Хамханова - Прикладная метрология. Учебное пособие - 2006

ми МВИ, применяемыми вне сферы распространения государственного метрологического контроля и надзора, осуществляет метрологический надзор метрологическая служба юридического лица, применяющего методики выполнения измерений.

При осуществлении метрологического надзора проверяют:

−наличие документа, регламентирующего методики выполнения измерений, с отметкой или свидетельством об аттестации;

−соответствие применяемых средств измерений и других технических средств, условий измерений, порядка подготовки и выполнения измерений, обработки и оформления результатов измерений, указанных в документе, который регламентирует методики выполнения измерений;

−соблюдение требований к процедуре контроля погрешности результатов измерений по МВИ, если такая процедура регламентирована;

−соответствие квалификации операторов, выполняющих измерения, регламентированной в документе на МВИ;

−соблюдение требований по безопасности труда и экологической безопасности при выполнении измерений.

При осуществлении государственного метрологического надзора проверяют наличие перечней документов на

МВИ, а также в период внедрения стандарта − планов (графиков) отмены и пересмотра документов на МВИ, не удовлетворяющих требованиям ГОСТ 8.563-96.

81

5 МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА ТЕХНИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

5.1Метрологическая экспертиза конструкторской

итехнологической документаций

Метрологическая экспертиза конструкторской и технологической документаций – это анализ и оценка технических решений по выбору параметров, подлежащих измерению, установлению норм точности измерений и обеспечению методами и средствами измерений процессов разработки, изготовления, испытания и применения продукции.

Целью метрологической экспертизы конструкторской и технологической документаций является обеспечение эффективности контрольно-измерительных операции на стадиях разработки, изготовления, испытания и применения продукции.

Метрологическую экспертизу эффективно проводить на самых ранних стадиях разработки документов, начиная с заявок и технического задания. Ее проведение на следующих этапах разработки продукции ведет к материальным потерям. Своевременно проведенные исследование и анализ технических решений в области метрологического обеспечения разрабатываемой продукции дают возможность выбрать оптимальный вариант решения, вовремя оформить заказы на разработку методов и средств измерений. Проведение метрологической экспертизы направлено:

−на внедрение в производство наиболее современных методов и средств контроля, обеспечивающих заданную точность, снижение трудоемкости и себестоимости контрольно-измерительных операций;

−на соответствие применяемых во всех подразделениях предприятия методов и средств измерений требованиям обеспечения оптимальных режимов технологических

82

процессов и контроля качества продукции. Метрологическая экспертиза конструкторской и тех-

нологической документации осуществляется в соответствии с положениями стандартов Государственной системы обеспечения единства измерений (ГСИ), Единой системы конструкторской документации (ЕСКД), Единой системы технологической документации (ЕСТД), Единой системы технологической подготовки производства (ЕСТПП) и других стандартов, устанавливающих метрологические правила, нормы и положения.

К основным задачам метрологической экспертизы относятся:

−определение оптимальности номенклатуры измеряемых параметров при контроле с целью обеспечения эффективности и достоверности контроля качества и взаимозаменяемости;

−оценка обеспеченности конструкции изделия возможностями контроля необходимых параметров в процессе изготовления, испытания, эксплуатации и ремонта изделий;

−установление соответствия показателей точности измерений требованиям эффективности и достоверности контроля и взаимозаменяемости;

−установление соответствия показателей точности измерений требованиям оптимальных режимов технологических процессов;

−установление полноты и правильности требований

ксредствам измерений и методикам выполнения измерений;

−оценка правильности выбора средств измерений (в том числе нестандартизованных) и методик выполнения измерений;

−выявление возможности применения унифицированных автоматизированных средств измерений, обеспечи-

83

вающих получение заданной точности измерений и необходимой производительности;

−оценка обеспечения применяемыми средствами измерений минимальных трудоемкости и себестоимости контрольных операций при заданной точности измерений;

−установление преимущественного применения стандартизованных методик выполнения измерений;

−оценка соответствия производительности средств измерений производительности технологического оборудования;

−определение целесообразности обработки на ЭВМ результатов измерений, наличие стандартных и специальных программ обработки и соответствие их требованиям, предъявляемым к обработке результатов измерений, а также формам представления результатов измерений, контроля и испытаний;

−установление правильности наименований и обозначений физических величин и их единиц;

−установление правильности указаний по организации и проведению измерений для обеспечения безопасности труда.

