Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Метрология, стандартизация, подтверждение соответствия. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 255 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

1.2.7 Классы точности СИ

Класс точности – обобщенная характеристика данного типа СИ, как правило, отражающая уровень их точности, выражаемая пределами допускаемых основной и дополнительных погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность [3].

В соответствии с рекомендациями, приведёнными в [8], информация о классе точности может быть приведена в виде определённого обозначения, указанного как в документации на СИ, так и непосредственно нанесённого на СИ: на циферблате, щитке или корпусе СИ.

Используются следующие виды обозначений.

• Для СИ, в которых пределы допускаемой основной погрешности

принято выражать в форме абсолютных или относительных погрешностей и они приводятся в виде графика, таблицы или формулы

(иной, чем приведённые выше для δ), классы точности рекомендуется обозначать прописными буквами латинского алфавита или римскими цифрами, например, C, L, M или III, IV. Классам точности, которым соответствуют меньшие пределы допускаемых погрешностей, соответствуют буквы, находящиеся ближе к началу алфавита или цифры, означающие меньшие числа.

• Для СИ, в которых пределы допускаемой основной погрешности принято выражать в форме приведённой погрешности (γ), классы точности следует обозначать арабскими цифрами, численное значение которых равно этим пределам, выраженным в процентах. Т.е., если γ = ± 1,5 %, то обозначение его будет (в документации и на СИ) “1,5”. Практическое использование информации об этом виде класса точности: можно рассчитать пределы допустимой погрешности СИ. Примеры: а) Милливольтметр термоэлектрического термометра с классом точности 0,5 и с пределами измерений 200°С и 600 °С показывает 300 °С. Определить пределы допустимой погрешности. Из формулы γ= Δ / ХN , где ХN= 600 °С - 200 °С = 400°С и γ = 0,5 %, можно определить Δ= γ · ХN = 0,5 · 400 / 100 = 2 °С, т.е. пределы допустимой абсолютной погрешности для данного СИ составляют ± 2 °С; б). Манометр с диапазоном измерений (0 – 25) МПа и классом точности, равным 2, максимально допустимая погрешность (ΔΧ) составляет ± 0,5 МПа (25 МПа · 0,02=0,5 МПа). Это означает, что измеряемая физическая величина (давление) может отличаться от показания СИ в пределах указанной погрешности. Например, при результате измерения данным

манометром, равным 10,0 МПа, действительное значение измеряемой

1,5

0.5

величины может находится в интервале (10,0±0,5) МПа.

• Для СИ, в которых пределы допускаемой основной погрешности принято выражать в виде относительной погрешности (δ по формуле (4)) классы точности также следует обозначать числами, которые равны этим пределам, выраженным в процентах от значения измеряемой величины. Если δ = ± 0,5 %, то обозначение его будет на СИ – . Практическое использование информации об этом виде класса точности: также можно рассчитать пределы допустимой погрешности СИ. Например, если милливольтметр термоэлектрического термометра с классом точности (это обозначение нанесено на циферблате СИ) и с пределами измерений от 200° С до 600 °С показывает 300 °С, то пределы его допустимой абсолютной погрешности составляют ± 1,5 °С и рассчитываются из формулы (4): Δ= δ · х = (0,5 · 300) / 100 = 1,5).

• Для СИ, в которых пределы допускаемой основной погрешности принято выражать в виде относительной погрешности δ по формуле (5), классы точности также следует обозначать числами «c, d», разделяя их косой чертой. Например, термометр с классом точности 0,5/0,2 с пределами измерений от 0 °С до 100 °С показывает 40 °С. Это означает, что в соответствии с формулой (5) пределы допускаемой относительной погрешности для этого СИ составляют: δ= ± [0,5 + 0,2 (|100/ 40| - 1)] = ± 0,8 %.

В заключении следует отметить, что нормируемые метрологические характеристики предназначены как для обоснованного выбора СИ (при известной точности планируемых измерений), так и для подтверждения возможности эксплуатации СИ при их поверке или калибровке: на основе соответствия действительных метрологических характеристик их нормированным значениям.

