный ряд состоит из отдельных значений ширины тканей, для посуды — отдельных значений вместимости. Каждый размер изделия (или материала) одного типа называется типоразмером. Например, сейчас установлено 105 типоразмеров мужской одежды и 120 типоразмеров женской одежды.

Процесс стандартизации параметрических рядов (параметрическая стандартизация) заключается в выборе и обосновании целесообразной номенклатуры и численного значения параметров. Решается эта задача с помощью системы предпочтительных чисел, подробно рассмотренной в предыдущей теме.

Применение системы предпочтительных чисел позволяет не только унифицировать параметры продукции определенного типа, но и увязать по параметрам продукцию различных видов. Например, практика стандартизации в машиностроении показала, что параметрические ряды деталей и узлов должны базироваться на параметрических рядах машин и оборудования. При этом целесообразно руководствоваться следующим правилом: ряду параметров машин по R5 должен соответствовать ряд размеров деталей по R10, ряду параметров машин по R10 — ряд размеров деталей по R20 и т.д.

В целях более эффективного использования тары для консервных банок и транспортных средств для их перевозки предлагается ряд грузоподъемности железнодорожных вагонов и автомашин, ряд размеров контейнеров, ящиков и отдельных консервных банок строить по ряду R5.

25) Комплексная стандартизация (КС)— это стандартизация, при которой осуществляется целенаправленное и планомерное установление и применение системы взаимоувязанных требований как к самому объекту КС в целом и его основным элементам, так и к материальным и нематериальным факторам, влияющим на объект, в целях обеспечения оптимального решения конкретной проблемы. Следовательно, сущность КС следует понимать как систематизацию, оптимизацию и увязку всех взаимодействующих факторов, обеспечивающих экономически оптимальный уровень качества продукции в требуемые сроки. - комплексная стандартизация– целенаправленное и планомерное уста-новление и применение системы взаимоувязанных требований как к самому объекту комплексной стандартизации в целом, так и к его осн.элементам в целях оптимального решения проблемы.

Опережающая стандартизация (ОС) — это стандартизация, заключающаяся в установлении повышенных по отношению к уже достигнутому на практике уровню норм, требований к объектам стандартизации, которые, согласно прогнозам, будут оптимальными в последующее планируемое время. Опережение может относиться как к изделию в целом, так и к наиболее важным параметрам и показателям его качества, методам и средствам производства, испытания и контроля и т.д. - метод опережающей стандартизации – установление повышенных по отно-шению к уже достигнутому на практике уровню норм и требований к объектам стандартизации, кот.согласно прогнозам будут оптимальны в послед.время.

К задачам комплексной стандартизации следует отнести регламентацию:

• норм и требований к взаимосвязанным объектам, к элементам этих объектов, а также к тем видам сырья, материалов, полуфабрикатов, комплектующих изделий, тары, упаковки и т.п., к технологическим процессам изготовления, транспортировки и эксплуатации, показатели которых должны быть регламентированы на определенном уровне, определяемом требованиями, предъявляемыми к самому объекту стандартизации;

• взаимосвязанных норм и требований к общетехническим и отраслевым комплексам нематериальных объектов стандартизации (системы документации, системы общетехнических норм, системы норм техники безопасности и т.п.), а также к элементам этих комплексов.

Основными методическими принципами комплексной стандартизации являются: системность; комплексность и оптимальное ограничение; перспективность; увязка с действующими стандартами; реализация.

26) Унификация - это деятельность по рациональному сокращению числа типов деталей, агрегатов одинакового функционального назначения. Она базируется на классификации и ранжировании, селекции и симплификации, типизации и оптимизации элементов готовой продукции.

Унификацию можно рассматривать как средство оптимизации параметров качества и ограничения количества типоразмеров выпускаемых изделий и их составных частей. При этом унификация воздействует на все стадии жизненного цикла продукции, обеспечивает взаимозаменяемость изделий, узлов и агрегатов, что, в свою очередь, позволяет предприятиям кооперироваться друг с другом.

