Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы сертификации, стандартизации и управления качеством продукции. Учебное пособие
.pdf
101
Необходимость согласования преобразованных сигналов
прi
x
вых
x
ОС
П
ОС
x
вх
x
i
П
вх
x
i
П
разных эле-
ментов друг с другом и выходных сигналов
измерительных устройств с
другими элементами систем автоматического контроля и управления по виду
используемой энергии, а также соблюдение требований повышения точности и
надежности измерений, особенно в сочетании с требованиями передачи измерительной информации на расстояния, приводят к созданию сложных измери-
тельных устройств. В последних применяются не только последовательные
преобразования, но также и дополнительные в виде последовательнопараллельного включения внутренних и внешних обратных связей (рис. 23, в), с
помощью которых значительно повышается точность измерений при требуемом уровне измерительного сигнала.
Применение обратных связей (ОС) делает возможным построение ком-
пенсационных измерительных устройств (электроизмерительные потенциометры, мосты и др.), основанных на нулевом методе измерения и обладающих рядом существенных преимуществ перед теми, в которых обратные связи отсутствуют. Так, например, в структурной схеме, приведенной на рис. 23, в, с по-
мощью элемента обратной связи
нородный с преобразованной величиной
тате такой операции на вход элемента
входной преобразованной величины
создается сигнал обратной связи
и уравновешивающий ее. В резуль-
подается только небольшая часть
и элемент
служит лишь для обнару-
, од-
жения степени неравновесия, т. е. отклонения сигнала от нулевого значения.
Таким образом, наличие обратного преобразования выходной величины в вели-
чину, однородную с входной преобразуемой величиной, обеспечивает с помо-
щью введения элемента обратной связи их взаимное уравновешивание с той
или иной степенью точности.
Наибольший эффект от введения обратных связей достигается тогда, ко-
гда уравновешивающее преобразование охватывает все элементы измерительного устройства, включая чувствительный элемент и измерительный механизм.
102
При разработке и конструировании средств измерений стремятся к тому,
вых
x
вх
x
чтобы охватить обратными связями возможно больше его структурных элемен-
тов. Однако введение обратных связей вызывает усложнение измерительных
устройств.
Любое средство измерения и каждый из его элементов могут выполнять
свои функции лишь в том случае, когда их выходные
и входные
вели-
чины связаны между собой устойчивыми зависимостями в различных режимах
работы. Различают два основных режима работы измерительных устройств:
статический (установившийся) и динамический (неустановившийся). Оба режи-
ма преобразования входной величины в выходную определяются соответственно статическими и динамическими характеристиками средства измерения.
Знание статических и динамических характеристик средств измерений и
их элементов наряду со знанием ряда других показателей имеет большое значе-
ние как при измерениях, так и при использовании их в качестве датчиков в си-
стемах автоматического регулирования и управления. Анализ и синтез любой
такой системы невозможен без полных данных о статических и динамических
характеристиках устройств получения информации о ходе автоматизируемых
процессов.
ПОГРЕШНОСТИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ. КЛАССЫ ТОЧНОСТИ
Средства измерений могут с успехом использоваться в процессе измере-
ний только тогда, когда известны их метрологические свойства. Эти свойства
описываются путем указания номинальных значений тех или иных параметров:
характеристик и допускаемых отклонений от них. Специфической метрологи-
ческой характеристикой средств измерений является их погрешность. Сведения
о погрешностях средств измерений необходимы для оценки погрешностей измерений.
Показания измерительных приборов или других средств измерений все-
гда в большей или меньшей степени отличаются от действительного значения
103
измеряемой величины. Разность между показанием прибора
пр
x
ип
x
xxx
прип
прприп
xxxx /
пр
xxC
Cxx
пр
и истинным
значением измеряемой величины x называется абсолютной погрешностью
измерительного прибора (средства измерений):
.
В связи с тем, что истинное значение измеряемой величины остается неизвестным, на практике вместо него пользуются действительным значением
измеряемой величины, т. е. значением величины, определенной по отсчетному
устройству средства измерений, принятого за эталон, и выраженной в принятых
единицах этой величины.
