Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Метрологическая экспертиза технической документации. Учебное пособие
.pdf
41
точности измерений, необходимо проанализировать способ обработки и правильность математических моделей и формул, используемых при оценивании показателей точности измерений.
Если специалист, проводящий МЭ, сомневается в достоверности приписанных характеристик погрешности измерений или правильности выводов о соответствии погрешности измерений установленным нормам, то он должен оценить погрешность измерений назначенным СИ в реальных условиях его применения.
Если погрешность измерений не указана в документации, то
при проведении МЭ необходимо, хотя бы приближенно, оценить
эту погрешность. При этом учитывают четыре группы факторов,
влияющих на погрешность измерений:
метрологические характеристики СИ;
условия измерений;
процедуры подготовки и выполнения измерительных операций, алгоритм обработки результатов измерений;
свойства объекта измерений.
Способы оценивания характеристик погрешностей измерений приведены в ряде НД, например, в ГОСТ 8.207–76 «ГСИ.
Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов измерений. Основные положения»,
Р 50.038–2004 «ГСИ. Измерения прямые однократные. Оценивание погрешностей и неопределенностей результатов измерений»,
МИ 2083–90 «ГСИ. Измерения косвенные. Определение результатов измерений и оценивание их погрешностей».
При оценивании показателей точности методики измерений,
испытаний можно использовать положения стандарта ГОСТ Р
ИСО 5725-1-6–2002 «Точность (правильность и прецизионность)
методов и результатов измерений». При оценивании характеристик погрешностей измерений методик количественного химического анализа (КХА) следует использовать рекомендации РМГ
61–2003 «ГСИ. Показатели точности, правильности, прецизионности методик количественного химического анализа. Методы
оценки».
В тех случаях, когда в проверяемой документации установлены показатели точности измерений в виде неопределенности,
то при анализе и установлении их правильности можно использовать положения РМГ 43–2001 «ГСИ. Применение «Руководства
по выражению неопределенности измерений».
42
Неопределенность измерений — параметр, связанный с ре-
с
u
А
u
В
u
изм
1
2
1
2
1
2
2
2
1
1,1)5,0(
изм
зультатом измерений и характеризующий рассеяние значений,
которые могли бы быть обоснованно приписаны измеряемой величине. При этом неопределенность может принадлежать либо к
типу А, значения которой оцениваются вероятностными методами и методами математической статистики, либо к типу В, значения которой оцениваются иными методами.
Характеристиками неопределенности являются:
стандартная неопределенность u — неопределенность ре-
зультата измерений, выраженная в виде СКО;
суммарная стандартная неопределенность
— положитель-
ный квадратный корень суммы квадратов СКО;
расширенная неопределенность для заданного уровня дове-
рия p (U);
стандартная неопределенность, оцененная по типу А, —
стандартная неопределенность, оцененная по типу В, —
;
.
При сопоставлении оценок характеристик погрешности и не-
определенности можно использовать рекомендации, приведенные в РМГ 43–2001.
При недостаточной точности измерений, если показатели
точности измерений не соответствуют установленным требованиям, необходимо выйти с предложениями к разработчику документации о повышении точности измерений. При этом следует
использовать такие способы, которые позволяют уменьшить доминирующую составляющую погрешности. Например, погрешность измерения состоит из двух составляющих Δ1 и Δ2 (причем
Δ2 = 0,5 Δ1). При оценивании погрешности измерений
(при
нормальном законе распределения составляющих погрешности
измерений и для заданной вероятности 0,95) по формуле
видно, что вклад составляющей Δ2 в погрешность измерений
составляет всего 10 %. Поэтому при необходимости повышения точности измерений целесообразно уменьшать составляющую Δ1.
Рекомендации по повышению точности измерений не сво-
дятся только к выбору более точных СИ. Можно рекомендовать
выбрать или разработать более точный метод измерений, или
43
ужесточить требования к условиям проведения измерений, или
изменить процедуру измерений.
Рекомендации по повышению точности измерений приведены в РМГ 64–2003 «ГСИ. Обеспечение эффективности измерений
при управлении технологическими процессами. Методы и способы повышения точности измерений».
2.5. Оценивание контролепригодности конструкции
Под контролепригодностью понимают возможность контроля необходимых параметров в процессе изготовления, испытаний, эксплуатации и ремонта изделий.
При МЭТД оценивают возможность измерения параметров
продукции с требуемой точностью существующими или вновь
разработанными СИ. Для этого следует проверить, возможен
ли доступ ко всем точкам измерений (поверхностям, параметры
которых измеряются, контрольным гнездам, разъемам и т.д.). Если доступ к точкам измерений затруднен, можно сделать предложение по усовершенствованию конструкции объекта.