Метрологической экспертизе могут быть подвергнуты: чертежи деталей, сборочный, габаритный и монтажный чертежи, пояснительная записка, технические условия, программа и методика испытаний, расчет, эксплуатационные и ремонтные документы, спецификация, маршрутная и операционная карты, карта эскизов, технологические инструкции, карты технологического процесса, типового технологического процесса, типовой операции, технологический регламент.

Экспертизе подвергают также и другие документы: методику выполнения измерений, научно-технические отчеты, извещения о изменениях документов, в которых установлена норма точности измерений или содержатся све-

84

дения о методах или средствах измерений, карты технического уровня и качества продукции и т. д.

Виды конструкторских и технологических документов, подлежащих экспертизе, зависят от вида изделия и определяются разработчиками документов.

При проведении метрологической экспертизы технической документации рекомендуется пользоваться таблицей 1.

Таблица 1

Продолжение таблицы 1

в) Наличие рекомендованных средств измерений в числе разрешенных к применению и изготавливаемых промышленностью.

г) Правильность установления видов и объемов контроля в зависимости от характера продукции (например, типовые, приемо-сдаточные, периодические испытания, летучий контроль производства, а также испытания на надежность, контрольные сборки и разборки); сроков (периодичности) их проведения по каждой категории контроля; показателей качества контролируемых параметров и последовательности, в которой эти параметры контролируются.

д) Правильность назначения требований по подготовке изделия к контролю (испытанию, анализу, измерениям), в которых есть данные, касающиеся подготовки изделия к контролю и необходимого измерительного оборудования.

ж) Правильность выполнения схем подсоединения средств измерений к контролируемым изделиям.

з) Правильность назначения требований по проведению контроля, в которых указаны последовательность проводимых операций, их описание, а также порядок ведения записей.

к) Установление соответствия показателей точности измерений требованиям эффективности и достоверности контроля и взаимозаменяемости.

л) Установление правильности наименований и обозначений физических величин и единиц.

Продолжение таблицы 1

Продолжение таблицы 1

8Технологи- а) Соответствие показателей точности измерений ческие протребованиям обеспечения оптимальных режимов

Окончание таблицы 1

5.2 Метрологическая экспертиза проектов государственных стандартов

Метрологическую экспертизу проектов государственных стандартов проводят с целью обеспечения единства измерений, а также технически и экономически обоснованного метрологического обеспечения стандартизуемых объектов.

Метрологической экспертизе подлежат проекты государственных стандартов на продукцию и услуги, на работы

89

(процессы), на методы контроля (испытаний, измерений, анализа), а также другие проекты государственных стандартов, в которых регламентированы:

−требования к погрешности измерений, достоверности измерительного контроля;

−требования к методикам выполнения измерений, средствам измерений, стандартным образцам, аттестованным смесям;

−методики выполнения измерений, анализа, испытаний и измерительного контроля;

−данные о свойствах веществ и материалов, в том числе стандартные справочные данные;

−применение стандартных образцов веществ и материалов;

−методики поверки (калибровки) средств измерений. Метрологическую экспертизу проектов государствен-

ных стандартов проводят технические комитеты (МТК и ТК) и их подкомитеты (МПК и ПК), организующие разработку стандартов, рассматривающие и направляющие проект стандарта для принятия в Государственный комитет Российской Федерации по стандартизации и метрологии (Госстандарт России).

Предпочтительной является метрологическая экспертиза первой редакции проекта стандарта. При необходимости на метрологическую экспертизу могут быть направлены вторая и последующие редакции.

Метрологическую экспертизу проектов стандартов, регламентирующих методики выполнения измерений, которые применяют в сферах распространения государственного метрологического контроля и надзора, осуществляют государственные научные метрологические центры.

Проекты государственных стандартов ГСИ, разрабатываемые метрологическими институтами Госстандарта России, на метрологическую экспертизу не направляются.

90

Организациями, выполняющими метрологическую экспертизу проектов государственных стандартов, могут быть государственные научные метрологические центры, аккредитованные головные и базовые организации метрологической службы, а также научно-исследовательские организации, выполняющие разработку средств измерений, методик выполнения измерений, нормативных документов по метрологическому обеспечению.

