ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

САНКТ – ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ МЕХАНИКИ И ОПТИКИ

Факультет – Оптико-информационных систем и технологий

Кафедра – Компьютеризации и проектирования оптических приборов

Дисциплина – Метрология, стандартизация и сертификация

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОМПЛЕКСА ЛАБОРАТОРНО – ПРАКТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ АТТЕСТАЦИЯ И ПОВЕРКА

ПОГРЕШНОСТИ ПОВЕРКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

ВЛИЯНИЕ ПОГРЕШНОСТИ ПОВЕРКИ НА ОЦЕНКУ ГОДНОСТИ

ПОСТРОЕНИЕ ОПЕРАТИВНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОВЕРКИ

КРИТЕРИИ КАЧЕСТВА ПОВЕРКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

(на примере двойного микроскопа МИС-11)

Авторы: доцент к.т.н. Назаров В.Н

магистр техники и технологии

Баринова О.А.

Санкт-Петербург

2010

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Цель исследований.--------------------------------------------------------------------- 3

2 Задачи исследований.------------------------------------------------------------------ 3

3 Основные сведения из теории.--------------------------------------------------------- 4

Введение. Метрологическая аттестация и поверка------------------------------- 4

3.1. Погрешности поверки измерительных приборов.--------------------------- 6

3.2. Влияние погрешности поверки на оценку годности.------------------------ 6

3.3 Построение оперативной характеристики поверки.-------------------------- 7

3.4 Пример. Влияние погрешности поверки прибора на оценку его

годности Построение оперативной характеристики для результатов

поверки.------------------------------------------------------------------------------------ 8

3.5 Критерии качества поверки средств измерений.------------------------------ 13

4 Пример выполнения индивидуального задания. Порядок работы с файлом «ПОВЕРКА» в системе МаthСАD.-------------------------------------- 19

5. Список литературы.--------------------------------------------------------------------- 25

1. Цель исследований.

1.1. Получение знаний и понимание:

- основных положений законодательной метрологии ;

- метрологической аттестации и поверки средств измерений (СИ) ;

- влияния погрешности поверки на оценку годности СИ ;

- критериев качества поверки СИ.

1.2. Приобретение интеллектуальных навыков, связанных с умением обрабатывать и анализировать результаты измерений при поверке СИ.

1.3. Приобретение практических навыков:

- умение применять методики точечной и интервальной оценки параметров законов распределений погрешностей измерений для решения задач поверки СИ, представлять результаты поверки в соответствии со стандартами ;

- построение оперативной характеристики СИ и установление критерия качества поверке (на примере двойного микроскопа МИС-11).

1.4. Приобретение переносимых навыков, связанных с умением проводить математическое моделирование и обработку результатов исследований при решении технических задач оптотехники в среде MathCAD.

2. Задачи исследований.

1. Ознакомиться с устройством микроскопа МИС-11, его оптической схемой и краткой инструкцией по эксплуатации.

2. Познакомиться с методом светового сечения для контроля дефектов поверхностей.

3. Изучить порядок работы и получить разрешения преподавателя на ее проведение.

4. После исследований оформить отчет в соответствии с Приложением 1, используя изложенные в нем теоретические сведения.

5. Подготовиться к защите лабораторной работы на следующем занятии, ответив предварительно на предложенные в конце настоящего описания вопросы.

3. Основные сведения из теории

Введение. Метрологическая аттестация и поверка.

Поверка - одно из основных понятий метрологии. Оно давно вошло в прак­тику. Понятие " метрологическая аттестация " появилось относительно недавно. Оба термина включены в ГОСТ 16263-70.

С метрологической точки зрения метрологическая аттестация (МА) есть всестороннее исследование средств измерений (СИ) с целью выявле­ния их метрологических свойств. В первую очередь - диапазона измерений, чувствительности (если это прибор), действительного значения (если это ме­ра), погрешности, определения условий применения и других особенностей. При МА также проверяется неизменность метрологических свойств СИ во времени и действие влияющих величин на погрешность СИ.

С правовой точки зрения МА есть акт признания (впервые) законным конкретного СИ (нового или в новом качестве). На основании результатов МА устанавливается минимум операций, который необходимо выполнять в дальнейшем при поверке этого СИ, а также межповерочный интервал Метрологическая организация, проводящая МА, утверждает методику повер­ки. Факт признания СИ законным оформляется документально. Его владель­цу выдается документ, разрешающий пользоваться СИ в том качестве, которое указано в упомянутом документе.

