Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Метрологическая экспертиза в вопросах и ответах. Учебное пособие
.pdf
Например, при измерении массы пробы песка на лабораторных весах
с допускаемой погрешностью mpe = ± 10 мг в выбранном интервале
взвешивания результат измерений следует записать m = (61,010 ± 0,010) г
при доверительной вероятности P = 95 %. Результат измерений диаметра вала
гладким микрометром МК 50-2 по [44] (цена деления 0,01 мм) записывают d
= (40,02 ± 0,01) мм при доверительной вероятности P = 95 %.
Пригодность средства измерений для получения результатов прямых
измерений с заданной точностью проверяют с использованием
следующего выражения:
≥ си, (2)
и
где и предельно допустимая погрешность измерений параметра;
предельно допустимая погрешность средства измерений
си
в выбранном диапазоне измерений при соблюдении условий эксплуатации
средства измерений.
27.4. Как проводят анализ автоматизации средств измерений
(измерительных установок, измерительных систем)?
Анализ автоматизации проводят как в отношении средств
измерений, так и в отношении измерительных установок или
измерительных систем. Основная цель данного анализа убедиться в том,
что выбранные средств измерений (измерительные установки,
измерительные системы) соответствуют требуемому уровню
автоматизации. Информативными показателями состояния автоматизации
являются коэффициент автоматизации и уровень автоматизации.
Коэффициент автоматизации средства измерений Kа вычисляют
с использованием выражения
а
изм
(2)
изм
где Т
время выполнения однократного измерения (или серии
изм
измерений) с использованием средства измерений без учета потерь
времени по организационным причинам и на естественные надобности;
Tр время выполнения операций оператором при выполнении
однократного измерения (или серии измерений) с использованием
средства измерений, в том числе время на подготовку измерительного
оборудования, управление оборудованием в процессе измерений.
31
Уровень автоматизации измерительной установки (или системы)
α вычисляют с использованием выражения
n
число автоматизированных операций при выполнении
авт
авт
(3)
общ
однократного измерения (или серии измерений) с использованием
средства измерений;
n
общее число операций при выполнении однократного
общ
измерения (или серии измерений) с использованием средства измерений,
в том числе операции по подготовке измерительного оборудования.
Следует иметь в виду, что при наилучшем состоянии автоматизации
средства измерений Kа ≈ 1 и/или α ≈ 1, однако требуемые значения,
установленные в проектной документации, чаще всего меньше 1.
27.5. Как проводят анализ производительности средств измерений
(измерительных установок, измерительных систем)?
Анализ производительности обычно проводят в отношении средств
измерений, измерительных установок или измерительных систем.
Основная цель данного анализа убедиться в том, что выбранные
средства измерений (измерительные установки, измерительные системы)
соответствуют требуемому уровню производительности, связанному
с производительностью технологического оборудования, потребностями
систем управления в скорости поступления измерительной информации.
Под производительностью средства измерений понимают число
показаний в единицу времени. Например, производительность
координатно-измерительной машины число точек в минуту (мин-1).
27.6. Как проводят анализ трудоемкости и себестоимости
измерительных операций?
Трудоемкость характеризует затраты времени на выполнение
измерений с использованием, выбранного средства измерений, включая
время подготовки к выполнению измерений.
Себестоимость, как важный экономический показатель, является
основой для определения цены, расчета прибыли организации от оказания
услуги по измерениям, налога на прибыль. Она является комплексным
показателем качества процесса измерений, т.к. значение себестоимости
32
позволяет охарактеризовать процесс измерений с различных позиций
(например, трудоемкость, материалоемкость выполнения измерений). В
общем случае себестоимость, C, вычисляют по формуле
С
– стоимость материалов и реактивов, непосредственно
м
, (4)
используемых при выполнении измерений, денежных единиц;
С
– сумма амортизации средства измерений, денежных единиц;
а
Т
– трудоемкость выполнения операций по подготовке
о
и проведению количественного химического анализа, единиц времени;
С
– стоимость одного часа работы оператора, установленная
о
с учетом значения средней заработной платы оператора, принятого
в организации коэффициента рентабельности, косвенных расходов
и расходов на уплату страховых взносов организацией, денежных единиц
в единицу времени.