Эксперты, осуществляющие метрологическую экспертизу проектов государственных стандартов, могут быть членами МТК, ТК (МПК, ПК) и специалистами вышеуказанных организаций.

При выполнении метрологической экспертизы проектов государственных стандартов проверяют их соответствие требованиям ГСИ и других государственных стандартов, в которых изложены метрологические требования.

В зависимости от вида и содержания разрабатываемого проекта государственного стандарта при проведении метрологической экспертизы выполняют анализ и определяют:

−рациональность номенклатуры измеряемых пара-

метров;

−оптимальность требований к погрешности измере-

ний;

−полноту и правильность требований к метрологическим характеристикам средств измерений;

−соответствие погрешности измерений заданным требованиям;

−контролепригодность изделия (измерительной сис-

темы);

−возможности эффективного метрологического обслуживания средств измерений (в том числе поверки, калибровки, контроля работоспособности, ремонта);

−рациональность выбранных средств и методик вы-

91

полнения измерений, в том числе их соответствие требованиям, предъявляемым к средствам и методикам выполнения измерений, применяемым в сферах распространения государственного метрологического контроля и надзора;

−соответствия алгоритма обработки результатов измерений измерительной задаче;

−правильность использования метрологических терминов, наименований измеряемых величин и обозначения их единиц.

1 Анализ и определение рациональности номенклатуры измеряемых параметров.

Рациональность номенклатуры измеряемых параметров определяются нормативными документами на продукцию, технологию и т. п. При этом эксперт руководствуется следующими общими положениями:

−для деталей, узлов и составных частей изделий контроль должен обеспечивать размерную и функциональную взаимозаменяемость;

−для готовой продукции должен быть обеспечен контроль основных характеристик и количества продукции;

−для технологического оборудования, систем контроля и управления должны быть осуществлены измерение параметров, определяющих оптимальность режима по производительности и экономичности; контроль безопасности выполнения работ; контроль экологической безопасности.

При анализе параметров, подвергаемых измерениям и измерительному контролю, следует иметь в виду следующее:

−часть технических характеристик готовых деталей, узлов, изделий определяется предыдущими этапами технологического процесса либо оборудованием, инструментом, поэтому необходимо рационально распределить контролируемые параметры по этим этапам и объектам;

92

− значения параметров в технологическом процессе связаны между собой, и эти связи используют для сокращения номенклатуры контролируемых параметров, а для наиболее важных параметров − для повышения точности измерений и надежности измерительных систем;

− необходимо выявлять избыточность измеряемых параметров, чтобы избежать неоправданные затраты на измерения и метрологическое обслуживание средств измерений.

При анализе параметров, подвергаемых измерениям и измерительному контролю, определяют четкость формулирования измеряемой величины. Неопределенность формулирования подлежащей измерениям величины может привести к большим неучтенным погрешностям измерений.

2 Определение оптимальности требований к погрешности измерений.

Оптимальной считается погрешность измерений, при которой сумма потерь от погрешности и расходов на измерения будет минимальной.

В первом приближении можно считать, что потери пропорциональны квадрату погрешности измерений, а расходы на измерения обратно пропорциональны погрешности измерений.

Если нет других данных о зависимости потерь от погрешности и расходов на измерения от погрешности измерений, то оптимальная погрешность выражается следующей зависимостью:

Dопт = 0,8D3 P ,

П

где Dопт − предел оптимальной относительной погрешности измерений;

D − предел относительной погрешности измерений,

93

для которого известны потери П и расходы на измерения Р. Так как обычно потери П и расходы Р могут быть оп-

ределены приближенно, то точное значение Dопт найти

практически невозможно. Поэтому погрешность считают практически близкой к оптимальной, если выполняется следующее условие:

0,5D'опт < D < (1,5 −2,5)D'опт ,

где D'опт − приближенное значение предела оптимальной относительной погрешности измерений, вычисленное по

приближенным значениям потерь П' и расходов Р' (в расходы на измерения включают и затраты на метрологическое обслуживание средств измерений).

Если погрешность измерений может привести к значительным потерям, при экспертизе пользуются методикой «МИ 2179-91 Государственная система обеспечения единства измерений. Обеспечение эффективности измерений при управлении технологическими процессами. Оптимизация точности измерений по экономическому критерию».