Отношение абсолютной погрешности измерительного прибора к истинному значению измеряемой им величины называется относительной погрешно-
стью и выражается в долях или процентах измеряемой величины. На практике
абсолютную погрешность обычно относят к показанию измерительного прибора:
.
Относительная погрешность может быть использована в качестве одной
из характеристик точности средства измерений.
Величина, равная по абсолютному значению абсолютной погрешности и
противоположная ей по знаку, называется поправкой к показанию прибора:
.
Для получения действительного значения измеряемой величины эта поправка должна быть алгебраически прибавлена к показанию прибора:
.
Метрологической характеристикой точности большинства технических
средств измерений являются пределы основной и дополнительных погрешностей. Основной погрешностью называется погрешность средства измерения,
используемого в нормальных условиях, определяемых ГОСТами или другими
техническими условиями на средства измерений.
104
Под нормальными условиями применения средств измерений понимают
n
10
условия их эксплуатации, при которых влияющие величины (температура
окружающего воздуха; давление окружающей среды, ее влажность; напряжение питания; частота тока; вибрации и т. п.) имеют нормальные значения или
находятся в пределах нормальной области значений.
Дополнительной погрешностью называется погрешность средства изме-
рения, вызываемая действием на него условий при отклонении их действительных значений от нормальных (нормативных) или при выходе за пределы нормальной области значений.
Под пределами основной и дополнительной погрешностей понимают
наибольшую (без учета знака) соответствующую погрешность средства измерения (изменение показаний), при которой оно может быть признано годным и
допущено к применению. Пределы допустимых основной и дополнительной
погрешностей средств измерений устанавливаются в виде абсолютных и приведенных погрешностей.
Средства измерений в зависимости от значения величины основной приведенной погрешности разбиваются на классы точности, которые представляют
собой число, равное наибольшему допустимому значению основной погрешности в процентах. При этой цифре индекс "процент" не указывается. Таким образом, цифра класса точности показывает значение, которое не превосходит приведенная погрешность данного средства измерений при его использовании в
этих условиях измерений.
Классы точности характеризуют свойства средств измерений в отношении точности, однако они не являются непосредственным показателем точности измерений, выполненных с помощью этих средств, так как точность зависит также от метода измерений и условий выполнения измерений.
Классы точности, присваиваемые средствами измерений выбираются из
ряда следующих чисел:
К=(1; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0)
,
где n=1; 0; -1; -2...
105
Конкретные классы точности устанавливаются в стандартах на отдельные
виды средств измерений. Чем меньше число, обозначающее класс точности,
тем меньше пределы допускаемых погрешностей. Как правило, класс точности
устанавливается не более значения 4,0.
Качество средств измерений помимо точности может характеризоваться
правильностью и сходимостью показаний. Правильность средства измерений
отражает близость к нулю его систематических погрешностей. Сходимость показаний средства измерений отражает близость к нулю его случайных погрешностей. Однако эти качественные показатели для характеристики средств измерений применяются сравнительно редко.
4.7. Государственная система обеспечения единства измерений
Центральная задача в организации измерительных работ – достижение
сопоставимых результатов измерений одних и тех объектов, выполненных в
разное время, в разных местах, с помощью разных методов и средств. Эта задача решается путем обеспечения единства измерений. В свою очередь, это единство достигается в результате деятельности метрологических, направленных на
достижение и поддерживание единства измерений в соответствии с государственными актами, правилами, требованиями, нормами, установленными стандартами и другими НД в области метрологии.
В организационном плане это единство обеспечивается субъектами
метрологии – государственной метрологической службой охраны, увязываю-
щей свою деятельность с международными метрологическими организациями,
метрологическими службами федеральных органов исполнительной власти
России и метрологическими службами юридических лиц.
Важнейшей формой обеспечения единства измерений со стороны государства является государственный контроль и надзор.