1.2.8 Методы измерений

Необходимо отметить, что в соответствии с положениями, приведёнными в [4,6], МВИ и метод измерений рассматриваются как аналогичные понятия и принято единое для них определение: совокупность конкретно описанных операций, выполнение которых обеспечивает получение результатов с установленными показателями точности. В отечественной же практике метод измерений рассматривается как составная часть МВИ. Это следует из определения, приведённого в [3]: МВИ - совокупность метода, средств измерений,

процедуры и условий подготовки и проведения измерений, а также правил обработки результатов наблюдений. При этом под методом

измерений понимается [3]: приём или совокупность приёмов сравнения измеряемой физической величины с её единицей в соответствии с реализованным принципом измерений. Принцип измерений – физическое явление или эффект, положенное в основу измерений. Например, использование силы тяжести при измерении массы взвешиванием. Это понимание и выделение методов измерений привело к их разделению (по приёмам сравнения ФВ с единицами измерений) на следующие:

- метод непосредственной оценки – метод, при котором значение величины определяют непосредственно по показывающему СИ (например, значение величин давления по манометру, длины по линейке и др.);

- метод сравнения с мерой – метод измерений, в котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой (например, измерение массы тела на рычажных весах с уравновешиванием гирями, т.е. мерами массы с известными величинами). Последний метод имеет разновидности, которые часто рассматриваются как самостоятельные методы, к ним относятся:

- нулевой метод измерений – метод сравнения с мерой, в котором результирующий эффект воздействия измеряемой величины и меры на прибор сравнения доводят до нуля (например, метод измерений электрического сопротивления мостом с полным его уравновешиванием);

- метод замещения - метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину замещают мерой с известным значением величины: например, взвешивание с поочерёдным помещением измеряемой массы и гирь на одну и ту же чашку весов, т.е. при использовании одночашечных весов;

- метод измерения дополнением - метод сравнения с мерой, в котором значение измеряемой величины дополняется мерой этой же величины с таким расчётом, чтобы на прибор сравнения воздействовала их сумма, равная заранее заданному числу;

- метод совпадений - метод сравнения с мерой, в котором разность ме- жду измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, измеряют, используя совпадение от меток шкал или периодических сигналов (например, метод используется при измерении длины штангенциркулем с нониусом, когда результат измерений определяют по совпадению меток штангенциркуля и нониуса), также данный метод лежит в основе проверки часов с сигналами точного времени;

- дифференциальный метод измерений – метод измерений, при котором измеряемая величина сравнивается с однородной величиной, имеющей известное значение, незначительно отличающееся от значения измеряемой величины, и при котором измеряется разность между этими двумя величинами. Например, этот метод измерения используют при поверке мер длины сравнением с эталонной мерой на компараторе. Компаратор – средство сравнения для сличения мер однородных величин, в приведенной ситуации в качестве компаратора может быть использован измерительный микроскоп, а в случае сличения мер массы применяют рычажные весы. Приведённая выше классификация методов измерений основывается на различии в используемых приёмах сравнения измеряемой величины с её единицей измерения. Также известно деление методов измерений, основанное на различии во взаимодействии СИ с объектами измерений: на контактные и бесконтактные.

Контактный – метод измерений, основанный на том, что чувствительный элемент прибора приводится в контакт с объектом измерений. Например, измерение температуры тела медицинским термометром или длины детали микрометром.

Бесконтактный – метод измерений, основанный на том, что чувствительный элемент прибора не приводится в контакт с объектом измерений: измерение температуры в доменной печи пирометром или расстояния до объекта радиолокатором.

1.3 Система обеспечения единства и точности измерений

Суть основных разделов метрологии, а также приведённых выше

положений и определений метрологических терминов свидетельствует о

том, что основной целью метрологической деятельности является обеспечение единства и требуемой точности измерений.

Единство измерений – состояние измерений, при котором их результаты выражены в допущенных к применению в РФ единицах величин, а показатели точности измерений не выходят за установленные пределы [4].

Данное определение и сущность деятельности по обеспечению единства измерений указывают на необходимость выполнения следующих условий при организации и ведении процесса измерений:

- обязательность представления результатов измерений в узаконенных единицах. Данное условие выполняется за счёт официального принятия в РФ единиц величин Международной системы единиц [4];

- необходимость осуществления «привязки» размеров единиц измерений,

присущих конкретным СИ, к соответствующим государственным первичным эталонам. Условие выполняется за счёт организации

передачи размеров единиц от соответствующих государственных эталонов всем СИ в соответствии с установленными поверочными схемами;

- организация систем хранения, воспроизводства и передачи размеров единиц физических величин. Условие выполняется при создании, приобретении и применении современной эталонной базы в стране и при использовании на предприятиях парка СИ (рабочих эталонов и средств измерений) с нормированными метрологическими характеристиками, а также при разработке и применении узаконенных государственных и локальных поверочных схем для передачи размеров единиц величин;

- организация держателями и пользователями эталонов и СИ

системной деятельности по своевременному и регулярному осуществлению сличения эталонов, передачи от них размеров СИ, поверки (калибровки) эталонов и рабочих средств измерений. Условие

выполняется за счёт выполнения обязательных метрологических требований, установленных в нормативных правовых актах РФ, а также за счёт наличия мотивов для добровольного проведения калибровочных работ. К таким стимулирующим факторам можно отнести: экономические выгоды при использовании исправных СИ (исключение брака при соблюдении технологических режимов), необходимость выполнения стандартных требований к управлению средствами измерений (для сертификации систем менеджмента качества), выполнение рекомендаций и ожиданий потребителей, касающихся метрологического обеспечения производств (при заключении договоров, контрактов на поставки продукции);

- расчетные величины погрешностей результатов измерений не должны превышать (с заданной вероятностью) установленные пределы.