Если погрешность измерений не может вызвать заметных потерь или других неблагоприятных последствий, пределы допускаемых значений погрешности измерений могут составлять 0,2−0,3 границы симметричного допуска (для несимметричного допуска − размера поля допуска) на измеряемый параметр, а для параметров, не относящихся к наиболее важным, это соотношение может быть увеличено до 0,5.

3 Определение полноты и правильности требований к погрешности средств измерений.

При использовании косвенных методов измерений погрешность средств измерений составляет часть погрешности измерений. В таких случаях необходимы сведения о методической составляющей погрешности измерений для правильного оценивания требования к погрешности

94

средств измерений. Типичные источники методических погрешностей приведены в «МИ 1967-89 Государственная система обеспечения единства измерений. Выбор методов и средств измерений при разработке методик выполнения измерений. Общие положения».

При измерениях средних значений необходимо учесть, что погрешность средних значений по n точкам из-

мерений практически в n раз меньше погрешности измерений (средства измерений) в одной точке, а при многократных измерениях в одной точке погрешность среднего значения за некоторый интервал времени меньше погрешности однократного измерения за счет фильтрации высокочастотных случайных составляющих погрешности.

Пределы допускаемых значений погрешности средства измерений, если они регламентированы в проекте государственного стандарта, следует указывать для условий эксплуатации средства измерений (рабочий диапазон измеряемой величины, пределы возможных значений внешних влияющих величин и другие характеристики, от которых может зависеть погрешность измерений).

4 Определение соответствия погрешности измерений заданным требованиям.

Если погрешность измерений указана в проекте государственного стандарта или известна из другого документа, то она сравнивается с заданными требованиями к погрешности измерений. Если такие требования отсутствуют, границы погрешности сравнивают с допуском на измеряемый параметр

Если погрешность измерений не указана в проекте государственного стандарта или в другом документе, то эксперт должен, хотя бы приближенно, оценить расчетным способом границы этой погрешности. Методические рекомендации по оцениванию погрешности измерений приведены в МИ 2232-92 «Государственная система обеспечения

95

единства измерений. Оценивание погрешности измерений при ограниченной исходной информации».

Если имеют место прямые измерения (методические составляющие и погрешности, вносимые оператором, пренебрежимы) и имеется достаточная исходная информация, то для оценивания погрешности измерений используют методы по РД 50-453-84 «Методические указания. Характеристики погрешности средств измерений в реальных условиях эксплуатации. Методы расчета».

5Определение контролепригодности изделия (измерительных систем).

Под контролепригодностью изделия (измерительной системы) понимают возможность контроля его параметров

впроцессе монтажа, наладки, испытаний, эксплуатации (обслуживания) и ремонта.

Основное внимание уделяют практическим возможностям по осуществлению измерительного контроля параметров, определяющих работоспособность изделия в процессе монтажа, наладки, испытаний, эксплуатации (обслуживания) и ремонта.

При экспертизе проектов государственных стандартов на измерительные системы оценивают наличие и характеристики устройств и подсистем самоконтроля и диагностики.

6Определение возможности эффективного метрологического обслуживания средств измерений (в том числе поверки, калибровки, контроля работоспособности, ремонта).

При этом руководствуются методами и средствами поверки, регламентированными в документах ГСИ.

Для измерительных систем и сложных технических систем должны быть указаны требования и (или) методы диагностики неисправностей или контроля работоспособности в процессе эксплуатации.

96

Методы контроля метрологической исправности средств измерений, не доступных в условиях эксплуатации, приведены в МИ 2233-92 «Государственная система обеспечения единства измерений. Обеспечение эффективности измерений при управлении технологическими процессами. Общие положения».

7 Определение рациональности выбранных средств и методик выполнения измерений, в том числе их соответствие требованиям, предъявляемым к средствам и методикам выполнения измерений, применяемым в сферах распространения государственного метрологического контроля и надзора.

При этом проверяют:

−использование средств измерений утвержденных типов, применяемых в сферах распространения государственного метрологического контроля и надзора;

−возможность использования средств измерений в заданных условиях;

−трудоемкость и стоимость измерительных операций

иметрологического обслуживания средств измерений;

−целесообразность использования статистических методов контроля;

−удовлетворение требований техники безопасности и экологической безопасности.