27.7. Как анализируют требования по безопасности для средств
измерений?
В эксплуатационной документации на средства измерений должны
быть отражены требования, обеспечивающие безопасность
обслуживающего персонала, техники и экологическую безопасность
проводимых работ.
Например, в Руководстве по эксплуатации средства измерений
должны быть указаны меры безопасности в следующих разделах:
«Подготовка изделия к использованию», «Использование изделия»,
«Техническое обслуживание изделия», «Текущий ремонт изделия».
27.8. Как при метрологической экспертизе оценивают
соответствие средств измерений правовым требованиям?
В случае использования средств измерений при выполнении работ
в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений
в соответствии с Федеральным законом [2] проверяют их наличие
в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства
измерений (Подсистема «АРШИН». Утвержденные типы средств
измерений [42]). Если такие средства измерений в данном фонде
отсутствуют, то эксперт-метролог делает запись о необходимости
утверждения типа или разработки средств измерений.
33
При выполнении работ вне сферы государственного регулирования
обеспечения единства измерений могут применяться средства измерений,
прошедшие калибровку, с применением эталонов единиц величин,
прослеживаемых к государственным первичным эталонам
соответствующих единиц величин, а при отсутствии соответствующих
государственных первичных эталонов единиц величин к национальным
эталонам единиц величин иностранных государств.
27.9. Как проводят анализ информации по метрологическому
обслуживанию выбранных средств измерений?
Основная цель данного анализа – убедиться в том, что в отношении
выбранных средств измерений имеется вся необходимая информация для
эффективного метрологического обслуживания.
В частности, средства измерений, предназначенных для применения
в сфере государственного регулирования обеспечения единства
измерений, должны быть подвергнуты поверке до ввода в эксплуатацию,
с установленной периодичностью в процессе их эксплуатации, а также
после ремонта. Организации (предприятия), применяющие такие средства
измерений, обязаны своевременно их представлять на поверку
аккредитованным в Национальной системе аккредитации юридическим
лицам и индивидуальным предпринимателям. Поверку проводят
в соответствии с методикой поверки, установленной при утверждении
типа средств измерений.
Следовательно, при проведении МЭ ТД следует проверить наличие
методик поверки в отношении выбранных средств измерений,
предназначенных для применения в сфере государственного
регулирования обеспечения единства измерений, а также убедиться
в действующем статусе аккредитации юридических лиц
и индивидуальных предпринимателей [45], область аккредитации которых
распространяется на поверку выбранной группы средств измерений.
Средства измерений, не предназначенные для применения в сфере
государственного регулирования обеспечения единства измерений, могут
быть подвергнуты поверке в добровольном порядке. На практике обычно
выполняют их калибровку в соответствии с методикой калибровки. В
некоторых случаях для калибровки может быть использована методика
поверки аналогичного средства измерений. Часто на практике применяют
34
методики калибровки, изложенные или в отдельном документе (разделе
документа), который утверждает руководитель организации-разработчика
методики калибровки, или в отдельном документе (разделе документа),
который утверждает руководитель организации, применяющей методику
калибровки.
При разработке методик калибровки средств измерений
руководствуются положениями [46]. Организация-исполнитель
калибровочных работ должна обеспечить соблюдение всех требований,
указанных методике калибровки. Ее компетентность может быть
подтверждена в Российской системе калибровки [47] или в Национальной
системе аккредитации [16].
При проведении МЭ ТД следует проверить наличие методик
калибровки, оформленных в соответствии с [46], (или методик поверки) в
отношении выбранных средств измерений, предназначенных для
применения вне сферы государственного регулирования обеспечения
единства измерений, а также убедиться в наличии компетентных
исполнителей калибровочных работ (например, на основании сведений из
Реестра РСК или Реестра аккредитованных лиц в Национальной системе
аккредитации).
27.10 Как оценивают трудоемкость и себестоимость
метрологического обслуживания средств измерений?
