-640CC~1

В качестве основы для сравнения могут выступать: единица измерения, методика измерений, эталон (в том числе сертифицированный стандартный образец) или их сочетание.

Непрерывная цепь калибровок позволяет связать значение величины, воспроизводимой основой для сравнения, с результатом измерения, который получается с применением измерительной системы согласно методике измерений. Эта связь обеспечивается последовательной калибровкой эталонов (эталонов, с менее точными метрологическими характеристиками, по эталонам с более точными метрологическими характеристиками) и на последнем этапе калибровкой измерительной системы по рабочему эталону.

Поскольку калибровка представляет собой процедуру сравнения (сличения) и технически предполагает выполнение измерений, то точность полученных измеренных значений на разных звеньях цепи калибровок будет характеризоваться оценкойнеопределенности. Неопределенность измерений будет возрастать по мере продвижения по цепи калибровок, от основы для сравнения (наименьшая неопределенность) до результата измерения (наибольшая неопределенность), полученного с применением измерительной системы.

Важность метрологической прослеживаемости заключается в том, что благодаря ей обеспечивается метрологическая сопоставимость результатов измерений. Т.е. результаты измерений независимо от порядка их измеренных значений и соответствующих неопределенностей измерений, понимаются единообразно и их можно сравнивать для различных целей. На рис.? приведена обобщенная блок-схема иерархии калибровок, обеспечивающей метрологическую прослеживаемость результатов измерений. Используя эту схему можно установить метрологическую прослеживаемость результатов измерений для конкретных измерений.

131

Рисунок 15.1 – Обобщенная блок-схема иерархии калибровок

132

15.2 Обеспечение единства измерений и метрологическая прослеживаемость

Метрологическая прослеживаемость является неотъемлемым условием обеспечения единства измерений. Согласно Закону Республики Беларусь «Об обеспечении единства измерений» одним из основных принципов обеспечения единства измерений является прослеживаемость результатов измерений до единиц измерений SI, воспроизводимых национальными эталонами единиц величин и (или) международными эталонами единиц величин. При этом единство измерений трактуется как состояние измерений, при котором результаты этих измерений выражены в допущенных к применению в Республике Беларусь единицах величин, обеспечена метрологическая прослеживаемость, а показатели точности измерений не выходят за установленные границы с заданной вероятностью. В указанном законе определено как должна быть обеспечена метрологическая прослеживаемость до единиц величин Международной системы единиц (СИ):

путем прямого воспроизведения единицы величины национальным эталоном единицы величины при подтверждении этого воспроизведения путем сличения национального эталона единицы величины с международным эталоном единицы величины или национальным эталоном единицы величины иностранного государства;

путем применения первичной референтной методики (метода) измерений;

путем применения стандартных образцов утвержденного типа, стандартных образцов из международных баз данных сертифицированных стандартных образцов или реестров сертифицированных стандартных образцов национальных метрологических институтов иностранных государств;

путем передачи в процессе поверки размера единицы величины от национального эталона единицы величины или эталона единицы величины иностранного государства средству измерений согласно схеме передачи размера единицы величины (поверочной схеме), установленной техническими актами по обеспечению единства измерений;

путем передачи в процессе калибровки размера единицы величины от национального эталона единицы величины или эталона единицы величины иностранного государства средству измерений согласно схеме передачи размера единицы величины (иерархической схеме калибровки), установленной рекомендациями международных и региональных организаций по метрологии, в которых участвует Республика Беларусь, национальных метрологических институтов иностранных государств или владельцем средства измерений; 1.6. применения референтной методики (метода) измерений, имеющей информацию о метрологической прослеживаемости.

133

Подтверждение метрологической прослеживаемости до единиц величин Международной системы единиц (СИ) может осуществляться указанием в свидетельствах о поверке, о калибровке или в протоколе измерений информации о реализованной метрологической прослеживаемости, либо иными способами (в рамках деятельности интеграционных образований, на основании рекомендаций международных и региональных организаций по метрологии).

Таким образом, обеспечение единства измерений в стране способствует получению правильных и точных результатов измерений как для решения внутренних государственных и социальных вопросов, так и для поддержки экспорта отечественной продукции. Поэтому сегодня, с целью выполнения всех элементов «метрологической прослеживаемости», одной из современных задач законодательной метрологии является необходимость разработки стандартов и методик калибровки, устанавливающие порядок калибровки, включающий оценку неопределенности.

134

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Целью курсового проектирования является изучение обучающимися различных подходов к оценке точности результатов измерений, приобретение практических навыков статистической обработки результатов прямых многократных измерений, построения модели и оценки результатов измерений.

Основными задачами выполнения курсовой работы являются:

–закрепление и систематизация знаний в области теоретической метрологии;

–формирование умения пользоваться справочной литературой, таблицами, нормативными документами (ТР, ГОСТ и др.);

–закрепление знаний по оценке точности результатов измерений;

–развитие технического мышления.

Курсовой проект выполняется в соответствии с заданием на курсовое проектирование.

Заданием на курсовой проект устанавливаются:

-тема курсового проекта;

-сроки сдачи готового курсового проекта;

-исходные данные;

-содержание пояснительной записки курсового проекта; -требования к выполнению графического материала;

-дата выдачи задания;

-календарный график работы над курсовым проектом;

-ответственность исполнителя.

