Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Метрология и оценка соответствия как инструменты технического регулирования. Учебное пособие
.pdf
МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ
ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ
И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ
ФГБОУ ВО СИБИРСКАЯ ПОЖАРНО-СПАСАТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ
ГПС МЧС РОССИИ
Снежко А. А., Кононенко Е. В., Черкасский Г. А.
МЕТРОЛОГИЯ И ОЦЕНКА СООТВЕТСТВИЯ
КАК ИНСТРУМЕНТЫ ТЕХНИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
Учебное пособие
Допущено Министерством Российской Федерации
по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям
и ликвидации последствий стихийных бедствий
в качестве учебного пособия для курсантов, студентов и слушателей
образовательных организаций МЧС России
Железногорск 2023
УДК 006.91
ББК 30.10
Авторы: Снежко Александра Александровна, заведующая кафедрой
общеинженерных дисциплин Сибирской пожарно-спасательной академии
ГПС МЧС России, канд. техн. наук, доцент,
Кононенко Елена Венедиктовна, профессор кафедры пожарной
безопасности в строительстве Уральского института ГПС МЧС России,
канд. физ.-мат. наук, ст. научный сотрудник,
Черкасский Григорий Александрович, старший преподаватель кафедры
пожарной безопасности в строительстве, подполковник вн. службы
Уральского института ГПС МЧС России
Рецензенты:
Грибов Виктор Васильевич, кандидат технических наук
(Уральский федеральный университет, Институт новых материалов и
технологий, кафедра метрологии, стандартизации и сертификации)
Загорулько Елена Александровна, кандидат технических наук, доцент
(Воронежский институт повышения квалификации сотрудников
ГПС МЧС России, кафедра пожарной безопасности)
Снежко, А. А. Метрология и оценка соответствия как инструменты
технического регулирования [Текст]: учебное пособие / А. А. Снежко, Е. В.
Кононенко, Г. А. Черкасский – Железногорск: ФГБОУ ВО Сибирская
пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2023. – 98 с.: ил.
ISBN
В пособии приведены актуализированные теоретические сведения из
метрологии, стандартизации и подтверждения соответствия в сочетании с
практическими заданиями и примерами для их выполнения, отвечающие
требованиям компетентностной модели выпускника по специальности
специалитета 20.05.01 Пожарная безопасность и направления подготовки
20.03.01 Техносферная безопасность. Особое внимание в пособии уделено
изучению актуальных нормативных документов в области сертификации и
лицензирования, в том числе, связанных с пожарной и техносферной
безопасностью.
© ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2023
© Снежко А. А., Кононенко Е. В., Черкасский Г. А., 2023
2
СОДЕРЖАНИЕ
Список сокращений…………………………………………………………...………..
Введение………………………………………………………………………...………..
4
6
Глава 1 Метрология…………………………………………………………………….
8
Тема 1.1 Выражение размерности производных физических величин через единицы
основных величин………………………………………………………………………
8 Тема 1.2. Расчет абсолютной и относительной погрешностей результатов
измерений………………………………………………………………………………...
17
Тема 1.3 Обработка результатов прямых и косвенных измерений……………………
22
Тема 1.4 Использование обозначения класса точности средства измерений для
оценивания погрешностей однократных измерений …………………………………..
29
Тема 1.5. Выявление и исключение грубых погрешностей (промахов)………………
35
Глава 2 Техническое регулирование………………………………................................
41
Тема 2.1 Лицензирование как форма оценки соответствия работ и услуг в области
обеспечения пожарной безопасности. ………………………………………………….
41
Тема 2.2 Алгоритм процедуры сертификации …......................................................................
45
Тема 2.3 Анализ информации, содержащейся в сертификате..……………………….
66
Заключение………………………………………………………………………………
93
Библиография…….……………………………………………………………………..