При оценивании трудоемкость и себестоимость метрологического
обслуживания сравнивают средства измерений по следующим
показателям:
межповерочный интервал;
продолжительность проведения поверки;
продолжительность доставки к поверителю и к месту
эксплуатации после поверки;
стоимость проведения поверки;
стоимость доставки к поверителю и к месту эксплуатации
после поверки.
В качестве примера сравним два средства измерений линейных
размеров по трудоемкости и себестоимости метрологического
обслуживания (см. таб. 2).
35
Показатель для оценивания
Линейка
измерительная
(Линейка
300д ГОСТ
427–75)
Рулетка
измерительная
(Р10Н3К ГОСТ
7502–98)
Межповерочный интервал, мес.
12
12
Продолжительность проведения поверки, ч
0,5
0,32
Продолжительность доставки к поверителю
и к месту эксплуатации после поверки, ч
4
4
Стоимость проведения поверки, руб.
250
190
Стоимость доставки к поверителю и к месту
эксплуатации после поверки, руб.
1200
1200
В результате анализа значений единичных показателей можно
сделать вывод о том, что затраты ресурсов на метрологическое
обслуживание измерительной линейки больше, чем на обслуживание
измерительной рулетки.
Таблица 2
Значения единичных показателей, характеризующих трудоемкость
и себестоимость метрологического обслуживания средств измерений
линейных размеров
27.11 Как сравнивают выбранные варианты средств измерений
между собой?
Процедура выбора конкретного средства измерений при
рассмотрении нескольких вариантов включает в себя следующие этапы:
– выбор единичных показателей качества средств измерений
(критериев для их сравнения);
– оценивание единичных показателей качества;
– расчет комплексного показателя качества как характеристики
рациональности выбора средства измерений.
В качестве единичных показателей качества средств измерений
могут быть выбраны следующие:
36
– предельно допустимая погрешность средства измерений
в выбранном диапазоне измерений при соблюдении условий его
эксплуатации,
– показатель автоматизации средства измерений (коэффициент
автоматизации и/или уровень автоматизации),
– производительность средства измерений,
– трудоемкость и/или себестоимость измерительных операций
с использованием средства измерений,
– показатель безопасности для средства измерений (наличие полного
комплекса мер по обеспечению безопасности при эксплуатации
и техническом обслуживании средства измерений),
– показатель соответствия средства измерений правовым
требованиям (соблюдение положений законодательства Российской
Федерации в области обеспечения единства измерений),
– трудоемкость и/или себестоимость метрологического
обслуживания средства измерений.
С целью удобства вычислений значения единичных показателей
могут быть представлены в относительных единицах величин.
Относительное значение i-го единичного показателя качества средства
измерений, Ki, определяют по формуле
(5)
где xi – значение i-го параметра для рассматриваемого средства
измерений;
xb – значение i-го параметра для базового варианта, т. е. средства
измерений, принятого в качестве основы для сравнения.
В общем случае математическая модель для расчета комплексного
показателя качества описывается формулой
(6)
где α
– коэффициент весомости единичного показателя качества Ki.
i
Значение коэффициента весомости i-го единичного показателя
качества определяют исходя из его значимости его вклада в значение
комплексного показателя качества. Часто на практике значения
коэффициентов весомости определяют методами экспертной оценки [48].
37
Наименование единичного показателя
качества средства измерений
Средство измерений
1
Средство
измерений
2
K1i
α
1i
K2i
α
2i
1 Предельно допустимая погрешность
1
0,1
1
0,1
2 Коэффициент автоматизации
0,95
0,05
0,5
0,05
3 Производительность
1
0,05
0,5
0,05
4 Трудоемкость измерительных операций
1
0,1
0,6
0,1
5 Себестоимость измерительных
операций
1
0,1
0,6
0,1
6 Показатель безопасности для средства
измерений
1
0,2
1
0,2
7 Показатель соответствия правовым
требованиям
1
0,2
1
0,2
8 Трудоемкость метрологического
обслуживания
0,6
0,1
1
0,1
9 Себестоимость метрологического
обслуживания
0,6
0,1
1
0,1
Kо
0,92
0,87
Сумма коэффициентов весомости всех единичных показателей качества в
формуле (6) должна быть равна единице (
).