При анализе рациональности выбранных средств измерений целесообразно использовать нормативные документы по выбору средств измерений для конкретных задач, например РД 50-98-86 «Методические указания. Выбор универсальных средств измерений линейных размеров до 500 мм (по применению ГОСТ 8.051-81)».

8 Определение рациональности указанных в проекте стандарта методик выполнения измерений.

При этом предпочтение должно быть отдано стандартизованным методикам. Методики выполнения измерений,

97

используемые в сферах распространения государственного метрологического контроля и надзора, должны быть аттестованы.

Полноту изложенных методик выполнения измерений оценивают в соответствии с требованиями ГОСТ Р 8.563.

9 Анализ методов контроля погрешности результатов количественного химического анализа.

При анализе методов контроля погрешности результатов количественного химического анализа целесообразно использовать рекомендации «МИ 2335-95 Государственная система обеспечения единства измерений. Контроль качества результатов КХА».

10 Определение соответствия алгоритма обработки результатов измерений измерительной задаче.

При этом необходимо оценить, насколько алгоритм вычислений соответствует функции, связывающей измеряемую величину с результатами прямых измерений (со значениями величин на входах средств измерений).

11 Контроль правильности использования метрологических терминов, наименований измеряемых величин и обозначения их единиц.

Метрологические термины должны соответствовать ГОСТ 16263.

Единицы измеряемых величин должны соответствовать ГОСТ 8.417.

6 МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ СЛУЖБА ГОСУДАРСТВЕННЫХ ОРГАНОВ УПРАВЛЕНИЯ РФ И ЮРИДИЧЕСКИХ ЛИЦ

Государственные органы управления РФ, а также предприятия, организации и учреждения в необходимых случаях могут создавать метрологические службы для выполнения работ по обеспечению единства и требуемой точности измерений для осуществления метрологического

98

контроля и надзора.

Метрологическая служба государственных органов управления создается приказом руководителя государственного органа управления. Метрологическая служба государственных органов управления содержит:

−службу главного метролога в центральном аппарате государственного органа;

−головные и базовые организации метрологической службы в отраслях и подотраслях;

−метрологические службы предприятия, организации

иучреждений.

Головные и базовые организации метрологической службы назначаются государственным органом управления из числа ведущих научно-производственных (производственных) объединений, научно-исследовательских, проектно-конструкторских и технологических организаций.

Метрологические службы юридических лиц образуются в виде самостоятельных структурных подразделений для выполнения задач по обеспечению единства и требуемой точности измерений при проведении исследований, разработок, испытаний, в производстве и эксплуатации продукции. В состав метрологической службы входят калибровочные лаборатории, а также структурные подразделения по ремонту СИ.

Структура, основные задачи, права и обязанности метрологических служб содержатся в Положении о метрологической службе, разработанной в соответствии с правилом по метрологии ПР50-732-93 «Типовое положение о метрологической службе государственных органов управления РФ и юридических лиц».

Положение о метрологической службе государственных органов управления утверждается его руководителем. В случаях, когда деятельность государственных органов

99

управления РФ осуществляется в сферах действия государственного метрологического контроля и надзора, Положения о метрологических службах государственных органов управления РФ подлежат согласованию с Госстандартом России.

К главным задачам метрологических служб государственных органов управления и юридических лиц относятся:

−обеспечение единства и требуемой точности измерений, повышение уровня и развитие техники измерений в объединениях, на предприятиях;

−определение основных направлений деятельности и выполнение работ по метрологическому обеспечению исследований, разработки, производства, испытаний и эксплуатации продукции;

−внедрение современных методов и средств измерений, автоматизированного контрольно-измерительного оборудования, информационно-измерительных систем и комплексов, эталонов, применяемых для калибровки СИ;

−осуществление метрологического контроля путем калибровки средств измерений, проверки своевременности представления средств измерения на испытания в целях утверждения типа, а также на поверку;

−осуществление надзора за состоянием и применением СИ, аттестованными МВИ, соблюдением метрологических правил и норм, нормативных документов по обеспечению единства измерений.

Права и обязанности службы главного метролога в центральном аппарате государственных органов управления

Служба главного метролога в центральном аппарате государственного органа управления имеет право:

−осуществлять метрологический надзор за состоянием и применением СИ, аттестованными МВИ, эталонами

100