Понятие «поверка» также рассматривается с метрологической и правовой точек зрения. С метрологической точки зрения, поверка есть сличение пове­ряемого СИ с образцовым, достаточное для того, чтобы установить его при­годность в качестве, установленном ранее. С правовой точки зрения поверка -это вид метрологического надзора (контроль) за СИ, ранее признанным закон­ным (при метрологической аттестации). При этом контроле периодически (через установленный промежуток времени) осуществляется правовой акт. Он устанавливает находится ли данное СИ в том ранге, который был ему при­своен при МА или государственных испытаниях. Т.о. на основании МА средству измерений приписывается определенный ранг (образцовое, рабочее) и его владельцу дается право применять его в этом качестве. Путем поверки периодически контролируют соответствует ли СИ установленному ранее рангу. При положительном результате это подтверждается выдачей свидетель­ства о поверке или нанесением поверитёльного клейма

Метрологическая аттестация - это способ признания СИ узаконенным для применения с указанием его метрологического назначения и метрологических характеристик, полученных на основании тщательных исследований его мет­рологических свойств. Примечания:

1. МА выполняется органами государственной метрологической службы или ведомственными метрологическими службами;

2. МА подвергают СИ, не подлежащие государственным приемочным испы­таниям или утверждению органами государственной метрологической службы;

3 на основании МА признают законными уникальные СИ (образцовые, рабо­чие), СИ, отбираемые из числа рабочих и предназначаемые для примене­ния в качестве образцовых;

4. каждое СИ подвергается МА индивидуально;

5. результаты МА оформляют свидетельством.

Поверка - способ признания СИ пригодным к применению на основании результатов контроля соответствия его метрологических характеристик, опре­деляемых экспериментально, установленным требованиям.

Поверка измерительных приборов осуществляется одним из двух методов:

1. методом измерения величин, воспроизводимых образцовыми мерами соответствующего разряда или класса точности, значения которых выбирают равными соответствующим (чаще всего всем оцифрованным) отметкам шкалы прибора; наибольшая разность между результатами измерения и соответствующими им размерами мер является в этом случае основной погрешностью прибора.;

2. методом сличения поверяемого и некоторого образцового прибора при измерении одной и той же величины; разность их показаний при измерении различных значений измеряемой величины определяет погрешность поверяемого прибора.

Кроме определения погрешностей измерительных средств, в поверку на практике включают и другие операции, имеющие целью установить соответствие поверяемых средств требованиям стандартов и технических условий.

Важным при поверке является вопрос о выборе оптимального соотношения между допускаемыми погрешностями образцового и поверяемого приборов. Обычно это соотношение принимается равным 1:3, когда при поверке вводят поправки на показания образцовых средств измерений. Если же поправки не вводят, то образцовые средства выбирают исходя из соотношения 1:5. В общем случае это соотношение может лежать в интервале от 1:2 до 1:10. Необходимая точность образцовых средств, а иногда и их типы, регламентируются государственными стандартами на методы поверки средств измерений. Соотношение допускаемых погрешностей поверяемых и образцовых средств измерений устанавливается с учетом принятого метода поверки, характера погрешностей и других факторов и иногда может значительно отличаться от указанных выше цифр.

Нормируемые метрологические характеристики средств измерений.

Развитие науки и техники, повышение требований к качеству продукции привели к радикальному изменению требований к измерениям. Один из основных аспектов этих требований – обеспечение возможности достаточно достоверной оценки погрешности измерений.

Для этой цели ГОСТ 8.009–84 устанавливает нормируемые метрологические характеристики средств измерений.

Средства измерений – средства, предназначенные для измерений, вырабатывающие сигнал, несущий информацию о значении измеряемой величины. Они включают меры, компараторы, измерительные приборы, измерительные преобразователи и измерительные системы.

Метрологическими характеристиками средств измерений называют характеристики, оказывающие влияние на результаты и погрешности измерений.

Все метрологические характеристики средств измерений можно разбить на несколько групп, одни из главных:

- характеристики, предназначенные для определения результатов измерений;

- характеристики погрешностей.

Из характеристик, предназначенных для определения результатов измерений, можно выделить:

- функцию преобразования измерительного преобразователя

- цену деления шкалы измерительного прибора.

Функция преобразования измерительного преобразователя связывает выходной и входной сигналы.

Цена деления шкальных измерительных приборов определяет изменение измеряемой величины, которому соответствует перемещение стрелки (указателя) на одно деление шкалы.

Для характеристики общей погрешности средства измерений используется значение погрешности, складывающееся из систематической и случайной составляющих.