Учебно-методический комплекс по учебной дисциплине Контроль и испытания продукции для направления специальности 1-54 01 01-01 Метрология, стандартизация и сертификация (машиностроение и приборостроение)

31

разработка не соответствовала бы требованиям стандартов и технических условий.

Потери от окончательного внешнего брака равны его себестоимости за минусом суммы ущерба, взыскиваемой с виновников. Себестоимость этого брака состоит из произведенной себестоимости продукции, расходов по замене и транспортировке забракованных изделий. Потери от внешнего исправимого брака состоят из расходов по его исправлению за минусом стоимости замененных деталей по ценам их возможного использования и сумм ущерба, взыскиваемых с виновников. Потери от внешнего окончательного или исправимого брака относятся в себестоимость аналогичных видов продукции, выпускаемой в том месяце, когда была принята рекламация покупателя. Если в данном месяце не выпускается продукция, аналогичная забракованной, то потери от внешнего брака распределяются между всей товарной продукцией косвенным путем по методу распределения общехозяйственных расходов.

Аналогично делению дефектов на устранимые и неустранимые,

отнесение брака к исправимому и неисправимому зависит от ряда факторов,

например, от принятой технологии изготовления продукции, величины затрат на исправление брака и т.п.

В приложениях СТБ ИСО 9000 дано графическое представление используемых понятий применительно к качеству (рис. 1.4, характеристикам

(рис. 1.5), соответствию (рис. 1.6).

33

Рис. 1.6. Понятия, относящиеся к соответствию

1.2 Сущность измерений, испытаний, контроля и диагностики

продукции, их взаимосвязь

Развитие методов измерений, контроля и испытаний, опирающихся на современную базу вычислительной техники, привело к пересмотру устоявшихся процедур измерений, преобразований измерительной информации и последующего ее использования для принятия решений. Это повлекло за собой потребность включения в процедуры контроля и испытаний ранее известных научных методов обработки статистической

(измерительной) информации, а также побудило разработку новых разделов прикладной теории измерений, контроля, испытаний и диагностики.

34

Однако термины «измерение», «контроль», «испытание» часто

употребляются как идентичные понятия или не имеют четкого разграничения

вих определениях, что затрудняет разработку методов оптимизации процессов их выполнения. Общим для всех этих понятий является то, что они служат для оценки или проверки какого-либо свойства исследуемого объекта

вопределенных условиях его функционирования. Все процессы оценки свойств объекта, выполняемые под воздействием меняющихся условий функционирования, относятся к области испытаний. Можно сказать, что испытание объекта –это контроль его свойств в различных условиях эксплуатации. Экспериментальное определение характеристик и свойств объекта при испытаниях может проводиться на основе измерений,

использования анализов, диагностирования, органолептических методов,

путем регистрации определенных событий при испытаниях (отказы,

функционированием объекта (например, нагрев, вызываемый трением или прохождением электрического тока) и режимы функционирования объекта,

способы и место его установки, монтажа, крепления, скорость перемещения и т.п.

Термины «измерение», «испытание», «контроль» будут рассматриваться в данном пособии с позиций системного подхода как процессы выполнения единичной операции –собственно измерения,

испытания или контроля. Материал излагается в следующей последовательности:

Сущность понятия (измерения, испытания, контроля) система

цели результаты объекты материально-техническая база

организационно-методическая база (исполнители, методы, методики,

условия).

35

1.2.1 Измерения Сущность понятия измерения. Приведем действующие определения

термина «измерение».

В соответствии с РМГ 29 измерение физической величины (измерение

величины; измерение)– совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины.

Согласно Международному словарю по метрологии (VIM) измерение–

процесс экспериментального получения одного или более значений

величины, которые могут быть обоснованно приписаны величине.

В примечаниях к данному документу сказано, что «измерения не применяют в отношении качественных свойств», «измерение подразумевает сравнение величин и включает счет объектов», «измерение предусматривает описание

величины в соответствии с предполагаемым использованием результата

измерения, методику измерений и откалиброванную измерительную систему,

и контроля в определение измерения как системы отсутствует в нормативной литературе, авторы предлагают использовать данное понятие по причине его значимости, определяя его следующим образом.