Условие выполняется за счёт применения средств и методик измерений, пределы погрешностей которых указаны в технической (нормативной) документации и обеспечивают выполнение соответствующей измерительной задачи;

- необходимо обеспечение квалифицированного исполнения процедур измерений, обработки и оформления их результатов. Условие выполняется за счёт разработки, документирования и аттестации в установленном порядке методик выполнения измерений, чёткого их исполнения, а также установления требований к квалификации исполнителей. Реализация перечисленных выше условий осуществляется за счёт функционирования отлаженной системы обеспечения единства измерений, которая действует как на государственном уровне, так и в масштабах отдельных предприятий. Эта система основывается на трёх взаимосвязанных и взаимодействующих базах: нормативной (правовой), технической и организационной.

1.3.1 Нормативная и техническая базы системы обеспечения единства измерений

В НБ предприятия можно различить внешние и внутренние

нормативные документы.

К нормативной базе обеспечения единства измерений, основанной на Конституции РФ, можно отнести содержащие обязательные требования Международные договоры (положения и правила которых приоритетны по отношению к законодательству РФ), Федеральный закон «Об обеспечении единства измерений», другие Федеральные законы (например, [1]) и иные нормативные правовые акты, регулирующие отношения в области обеспечения единства измерений: например, [9]. Также к нормативной базе следует отнести нормативные документы, требования которых подлежат исполнению в добровольном порядке: это национальные стандарты (например, [7,10,11], рекомендации [3], правила [12,13], методические указания (например, [14]), регламентирующие метрологические требования, правила и нормы, а также справочные документы, включая систему стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов. В настоящее время действуют около 3000 единиц таких (внешних) нормативных документов, направленных на

обеспечение и поддержание единства измерений в стране. Этому же способствуют разработка и внедрение на предприятиях внутренних документов: организационных (например, распоряжения о назначении ответственных за проведение метрологической экспертизы документации, за эксплуатацию СИ, контрольного и испытательного оборудования), нормативных (например, стандартов организации по калибровке средств измерений, о порядке проведения аттестации испытательного оборудования), технических (например, перечней имеющихся СИ, методик выполнения измерений). Часто появление внутренней документации связано с необходимостью выполнения соответствующих требований внешней документации [4,5,15,16].

Совокупность внешней и внутренней документации, направленных на решение вопросов метрологического обеспечения процессов измерения, и является нормативной базой деятельности предприятия по обеспечению единства и требуемой точности измерений.

К технической базе обеспечения единства измерений в стране следует отнести системы создания, хранения, воспроизводства и передачи размеров единиц физических величин, обеспечивающие сопоставимость, объективность и необходимую точность результатов измерений при использовании всего парка средств измерений (эталонов и рабочих средств измерений), допущенных в установленном порядке к применению в РФ.

1.3.2 Организационная база системы обеспечения единства измерений

В организационной базе деятельности по обеспечению единства

измерений можно различить два уровня участников:

- организация деятельности на уровне юридических лиц и индивидуальных предпринимателей (пользователей СИ), ответственность за которую несут их аккредитованные в установленном порядке метрологические службы и производственный персонал, непосредственно связанный с разработкой или осуществлением процессов измерения (подробнее в пункте 1.2.2);

- организация деятельности на государственном уровне, которая осуществляется различными государственными структурами. К последним относятся следующие органы и службы: а) Федеральные органы исполнительной власти, на которые Правительство РФ возлагает исполнение определённых функций с

установлением соответствующих полномочий в области обеспечения единства измерений:

- Федеральный орган исполнительной власти, осуществляющий функции по выработке государственной политики и нормативно-правовому регулированию. Данный орган предназначен не только для разработки и внедрения государственной политики и нормативно-правового обеспечения деятельности в области обеспечения единства измерений, но и для координации соответствующих работ в РФ;

- Федеральный орган исполнительной власти, осуществляющий функции по государственному метрологическому надзору. Предназначение данного органа – осуществление государственного метрологического надзора и координация этой деятельности на территории РФ;