Далее, необходимо проанализировать, ко всем ли свойствам
объекта, влияющим на погрешность измерений, установлены
требования. Например, при измерении линейных размеров должны быть регламентированы шероховатость поверхности детали
(от нее зависит составляющая погрешности измерений, обусловленная взаимодействием СИ и объекта) и материал детали (от
жесткости его зависит погрешность взаимодействия, а от коэффициента температурного расширения зависит температурная
погрешность).
При проведении МЭ чертежей следует установить не только
неконтролепригодные размеры (например, внутренние диаметры,
канавки, уступы и др.), но и размеры, измерение которых требует
трудоемких методов контроля. В некоторых случаях специалист,
проводящий МЭ, может рекомендовать обеспечить необходимую
точность параметров технологически.
При решении этой задачи специалист, проводящий МЭ, может также рекомендовать ужесточить или расширить допуск на
контролируемые параметры, ограничить требования к условиям
измерений, разработать специальные СИ или методики измерений.
44
2.6. Установление полноты и правильности требований
к методикам измерений
Метрологические требования к методикам (методам) измере-
ний установлены в ФЗ «Об обеспечении единства измерений»
(статья 5).
В Законе приведено определение: методика (метод) измере-
ний — совокупность конкретно описанных операций, выполнение которых позволяет получить результат измерений с установленной показателями точностью измерений.
Показатель точности измерений — установленная характери-
стика точности любого результата измерений, полученного при
соблюдении требований и правил данной методики измерений. В
качестве показателя точности методики измерений могут быть
использованы характеристики погрешности измерений, показатели неопределенности измерений.
«Метод» и «методика» — это разные понятия. Метод изме-
рений — прием или совокупность приемов сравнения измеряе-
мой физической величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерений (РМГ 29–99). Методика измерений представляет собой измерительную процедуру. Термину
«метод измерений» очень не повезло. Методом называют и принцип измерений, и способ измерений, и методику измерений.
В настоящее время используются документированные измерительные процедуры с приписанными характеристиками погрешности измерений с наименованиями и «метод измерений», и
«методика измерений», и «методика выполнения измерений».
Такое положение связано со многими причинами. Приведенное в
Законе определение «методика (метод) измерений» позволяет установить метрологические требования в случае, если документ,
регламентирующий измерительную процедуру, имеет наименование «методика выполнения измерений», «методика измерений»
и «метод измерений».
Порядок разработки, регламентации и аттестации методик измерений установлен в ГОСТ Р 8.563–2009 «ГСИ. Методики (методы) измерений». Методики измерений в зависимости от сложности и области применения излагают в отдельном документе
(стандарте, инструкции, рекомендации и т.п.), или в разделе, или
части документа (разделе стандарта, ТУ, конструкторского или
технологического документа и т.п.).
45
В документах (разделах, частях документа), регламентирую-
щих методику измерений, в общем случае указывают:
назначение методики измерений;
область применения;
условия выполнения измерений;
метод (методы) измерений;
допускаемую и (или) приписанную неопределенность измерений или допускаемую либо приписанные характеристики погрешности измерений;
применяемые СИ, стандартные образцы, их метрологические
характеристики и сведение об утверждении типа (если методика
предназначена для применения в сфере государственного регулирования). В случае использования аттестованных смесей необходимо привести методику их приготовления. Кроме этого, необходимо привести сведения о вспомогательных устройствах, материалах, реактивах, вспомогательных устройствах, материалах,
растворах или указывают типы СИ, их характеристики и обозначения документов, где приведены требования к СИ (ГОСТ, ТУ и
другие документы);
операции по подготовке к выполнению измерений;
операции по выполнению измерений;
операции обработки и вычислений результатов измерений;
процедуры и периодичность контроля точности получаемых
результатов измерений;
требования к квалификации операторов;
требования к обеспечению безопасности выполняемых работ;
требования к обеспечению экологической безопасности;
другие требования и операции (при необходимости).