СТБ ИСО 9000 устанавливает термины «система управления измерениями» и «процесс измерения».

Система управления измерениями– совокупность взаимосвязанных или взаимодействующих элементов, необходимых для достижения метрологического подтверждения пригодности и постоянного управления процессами измерения.

Процесс измерения– совокупность операций для установления значения величины.

36

Цели измерений. Измерения имеют непосредственные и конечные цели. Согласно МИ 1317 непосредственной целью измерений является определение истинных значений постоянной или изменяющейся измеряемой величины.

Согласно Международному словарю по метрологии целью измерения в подходе Погрешности является определение оценки истинного значения,

которая насколько возможно приближается к этому единственному истинному значению. Отклонение от истинного значения комбинируется из систематических и случайных погрешностей. Два вида погрешностей,

в предположении, что они всегда различимы, несомненно, трактуются различно. Нет правил, которые бы устанавливали, как их объединять в форму общей погрешности для любого данного результата измерения, обычно принимаемого за оценку. Обычно оценивается только верхняя граница абсолютного значения общей погрешности, иногда ошибочно называемая

«неопределенность».

Цель измерения в Концепции неопределенности не в том, чтобы определить истинное значение насколько возможно точно. Скорее, здесь признается, что информация, полученная при измерении, позволяет лишь приписать измеряемой величине интервал достаточно обоснованных значений, исходя из предположения, что при выполнении измерений не было сделано ошибок. Дополнительная существенная информация может уменьшить размеры интервала значений, которые с достаточным основанием можно приписать измеряемой величине. Тем не менее, даже самое точное измерение не может уменьшить этот интервал до единственного значения ввиду того, что описание измеряемой величины всегда ограниченно. Таким образом, неопределенность самого определения измеряемой величины

(дефинициальная неопределенность) устанавливает минимальный предел неопределенности измерений. Рассматриваемый интервал может быть представлен одним из своих значений, называемым «измеренным значением величины». В Руководстве по выражению неопределенности в измерениях

37

(GUM) и в Международном словаре по метрологии (VIM) понятие истинного

значения сохранено по причине его всеобщего использования и важности.

Таким образом, непосредственной целью измерений является определение истинных значений постоянной или изменяющейся измеряемой величины и интервала значений, которые обосновано могут быть приписаны ей.

Однако измерения не являются самоцелью, а имеют определенную область использования, т.е. проводятся для достижения некоторого конечного результата, который не обязательно представляет собой оценку истинного значения измеряемой величины. В зависимости от назначения измерений (для контроля параметров продукции, испытаний образцов

продукции с целью установления ее технического уровня, учета

материальных и энергетических ресурсов, для диагностики технического состояния машин, экспериментальных исследований, арбитражной перепроверки и др.) конечный результат в том или ином виде отражает требуемую информацию о количественных свойствах явлений, процессов

(в том числе технологических), материальных объектов (материалов,

полуфабрикатов, изделий и т.п.). Таким образом, конечные цели измерений зависят от области использования их результатов.

Результаты измерений. Результат измерений (однократных и многократных) является реализацией случайной величины, равной сумме истинного значения измеряемой величины и погрешности (расширенной неопределенности), и при его представлении необходимо давать подробную информацию о том, как он получен. Так РМГ 29-99 устанавливает следующие термины и их определения:

Результат измерения физической величины (результат измерения,

результат)– значение величины, полученное путем ее измерения.

Неисправленный результат измерения (неисправленный результат)–

значение величины, полученное при измерении до введения в него поправок,

учитывающих систематические погрешности.

38

Исправленный результат измерения (исправленный результат)–

полученное при измерении значение величины и уточненное путем введения в него необходимых поправок на действие систематических погрешностей.

Согласно VIM результат измерения– набор значений величины,

приписываемых измеряемой величине вместе с любой другой доступной

исущественной информацией.