95
3
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АИЛ – аккредитованная испытательная лаборатория
АОС – аккредитованный орган по сертификации
ВНИИПО – Всероссийский научно-исследовательский институт
противопожарной обороны
ГМС – Государственная метрологическая служба
ГОСТ – межгосударственный стандарт
ГОСТ Р– национальный стандарт
ГСИ – Государственная система обеспечения единства измерений
ГСВЧ – Государственная служба времени, частоты и определения параметров
вращения Земли
ГССО – Государственная служба стандартных образцов состава и свойств
веществ и материалов
ГСССД – Государственная служба стандартных справочных данных о
физических константах и свойствах веществ и материалов
ЕАЭС – Евразийский экономический союз
ЕСДП – Единая система допусков и посадок
ЕСКД – Единая система проектно-конструкторской документации
ЖЦ – жизненный цикл
ИК – инспекционный контроль
ИСО – Международная организация по стандартизации
КИП – контрольно-измерительное и испытательное оборудование
МВИ – методика выполнения измерений
МИ – методика измерений
МКТУ – Международный классификатор товаров и услуг
МО – метрологическое обеспечение
МП – методика поверки
МС – Метрологическая служба
МУ – методические указания
МЭК – Международная электротехническая комиссия
НД – нормативный документ
НСОПБ – Национальный союз организаций в области обеспечения пожарной
безопасности
НСП – не исключенная систематическая погрешность
ОЕИ – Обеспечение единства измерений
ОКПД2 – общероссийский классификатор продукции по видам
экономической деятельности» для обозначения и идентификации продукции с
помощью 6-разрядного кода
4
ОКВЭД2 – общероссийский классификатор видов экономической
деятельности»
ПС – подтверждение соответствия
РД – руководящий документ
РМГ – Рекомендации по межгосударственной стандартизации
РМИ – аттестованная методика (метод) измерений, используемая для оценки
правильности результатов измерений, полученных с использованием других
методик (методов) измерений одних и тех же величин
СДС – система добровольной сертификации
СДС ПБ МЧС России – система добровольной сертификации Министерства
Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным
ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий в области
пожарной безопасности
СИ – средство измерения
СКО – среднее квадратичное отклонение
СМИБ – Система менеджмента информационной безопасности
СО – стандартный образец
СП – свод правил
СТО – стандарт организации
СУИБ – Система управления информационной безопасностью СМК – система
менеджмента качества
ТК – технический комитет
ТН ВЭД ЕАЭС – классификатор «Товарная номенклатура
внешнеэкономической деятельности Евразийского экономического союза»
ФСА – федеральная служба аккредитации
ФГМН – Федеральный государственный метрологический надзор
ФГПН – Федеральный государственный пожарный надзор
5
ВВЕДЕНИЕ
Учебные планы Сибирской пожарно-спасательной академии ГПС МЧС
России и Уральского института ГПС МЧС России по программам
специалитета 20.05.01 Пожарная безопасность и направления подготовки
20.03.01 Техносферная безопасность, а также рабочие программы учебных
дисциплин «Метрология, стандартизация и сертификация», «Основы
технического регулирования в области пожарной безопасности»,
«Техническое регулирование в области пожарной безопасности»
предусматривают теоретическое изучение и практическое освоение общих
законов и средств и методов измерений, обеспечения их единства и
достоверности, обращения с измерительной информацией.
Для направления подготовки 20.03.01 «Техносферная безопасность»
учебное пособие формирует необходимую в профессиональной деятельности
выпускников способность обоснованно применять правовые основы
технического регулирования в области пожарной безопасности, выбирать и
применять средства и методики измерений, а также формы оценки
соответствия объектов защиты (продукции) установленным требованиям.
Подготовка по программе специалитета 20.05.01 предполагает, в том числе,
приобретение обучающимися знаний и практических навыков, необходимых
для организации испытаний и измерений средств обеспечения пожарной
безопасности и пожаротушения, обработки и представления их результатов,
оценки подлинности документов по подтверждению соответствия.
В учебном пособии представлены краткие теоретические сведения,
отражающие современные подходы к обеспечению качества измерений, и
содержащие информацию о тенденциях развития таких инструментов
технического регулирования как стандартизация, оценка и подтверждение
соответствия действующим техническим регламентам. Текст пособия состоит
из двух глав: «Метрология» и «Техническое регулирование». В первой главе
рассмотрены практически значимые вопросы получения, обработки,
представления, восприятия и интерпретации результатов измерений. Во
второй главе представлены действующие правила проведения оценки
соответствия в формах лицензирования и сертификации.
Особое внимание уделено общим приемам и отличиям широко
применяемых в области обеспечения пожарной безопасности видов
взаимодействия заинтересованных лиц с независимыми компетентными
органами, принимающими решение о соответствии. Учтены особенности
подтверждения соответствия объектов требованиям национального и
международного технических регламентов по пожарной безопасности,
6
применяемых в Российской Федерации, приведены формы основных
документов, возникающих в процессе сертификации, а также некоторые
критерии оценки подлинности итоговых документов. Вся необходимая
информация приведена в тексте.
В конце каждой темы имеются вопросы, отражающие объем и
содержание изученного материала, предназначенные для самооценки
усвоения материала, что особенно важно при дистанционном обучении и
использовании учебного пособия при заочной форме обучения. Кроме того, по
ряду тем, предполагающих выполнение практических заданий, приведены
материалы, позволяющие преподавателю дисциплины выбрать необходимое
количество заданий с учетом содержания занятий.
Все необходимые для проведения занятий нормативные документы с
обозначениями и наименованиями, достаточными для поиска их в сети
Интернет, проверены на доступность; даже если практические занятия
проводятся вне компьютерного класса, эта информация может быть получена
и проанализирована с помощью преподавателя на персональных мобильных
устройствах. В конце учебного пособия приведен необходимый и
достаточный перечень правовых документов и нормативных документов по
стандартизации для усвоения материала дисциплины.