Нормативной базой обеспечения единства измерений является законодательная метрология, а технической базой служит рассмотренная система воспроизведения единиц физических величин и передачи информации об их размерах всем без исключения СИ в стране.
106
Субъекты метрологии
К субъектам метрологии относятся:
государственная метрологическая служба РФ (ГМС);
метрологические службы федеральных органов исполнительной власти и
юридических лиц (МС);
международные метрологические организации.
4.8. Квалиметрия
В последнее время появилось большое количество научных монографий и
отдельных статей, посвященных обобщению опыта промышленных предприятий
по повышению качества продукции и решению теоретических вопросов, связанных с целенаправленным улучшением качества. Это свидетельствует о том, что в
настоящее время формируется новая наука, наука о качестве продукции.
Что же составляет предмет этой науки?
Изучение теоретических запросов, затрагиваемых в научных публикациях
по качеству продукции, а также анализ связанных с проблемой качества практических потребностей предприятий различных отраслей народного хозяйства
позволяют сделать следующий вывод: предметом науки о качестве продукции
являются свойства продуктов труда и их соотношения с потребностями и возможностями общественного воспроизводства.
При окончательной систематизации можно указать следующие области
науки о качестве продукции:
исследование природы качества продукции;
изучение комплекса вопросов, связанных с управлением качества про-
дукции;
разработка теоретических основ и практических методов измерения и
количественной оценки качества продукции;
изучение информационных аспектов производства и потребления про-
дукции отдельного качества;
107
исследование экономических проблем, связанных с изменением каче-
ства продукции;
изучение социологических аспектов проблемы качества продукции.
Из всех перечисленных областей в настоящее время одной из важных
представляется та, которая связана с измерением количественной оценки качества продукции. Это дает исследователю необходимый инструмент, с помощью
которого можно плодотворно решать все остальные проблемы качества продукции.
Эти оценки являются неразрывным элементом любой системы управления качеством, так как для того, чтобы управлять каким-либо процессом, надо,
прежде всего, уметь измерять его параметры. Без количественных оценок качества нельзя обойтись и при изучении информационных аспектов проблемы качества продукции. И, наконец, сама природа экономической проблематики изменения качества продукции предопределяет необходимость использования
количественных методов описания качества.
Вот почему есть основания считать, что проблема измерения и количественной оценки качества продукции в настоящее время является узловой проблемой всей науки о качестве продукции.
Поэтому вполне естественно, что наука о количественной оценке качества – квалиметрия – привлекает внимание все большего числа научных работников и специалистов, занятых в промышленности.
Возникновение квалиметрии. Качество, измеряемое и
количественно оцениваемое в квалиметрии
В настоящее время важнейшие экономические категории: эффективность
производства, производительность общественного труда, цена, рентабельность,
прибыль – во все большей степени связываются с показателем качества выпускаемой продукции. Качество становится не просто объектом изучения и рассмотрения, но и объектом планирования и управления в государственном масштабе, а это означает, что оно становится также объектом измерения и оценки.
108
Выявить смысловое понятие качества важно в связи с настоятельной по-
требностью решить целый ряд важнейших практических проблем отечественной экономики, так или иначе связанных с учетом качества продукции.
К числу этих проблем прежде всего относятся:
измерение производительности общественного труда;
определение эффективности капитальных вложений и новой техники;
оценка результатов производственной и хозяйственной деятельности
предприятия;
теория и практика ценообразования.
Методы решения этих проблем в значительной степени зависят от того
содержания, которое вкладывается в понятие качество продукции.
Исторически сложилось так, что термин "качество", в отличие от большинства других терминов, развивался в рамках двух отдельных областей: вопервых, качество было и остается одной из важнейших категорий философии;
во-вторых, качество все больше становится не менее важным понятием и термином практически в любой отрасли современного материального производства, т.е. в современной экономике.