Впримечаниях к данному документу говорится следующее. Обычно результат измерения содержит «существенную информацию» о наборе значений величины, такую, что некоторые из этих значений могут в большей степени представлять измеряемую величину, чем другие. Это может быть выражено плотностью распределения вероятностей (probability density function, PDF). Как правило, результат измерения выражается одним измеренным значением величины и неопределенностью измерений. Если неопределенность измерений можно считать пренебрежимо малой для заданной цели измерения, то результат измерения может выражаться как одно измеренное значение величины. Во многих областях это является обычным способом выражения результата измерения. В литературе и в предыдущем издании VIM результат измерения определялся как значение,

приписанное измеряемой величине, и уточнялось, в соответствии

с контекстом, имеется ли в виду показание, неисправленный результат или исправленный результат.

Кроме того, в VIM приведено определение измеренного значения величины. Измеренное значение величины– значение величины, которое представляет результат измерения. Для измерения, в котором имеют место повторные показания, каждое показание может использоваться, чтобы получить соответствующее измеренное значение величины. Такая совокупность отдельных измеренных значений величины может быть использована для вычисления результирующего измеренного значения величины, такого как среднее арифметическое или медиана, обычно с меньшей соответствующей неопределенностью измерений. Когда диапазон

39

истинных значений величины, представляющих измеряемую величину, мал,

по сравнению с неопределенностью измерений, измеренное значение

величины может рассматриваться как оценка, по сути дела, единственного истинного значения величины, и оно часто представляет собой среднее арифметическое или медиану отдельных измеренных значений, которые получены при повторных измерениях. В случае, когда диапазон истинных значений величины, представляющих измеряемую величину, нельзя считать малым по сравнению с неопределенностью измерений, измеренное значение часто будет оценкой среднего арифметического или медианы набора истинных значений величины. В GUM для понятия «измеренное значение величины» используют термины «результат измерения» и «оценка значения

измеряемой величины» или просто «оценка измеряемой величины».

Объекты измерений. Согласно РМГ 29 объект измерения– тело

(физическая система, процесс, явление и т.д.), которое характеризуется одной или несколькими измеряемыми физическими величинами. В то же время согласно определению понятия «величина», приведенному в VIM (величина–

свойство явления, тела или вещества, которое может быть выражено

количественно в виде числа с указанием отличительного признака как основы для сравнения) к объектам измерений относятся также вещества.

В качестве примеров объектов, реализованных как материальное тело, можно привести заготовку, деталь, вещество и т.д.

Примеры физической системы: отопительная система, тепло-,

электросеть, раствор электролита, помещенный в резервуар с электродами

и т.д.

Примеры процесса: объекта измерений: технологический процесс,

движение электропоезда по железнодорожному пути, процесс преобразования одного вида энергии в другой и т.п.

Примеры явлений: распространение звука в воздушной среде, процесс диффузии и т.д.

средствам, используемым при проведении измерений, относят средства измерительной техники– обобщающее понятие, охватывающее

совокупности (измерительные системы, измерительные установки),

измерительные принадлежности, измерительные устройства.

Согласно РМГ 29 средство измерений– техническое средство,

предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической

величины, размер которой принимают неизменным (в пределах

установленной погрешности) в течение известного интервала времени.

Согласно VIM средство измерений– устройство, используемое для выполнения измерений, в том числе, в сочетании с одним или несколькими дополнительными устройствами. В данном документе говорится, что средство измерений, которое может использоваться отдельно, является измерительной системой. Средство измерений может быть измерительным

прибором или материальной мерой.

По функциональному назначению и конструктивному исполнению различают средства измерений: меры, измерительные приборы, датчики,

а также их совокупности– измерительные системы, измерительные установки и комплексы. По участию оператора в процессе измерения различают автоматизированные и автоматические средства измерений. Средства измерений также могут быть стандартизованными и не стандартизованными.

Измерительные принадлежности– вспомогательные средства,

служащие для обеспечения необходимых условий для выполнения измерений с требуемой точностью.

Примеры: термостат, барокамера, специальные противовибрационные фундаменты, устройства, экранирующие влияние электромагнитных полей,

тренога для установки прибора по уровню.