- Федеральный орган исполнительной власти, осуществляющий аккредитацию. Данный орган предназначен для аккредитации юридических лиц и индивидуальных предпринимателей на право выполнять работы и (или) оказывать услуги по обеспечению единства измерений (на право проведения аттестации методик, поверки СИ, обязательной метрологической экспертизы документации и продукции, испытаний в целях утверждения типа СИ или стандартных образцов);

- Федеральный орган исполнительной власти, осуществляющий функции по оказанию государственных услуг и управлению государственным имуществом. Данный орган предназначен для решения основных задач, поставленных перед подчинёнными ему структурами (которые перечислены ниже), а также является ответственным за ведение

Федерального информационного фонда по обеспечению единства измерений и предоставление содержащихся в нём сведений

заинтересованным лицам. б) три государственные метрологические службы, подчинённые последнему ФОИВ:

- Государственная служба времени, частоты и определения параметров вращения Земли, которая осуществляет научнотехническую и метрологическую деятельность по воспроизведению национальной шкалы времени и эталонных частот, по определению параметров вращения Земли;

- Государственная служба стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов, которая осуществляет деятельность по разработке, испытанию и внедрению стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов (металлов и сплавов, почв, жидких, твёрдых, газообразных веществ и др.);

- Государственная служба стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов, которая осуществляет деятельность по разработке и внедрению стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов в науке и технике. Понятно, что использование этих официально опубликованных данных (а не заимствованных из случайных источников) является необходимым условием обеспечения единства и точности измерений, результаты которых рассчитываются с применением физических констант.

в) государственные научные метрологические институты (их более 10 единиц) и государственные региональные центры метрологии, которые также подчиняются ФОИВ, осуществляющего функции по оказанию государственных услуг и управлению государственным имуществом.

- Государственные научные метрологические институты (НПО «ВНИИ метрологии имени Д.И. Менделеева» (ВНИИМ, г. СанктПетербург); Уральский НИИ метрологии (УНИИМ, г. Екатеринбург) и др.) в соответствии с их специализацией по видам физических величин проводят не только исследования по теории, практике, методическим основам измерений, но и являются держателями государственных первичных эталонов единиц физических величин, обеспечивая процессы их хранения, сличения и передачи размеров. В соответствии с [4,19] на эти институты также возложено проведение обязательной метрологической экспертизы проектов нормативных правовых актов РФ, содержащих метрологические требования.

- Основными задачами государственных региональных центров метрологии (Федерального государственного учреждения

«Татарстанский центр по стандартизации, метрологии и сертификации» (г. Казань), ФГУ «Чувашский центр по стандартизации,

метрологии и сертификации» (г. Чебоксары) и др.) являются:

- проведение поверки СИ в соответствии с установленной областью аккредитации;

- совершенствование, содержание и применение государственных эталонов единиц величин. г) метрологические службы, созданные в обязательном порядке в Федеральных органах исполнительной власти, деятельность которых относится к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений. Основной целью каждой из этих метрологических служб является организация деятельности по обеспечению единства

измерений в пределах компетенции их ФОИВ и в соответствии с утверждённым в установленном порядке положении о данной службе.

Например, в Министерстве обороны РФ руководство и управление деятельностью по обеспечению единства и точности измерений возложено на Метрологическую службу Вооружённых Сил РФ. Функции головной организации по метрологическому обеспечению исполняет Государственный научно - исследовательский испытательный институт Министерства обороны (32 ГНИИИ МО РФ). Практические работы по метрологическому обеспечению образцов вооружения и военной техники проводятся аккредитованными метрологическими службами всех родов войск и их метрологическими подразделениями, а также метрологическими службами предприятий, изготавливающих данную продукцию.

Совокупность всех перечисленных выше органов, организаций и метрологических служб (государственных, ведомственных, отдельных юридических лиц, индивидуальных предпринимателей) и установленное распределение их функциональных обязанностей является той организационной базой, на основе которой в законодательном порядке осуществляется деятельность по обеспечению единства и точности измерений, включающая:

- применение в стране узаконенных единиц измерений;

- совершенствование и поддержание в рабочем состоянии эталонной базы страны, насчитывающей около 400 государственных эталонов;

- регистрацию в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений и применение системы стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов (их более 8000 единиц);

- разработку, утверждение и применение схем передачи размеров единиц величин от государственных первичных эталонов ко всему парку средств измерений;

- обеспечение единообразия применяемых рабочих средств измерений за счёт утверждения их типов;

- обеспечение объективности и заданной точности результатов измерений при использовании аттестованных в установленном порядке методик выполнения измерений.

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 255 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]