К основным видам унификации относят конструкторскую и технологическую унификацию. При этом первая предполагает унификацию изделий в целом и их составных частей (деталей, узлов, комплектующих изделий и т.п.), а вторая - унификацию нормативно-технической документации (стандартов, технических условий, инструкций, методик, руководящих документов, конструкторско-технологической документации и др.).

Результатом работ по унификации могут быть альбомы типовых (унифицированных) конструкций, деталей, узлов, сборочных единиц и т.д.

В зависимости от области проведения унификации изделий унификация может быть межотраслевой, отраслевой и заводской.

Степень унификации характеризуется уровнем насыщенности изделия унифицированными деталями, узлами и сборочными единицами.

Агрегатирование - это метод конструирования машин и оборудования путем применения ограниченного числа унифицированных и стандартных деталей и сборочных единиц, обладающих функциональной и геометрической взаимозаменяемостью.

Агрегатирование позволяет скомпоновать новую машину с уже спроектированных и освоенных производством сборочных единиц и агрегатов, а не создавать ее как оригинальную, единственную в своем роде. Это позволяет значительно увеличить мощности предприятий без лишних затрат, без увеличения производственных площадей.

Принципы агрегатирования нашли применение во всех отраслях машиностроения. В настоящее время метод агрегатирования находит особенно широкое применение при создании технологического оборудования и средств механизации самого различного назначения, например металлорежущих станков, буровых станков, очистных комбайнов и др.

27) Сертификация – это форма подтверждения соответствия объектов требованиям технических регламентов, положениям стандартов или условиям договоров, осуществляемая третьей стороной.

Сертификация может быть обязательной и добровольной ([1] ст.20).

Обязательная сертификация осуществляется органом по сертификации, аккредитованным в соответствии с законодательством Российской Федерации об аккредитации в национальной системе аккредитации ([1],ст. 26 ч.1).

Требование по аккредитации органа по сертификации добровольным требованиям в[1] ст.21 не отражены, хотя в силе норма[1] ст.2, раскрывающая термин «орган по сертификации». Согласно последней все органы по сертификации должны иметь аккредитацию, но не любую, а в национальной системе аккредитации

Добровольная сертификация продукции, подлежащей обязательной сертификации, не отменяет её обязательную сертификацию, может выполняться сверх ее для оценки соответствия ее требованиям, отличным от обязательных, а значит минимальных, очевидно, что в большую сторону. Иными словами добровольная сертификация продукции, подпадающей под действие обязательных требований, имеет смысл лишь тогда, когда дает ответ о соответствии ее повышенным требованиям.

Сертификация осуществляется по инициативе заявителя на условиях договора между заявителем и органом по сертификации.

28) Органы по сертификации и испытательные лаборатории. Орган по сертификации (ОС) - это официально признанная путем аккредитации на компетентность и независимость организация, которая имеет право выполнять сертификацию однородной продукции в определенной области аккредитации.

Сертификация третьей стороной предусматривает участие сторонних организаций, которые оценивают и подтверждают правильность проводимых мероприятий в соответствии с принятыми правилами, осуществляют испытания образцов, надзор за состоянием процесса производства.

Необходимость сертификации третьей стороной обуславливается следующими факторами:

· расширение рынков сбыта, т.е. выход на рынки других стран или выпуск новых видов продукции;

· развитие конкуренции с производителями аналогичных видов продукции;

· установление качественных показателей новых видов продукции;

· проведение независимой проверки системы управления качеством на фирме-производителе.

Особенности сертификации третьей стороной состоят в следующем:

1) Проводится формальная оценка соответствия продукции установленным требованиям.

2) Результаты отражает объективная оценка.

3) Все правила и процедуры регламентированы документами. Например, руководство ИСО/МЭК.

При проведении сертификации выполняются испытания, оценка условий производства, инспекционный контроль и идентификация.