Тема курсового проекта выбирается в соответствии с вариантом, предлагаемым руководителем.

Примерный перечень тем курсовых проектов:

1.Математическая обработка результатов измерения отклонения от прямолинейности образующей наружной номинально конической поверхности детали;

2.Математическая обработка результатов измерения отклонения от параллельности образующей внутренней номинально конической поверхности детали;

3.Математическая обработка результатов измерения сопротивления заземления с помощью амперметра и вольтметра;

4.Математическая обработка результатов измерения мощности постоянного тока, рассеиваемой на нагрузке, с помощью амперметра и вольтметра;

5.Математическая обработка результатов измерения площади цилиндрической детали;

6.Математическая обработка результатов измерения длины волны СВЧ колебаний в линии передачи помощью электросчетного частотомера (ЭСЧ);

135

Вкурсовом проекте каждому исполнителю предлагается индивидуальный массив данных результатов многократных измерений физической величины согласно заданию на курсовое проектирование. Объект измерений назначается индивидуально каждому студенту. Исполнитель имеет право предложить свою тему проекта, которая утверждается по согласованию

сруководителем проекта.

Всоответствии с учебным планом на выполнение курсового проекта отводится всего 90 часов самостоятельной работы.

Объем курсовой работы составляет 35-40 страниц формата А4. Перечень вопросов,которыеподлежатразработке вучебныхаудиториях

в ходе консультаций по курсовому проектированию:

1.Анализ точечных диаграмм, построенных по массиву данных результатов прямых измерений.

2.Анализ гистограмм с целью проверки принадлежности массива данных результатов прямых измерений к нормальному закону распределения.

3.Определение формулы косвенных измерений согласно заданию на курсовое проектирование.

4.Разработка математической модели косвенного измерения при разработке методики оценивания неопределенности измерений.

5.Составление бюджета неопределенности измерений.

6.Представление конечного результата измерений.

Вкачестве исходных данных предлагаются варианты решения поставленной измерительной задачи согласно заданию на курсовое проектирование, массивы данных результатов прямых многократных измерений, официальные издания НПА РБ в области обеспечения единства измерений.

При выполнении курсового проекта необходимо в соответствии с заданной темой проекта идентифицировать объект измерения, осуществить обзор возможных методов измерения предложенных физических величин, предложить метод измерения и выбрать средства измерений, построить и провести анализ точечных диаграмм результатов прямых многократных измерений, построить и провести анализ гистограмм распределения, провести оценивание неопределенности измерений и представить конечный результат измерений. При работе над курсовым проектом рекомендуется использовать:

- тематическую литературу в области теоретической метрологии; - официальный сайт Госстандарта РБ, БелГИМ.

Вразделе 1 студент должен провести анализ измерительной задачи и предложить метод измерения физической величины согласно заданию на курсовое проектирование.

Вданном разделе студент проводит идентификацию физической величины, проводит обзор возможных методов ее измерения, предлагает метод измерения, проводит подбор необходимых средств измерений и анализ их метрологических характеристик.

136

Вразделе 2 студент практически осуществляет статистическую обработку массива данных прямых многократных измерений, входящих в измерительную задачу. Для этого проводится построение точечных диаграмм

сцелью выявления погрешностей измерения и характера их поведения, а также осуществляется построение гистограммы для проверки принадлежности распределения массива данных к нормальному закону. Результатом является расчет оценок прямых многократных измерений и запись результата в рамках теории погрешностей.

Справочные данные для использования критерия согласия Колмогорова приведены в Приложении А.

Справочные данные для коэффициентов распределения Стьюдента (t- распределение) приведены в Приложении Б.

Вразделе 3 студент осуществляет оценивание точности поставленной измерительной задачи в рамках концепции неопределенности. С этой целью проводится анализ входных величин и разрабатывается математическая модель измерения. На базе разработанной модели определяются неопределенности входных величин и рассчитывается неопределенность выходной величины. По результатам расчета составляется бюджет неопределенностей и представляется конечный результат измерения.

137

ВСПОМОГАТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Закон Республики Беларусь от 11 ноября 2019 г. № 254-З «Об обеспечении единства измерений» (с изменениями и дополнениями).

ГОСТ 8.010-2013 «Государственная система обеспечения единства измерений. Методики выполнения измерений. Основные положения».

ГОСТ 8.207-76 «Государственная система обеспечения единства измерений. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений основные положения».

ГОСТ 8.009-84 «Государственная система обеспечения единства измерений. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений».

ГОСТ 11.002-73 «Прикладная статистика. Правила оценки анормальности результатов наблюдений».

ГОСТ ISO/IEC 17025 2019 «Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий».

ГОСТ 34100.3-2017 «Руководство по выражению неопределенности измерения».

РМГ 29-2013 «Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Основные термины и определения».

РМГ 43-2001 «Государственная система обеспечения единства измерений. Применение «Руководства по выражению неопределенности измерений».

РМГ 91-2009 «Совместное использование понятий «погрешность измерения» и «неопределенность измерения».

138

Приложение А

Значения вероятностей Р(λ)

139

Приложение Б

Предельное значение υДОП

140