При анализе методики измерений необходимо установить, в
какой сфере будут использовать эти методики. В сфере государственного регулирования должны применяться аттестованные в
обязательном порядке методики измерений. Аттестация таких
методик измерений осуществляется аккредитованными юридическими лицами или индивидуальными предпринимателями. Аттестация методик измерений включает в себя МЭ, а также теоретическое и экспериментальное исследования, подтверждающие соответствие методики установленным метрологическим требованиям. Положительные результаты аттестации оформляются свидетельством установленной формы. Кроме того, аттестованные
46
методики измерений, применяемые в сфере государственного регулирования, вносят в Федеральный информационный фонд по
обеспечению единства измерений (ведение раздела фонда по методикам измерений возложено на ФГУП «ВНИИМС»). Методикам измерений присваивают соответствующий код, который
должен быть указан на документе, регламентирующем методику
измерений. Документы на методики измерений (стандарты, ТУ,
конструкторские, технологические документы и т.п.), предназначенные для применения в сфере государственного регулирования, должны включать в себя сведения об аттестации методик
измерений, а также сведения о наличии их в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений.
2.7. Оценивание метрологического обеспечения разработки,
производства, испытаний и эксплуатации изделий
Эта задача является особенно актуальной при проведении
МЭ исходных документов (заявки на разработку продукции, техническое задание и т.п.).
При решении этой задачи оценивают:
необходимость проведения метрологических исследований
при разработке изделий, их виды и объем;
необходимость разработки или приобретения СИ;
потребность в выделении помещений для выполнения изме-
рений;
необходимость приобретения испытательного и другого обо-
рудования для проведения метрологических работ и испытаний
продукции;
возможность контроля изделий имеющимися СИ;
необходимость разработки и аттестации методик измерений;
необходимость создания условий для проведения измерений,
испытаний, контроля;
необходимость подготовки специалистов для выполнения
измерений, испытаний, контроля.
Если при разработке технической документации предусмот-
рено составление пояснительной записки или справки по метрологическому обеспечению, то при МЭ этих документов проверяют наличие и полноту требований метрологического обеспечения
разработки, производства, испытаний и эксплуатации изделия.
47
2.8. Установление правильности применения
метрологической терминологии, наименований
и обозначений величин и их единиц
При проверке правильности применения метрологиче-
ской терминологии используют РМГ 29–99 «Метрология. Ос-
новные термины и определения» и другие стандарты, регламентирующие термины и определения в области метрологии и техники измерений, например, в ГОСТ 8.271–77 «ГСИ. Средства измерения давления. Термины и определения», МИ 1951–81 «ГСИ.
Динамические измерения. Термины и определения», ГОСТ
8.567–99 «ГСИ. Измерения времени и частоты. Термины и определения» и др. Терминологические НД имеются и в других системах стандартов, например, в ГОСТ 24314–80 «Приборы электронные измерительные. Термины и определения. Способы выражения погрешностей и общие условия испытаний» и др.
В проверяемой документации должны применяться научно-
технические термины, установленные соответствующими стандартами, а при их отсутствии — общепринятые в научно-технической литературе.
В тексте документа не допускается применять обороты раз-
говорной речи, техницизмы, жаргон.
В технической документации не следует заменять стандарти-
зованные требования на нестандартизованные. Например, вместо
требования «выполнить измерение» не следует использовать
«произвести замер».
От термина «измерение» происходит термин «измерять», кото-
рый широко используется на практике. Все же нередко в технической документации встречаются такие термины, как «мерить», «обмерять», «померить», «промерять», «замерять», что недопустимо.
Не следует применять такие выражения, как «измерение зна-
чения» (например, «измерение мгновенного значения напряжения»), так как значение величины — это уже результат измерений.
При проведении МЭ технической документации следует обращать внимание и на то, чтобы для одного и того же понятия не
применялись различные технические термины (например, в одном
и том же документе наряду с термином «средства измерений» не
допускается использовать термины «аппаратура», «устройства»,
«оборудование», «инструменты»). Необходимо также обращать
48
внимание на то, чтобы в проверяемой документации не применялись сокращения, кроме тех, которые установлены правилами
русской орфографии, пунктуации, а также соответствующими НД.
Различные толкования терминов могут возникать из-за неод-
нозначности их употребления (например, в проверяемом документе под термином «детектор» в одних случаях имели в виду
«приемник излучения», в других — «преобразователь мощности
излучения в направлении сигнала», а правильно следовало использовать термин «оптико-акустический преобразователь»).
Специфические термины, допускающие возможность раз-
личного толкования, должны быть определены или пояснены при
первом упоминании в тексте.
При проверке правильности применения наименований
измеряемых величин необходимо оценить корректность наиме-
нования, исключающую возможность различного толкования соответствующего свойства объекта, а также соответствие наименований величины действующим НД.