Качество вначале рассматривалось как какое-то одно главное, доминирующее свойство, наиболее ярко характеризующее предмет или явление. При
этом все остальные свойства предмета или процесса как менее важные не принимались во внимание. Несмотря на то, что такое понимание качества зародилось очень давно, на самой ранней стадии изготовления продуктов труда, но и
сейчас при сравнительно большей степени развития материального производства в некоторых случаях для облегчения задачи условно абстрагируются от
ряда свойств того или иного предмета или процесса и, говоря об их качестве,
имеют в виду только главное свойство.
Например, и сегодня под качеством бетона иногда подразумевают только
одно, но самое главное из всех его свойств – прочность на сжатие в 28-дневном
возрасте, т.е. так называемая "кубиковая прочность", или марка бетона.
109
В шинном производстве под качеством шины нередко условно понимают
только одно ее свойство – ходимость, в химической промышленности при производстве полистирола – его относительную вязкость.
Итак, недостатки такого узкого, ограниченного понимания термина "качество" продукции совершенно ясны. И все же в каких-то частных случаях такое понимание, вероятно, правомерно.
Как известно, любой предмет обладает практически бесконечным количеством свойств, составляющих в целом его качество. Но из этого бесконечного
количества для характеристики качества продукции необходимо выделить
лишь те свойства, которые в данный момент представляют интерес с точки зрения удовлетворения личных или общественных потребностей. Именно поэтому
понятие "качество продукции" всегда связано со степенью удовлетворения каких-то потребностей индивидуума или общества.
По мере углубления познания качества стала возникать необходимость
как-то это качество учитывать, сопоставлять с потребностями, измерять степень соответствия им.
В связи с этим начали увязывать свойства предметов с характером потребностей и отождествлять эти связи с показателями, указанными в технической документации (чертежах, стандартах и технических условиях). Возникли
понятия "брак", "дефект", т.е. отклонение одного из показателей качества продукции от требований, указанных в чертежах, технических условиях или стандартах. Но подобное понимание характеризует, скорее, не качество продукции
как таковой, а качество работы по ее изготовлению.
В дальнейшем в понятие "качество" стали постепенно включаться функциональные показатели, которые не зафиксированы в чертежах, технических
условиях или стандартах, но тем не менее характеризуют качество. К ним относятся показатели надежности, долговечности, эстетичности и др. Наконец, в
понятие качество стали включать и другие технические показатели, характеризующие потребительную стоимость изделия, функциональность, удобство, технологичность и т.д.
110
Вместе с тем старое понимание качества продукции как степени соответствия чертежам, техническим условиям и стандартам стало ограничиваться
рамками контроля качества на производстве: в цехах, на отдельных рабочих
операциях, в отделах технического контроля предприятий, в инспекциях по качеству.
Таким образом, к настоящему времени выделилось три направления в
трактовке понятия и термина "качество продукции": первое – условно отождествляющее качество с каким-то одним, главным свойством продукции; второе – рассматривающее качество только с точки зрения соответствия чертежам,
техническим условиям и стандартам (и, как уже отмечалось, фактически характеризующее не качество продукции, а качество работы); третье – новое, изучающее качество с точки зрения комплекса отдельных составляющих – это качество полезных свойств.
Логическим завершением этого подхода к трактовке понятия "качество
продукции", становящегося все более комплексным, являются предложения
рассматривать качество продукции с точки зрения, во-первых, всех тех потребностей, которые продукцией с этим качеством удовлетворяются, а во-вторых, с
точки зрения всех затрат, которые несет общество на производство и потребление этой продукции. В наиболее последовательной и концентрированной форме
эта точка зрения вылилась в утверждение, что "качество продукции обусловлено двумя сторонами товаров – стоимостью и потребительной стоимостью" [4].
Таким образом, для качества в производственно-техническом смысле
можно выделить три различных понятия, отличающихся друг от друга полнотой учета отдельных свойств изделия:
качество продукции – совокупность свойств продукции, обусловливаю-
щих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением;
единичный показатель качества продукции – показатель качества про-
дукции, относящийся только к одному из ее свойств;
комплексный показатель качества продукции – показатель качества про-
дукции, относящийся к нескольким ее свойствам:
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]