7
ГЛАВА 1 МЕТРОЛОГИЯ
Тема 1.1 Выражение размерности производных физических величин
через единицы основных
Методические рекомендации
Занятие направлено на изучение теоретических основ и приобретение
практических навыков по теории размерностей. Рекомендуется ознакомиться
с положениями теории применительно к единицам измерений основных и
производных физических величин, ответить на контрольные вопросы. Следует
изучить приведенные примеры, что при выполнении индивидуальных заданий
сформирует практические навыки при работе с размерностями для проверки
правильности решения технических задач и построения причинноследственных связей прикладного характера.
Теоретические сведения
Анализ размерности (от английского Dimensional analysis – «размерный
анализ» или «пространственное изучение») – инструмент, используемый в
физике, химии, технике, экономике для построения обоснованных гипотез о
взаимосвязи различных параметров изучаемой системы. Например, при
решении задач по физике преподаватели часто рекомендуют сначала решать в
общем виде, затем подставить наименования величин, входящих в
полученную формулу, и убедиться, что искомая величина получается в тех
единицах, которые ей присущи и только потом аккуратно подставить
числовые значения. Это один из вариантов практического применения
«теории размерностей», которая базируется на достижениях современной
физики и собственных расчетных методов.
Анализ размерностей впервые методически изложен в 1908 году Н. А.
Морозовым в монографии «Основы качественного физико-математического
анализа и новые физические факторы, обнаруживаемые им в различных
явлениях природы».
Основное уравнение измерения в простейшем виде записывается
следующим образом:
Q = q [Q].
Здесь Q – измеряемый размер физической величины, оценка которого
представлена в виде некоторого числа принятых для нее единиц; [Q] –
качественная и количественная характеристика: с одной стороны,
наименование дает представление о том, что именно измерено, с другой
стороны – об установленном размере измеряемой величины, принятом за
единицу.
Числовое значение физической величины q – это отвлеченное число,
выражающее отношение значения величины к соответствующей единице
8
данной физической величины – сколько размеров единицы укладывается в
Величина
Единица
Обозначение
Наименовани
е
Размерност
ь
Рекомендуемо
е обозначение
Наименовани
е
Русско
е
Международно
е
Основные
Длина L l
метр м m
Масса
M
m
килограмм
кг
kg
измеренном размере физической величины (М = 0,1 кг или М = 100 г в
зависимости от размера единицы).
Производные единицы получаются из основных единиц системы с
помощью уравнений связи – физических уравнений, в которые вводят
размерности основных (а иногда – производных) единиц, чтобы получить
результат. В международной системе единиц SI в уравнение связи могут
входить физические константы, которые обязательно имеют собственную
размерность.
Согласно анализу размерностей, значение производной физической
величины Q можно выразить через значения основных величин. Пусть,
например, Q образуется путем перемножения двух основных величин А и В.
Тогда,
,
а производная единица может быть выражена через основные единицы с
помощью соотношения:
.
Если же производная величина Q образуется посредством деления
основных величин А и В, то
,
и производная единица выражается через основные следующим образом:
.
В общем случае производные единицы выражаются через основные с
помощью степенного одночлена:
…,
где k – коэффициент пропорциональности. В когерентной системе
единиц SI коэффициенты k тождественно равны единице, возможными
множителями являются только именованные константы. В целом с
размерностями происходит то же, что с величинами, входящими в формулу:
умножение, деление, возведение в степень.
Для размерности производных величин используется обозначение dim –
от упомянутого выше dimension, а для основных – сокращения в виде
заглавных букв латинского алфавита в соответствии с таблицей 1.
Таблица 1 – Основные единицы физических величин
9
Продолжение таблицы 1
Величина
Единица
Обозначение
Время
T
t
секунда
с
S
Сила
электрического
тока
I I ампер А А
Термодинамическая
температура
Q
Т
кельвин
К К Количество
вещества
N
n, v
моль
моль
mol
Сила света
J
J
кандела
кд
cd
Пример 1. Требуется выразить размерность производной единицы силы – через основные единицы системы SI.
Решение.
Необходимо выбрать наиболее простое уравнение связи; это второй
закон Ньютона F = ma, где m – масса тела (М); a – ускорение – LT-2. В итоге
получаем dim F = L∙M∙Т
-2
, отсюда [F] = м·кг∙с-2. Эта единица называется
ньютон (Н): 1 Н = 1 м·кг·с-2.
Пример 2. В результате наблюдений установлено, что при движении по
окружности сила F, прижимающая тело к опоре, в какой-то степени зависит от
его скорости v, массы m и радиуса окружности r:
.
Каков вид этой зависимости?
Решение. На основании алгебры размерностей:
,
С другой стороны,
.
Отсюда:
,
следовательно, показатели размерности удовлетворяют уравнениям:
,
решение которых: α = 1; β = 2; γ = -1. Таким образом, формула должна иметь
вид
.
К выводу этой зависимости на основе законов механики был близок
Галилео Галилей, но первым ее установил Гюйгенс.
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]