Рекомендуется использовать наименования величин, вклю-
ченные в нормативные документы: ПР 50.2.102–2009 «ГСИ. Положения о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации», ГОСТ 8.417–2002 «ГСИ. Единицы величин», МИ 2630–2000 «ГСИ. Метрология. Физические величины и
их единицы» или принятые терминологическими НД.
Наименование величины должно однозначно отражать сущ-
ность отображаемого им свойства объекта, явления, процесса. Например, вместо требования «нагрузка 50 Ом» следует записать:
«сопротивление нагрузки 50 Ом»; вместо требования «сечение провода 4 мм2» следует записать: «площадь сечения провода 4 мм2»;
вместо «тройная точка воды равна 0,01 °С» следует записать: «температура тройной точки воды 0,01 °С». Не допускается использовать «некруглость», «непараллельность», следует записать требование: «отклонение от круглости», «отклонение от параллельности».
Вместо некорректного выражения «численное значение величины»
следует записывать: «числовое значение величины».
Не следует в определении величин допускать упоминание
единиц величин, так как физический смысл величин не должен
зависеть от выбора единиц. Например, вместо приведенного в
документации пояснения «плотность — величина, определяемая
массой единицы объема» следует использовать: «плотность —
49
величина, определяемая отношением массы вещества к занимаемому им объему».
Термины «число оборотов», «число оборотов в минуту»,
«число оборотов в секунду» применять не следует. Для величины, характеризующей скорость изменения угла во времени (если
все положения тела во времени равноценны с точки зрения его
использования), следует применять термин «угловая скорость».
Если имеется в виду скорость изменения числа циклов вращения
во времени, которые подразделяются на части, применяют термин «частота вращения». Например, требование к измеряемой
величине «..обороты ведущего вала, об/мин» следует заменить на
«..частота вращения ведущего вала, об/мин».
Для характеристики внутреннего пространства сосудов или
аппаратов не рекомендуется использовать термины «емкость»,
«объем» вместо «вместимость», правильно: «колба вместимостью
0,1 дм3».
Не следует отождествлять разные понятия «плотность» и
«удельный вес». Удельный вес определяется отношением веса,
т.е. силы тяжести, к объему и, следовательно, зависит от ускорения свободного падения. Удельный вес может быть выражен как
произведение плотности на ускорение свободного падения.
Следует иметь в виду, что понятие «размерность» относится
не к единице величины, а к самой величине. В ГОСТ 8.417–2002
в таблицах графа «размерность» приведена для физической величины. Некорректно, например, записать «размерность силы тока —
ампер», следует: «единица силы тока — ампер». Размерность отражает связь данной величины с величинами, принятыми в данной системе величин за основные. Размерности основных величин в Международной системе единиц (SI): длина — L, масса —
M, время — T, сила тока — I, термометрическая температура —
Θ, сила света — J. Размерность любой величины определяется
как произведение размерностей основных величин, возведенных
в соответствующие степени. Например: размерность скорости
LT–1; размерность силы LMT–2; размерность работы L2MT–2.
В технической документации физические величины часто обозначают в виде символов. Однако нормативный документ, регламентирующий единые требования к обозначению физических величин, отсутствует. Для одной и той же величины могут быть использованы различные символы, и один и тот же символ может
50
быть использован для обозначения различных величин. Например,
Наименование величины
Обозначение
Длина
Масса
Время
Температура
Сила электрического тока
Угол (плоский)
Частота
Сила, вес
Энергия
Количество электричества
Электрическое напряжение
Электрическое сопротивление
L
M
τ
T, t
I
υ
f
F
W
Q
U
R
символ Р может быть использован для обозначения веса и электрической мощности. В технической документации встречаются неожиданные, часто произвольные обозначения, что мешает пониманию технического требования. Приведенные в тексте документа
обозначения должны быть пояснены при первом упоминании.
Можно также воспользоваться рекомендациями, приведен-
ными в МИ 2246–93 «ГСИ. Погрешности измерений. Основные
положения» (приложение 3, справочное). В приложении приведены обозначения (символы) наиболее распространенных физических величин:
При установлении правильности применения наименова-
ний и обозначений единиц величин необходимо руководство-
ваться положениями правил ПР 50.2.102–2009 «Положения о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации» и стандарта ГОСТ 8.417–2002 «ГСИ. Единицы величин». В
этом стандарте представлены единицы SI, единицы величин, допускаемые к применению наравне с единицами SI, а также правила
наименования и обозначения единиц величин. Более полный перечень единиц величин по различным разделам физики (механические, электрические, тепловые и др.) представлен в МИ 2630–2000
«ГСИ. Метрология. Физические величины и их единицы».
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]