В качестве примера сравним два средства измерений: средство
измерений 1 и средство измерений 2 (см. таб. 3). Значения единичных
показателей представлены в относительных единицах величин (доли
единицы) таким образом, что при оптимальном значении показателя его
оценка равна единице; чем меньше значение единичного показателя, тем
в меньшей степени выбранное средство измерений по данному
показателю подходит для решения измерительной задачи. Значения
коэффициентов весомости были определены методом экспертного
оценивания (ранжирование).
Таблица 3
Единичные и комплексные показатели качества для двух вариантов
средств измерений
38
В результате анализа значений комплексных показателей качества
средств измерений (K1о и K2о) можно сделать вывод о том, что для
решении измерительной задачи предпочтительнее выбрать средство
измерений 1 (K
K2о).
1о
28. В чем состоит отличие между методом измерений и
методикой измерений?
Метод измерений содержит описание приемов сравнения
измеряемой величины с ее единицей или соотнесения со шкалой
в соответствии с выбранным принципом измерений
(т.е. явлением материального мира). Например, фотоэлектрический
спектральный метод определения в стали массовой доли элементов
основан на возбуждении атомов элементов стали электрическим разрядом,
разложении излучения в спектр, измерении аналитических сигналов,
пропорциональных интенсивности или логарифму интенсивности
спектральных линий, и последующем определении массовых долей
элементов с помощью градуировочных характеристик.
В соответствии с [49] методика измерений представляет собой
отдельный документ или раздел документа, в котором изложена
последовательность операций и правил при измерении, выполнение
которых обеспечивает получение результатов измерений
в соответствии с принятым методом измерений. «Показатели точности» –
первый раздел методики измерений, в котором приведены или значения
погрешностей, или неопределенностей, или показателей точности по [32].
Эти значения могут быть обоснованно приписаны каждому результату
измерений, полученному по данной методике, а последующие разделы
содержат требования к влияющим на показатели точности факторам:
средствам измерений, условиям измерений, процедурам подготовки
и выполнения измерений, обработки результатов измерений.
Следовательно, требования к метрологическим и техническим
характеристикам средств измерений являются частью методики
измерений. Например, в стандартизованной методике измерений давления
насыщенных паров нефти и нефтепродуктов (см. [50]) раздел «Требования
к погрешности измерений» содержит информацию о доверительных
границах абсолютной погрешности (расширенной неопределенности)
измерений давления насыщенных паров (Δ = ±2 кПа). В разделе «Средства
39
измерений, вспомогательные устройства и реактивы» этой методики
указаны значения метрологических и технических характеристик
лабораторного прибора АЛП-01 ДП-01 (диапазон измерения, предел
суммарной абсолютной погрешности измерения, соотношение
вместимости измерительной камеры и объема отбираемой пробы,
давление ввода пробы в измерительную камеру, температура
анализируемого продукта, максимальная дискретность измерений, масса
прибора, потребляемая мощность в номинальном режиме работы,
габаритные размеры прибора).
29. Как проводят анализ выбранных методик (методов)
измерений?
Основная цель данного анализа состоит в том, чтобы убедиться, что
методики (методы) измерений обеспечивают получение результатов
измерений с требуемой точностью. Решение этой задачи состоит из
следующих этапов:
– выявление потребности в разработке (выборе) методики (метода)
измерений конкретного параметра,
– проверка пригодности методики (метода) измерений для
получения результатов с заданной точностью.
29.1. Как выявить потребность в разработке методики (метода)
измерений?
В случае прямых измерений с использованием средства измерений
утвержденного типа [51] отсутствует потребность в разработке (выборе)
методики (метода) измерений параметра. При косвенных измерениях
погрешность средств измерений составляет лишь часть погрешности
измерений параметра, и требуется оценить методическую составляющую.
В таких случаях необходимо разработать методику (метод) измерений.
29.2. Как проверяют пригодность методики (метода) измерений для
получения результатов с заданной точностью?
Пригодность методики (метода) измерений для получения
результатов измерений с заданной точностью проверяют
с использованием следующего выражения:
≥ ми, (7)
и
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]