3.2 Принципы, методы измерений
Принцип измерений – совокупность физических явлений, на которых основаны измерений. Например, измерение температуры жидкостным термометром основано на увеличении объема жидкости при повышении температуры; использование силы тяжести при измерение массы взвешиванием.
Метод измерений - прием или совокупность приемов сравнения измеряемой физической величины с ее единицей в соответствии с реализуемыми принципами измерений. Метод измерений обычно обусловлен устройством средств измерений. Классификация методов измерений приведена на рис. 3.1.
В зависимости от технического исполнения методы измерения подразделяются на метод непосредственной оценки и сравнения с мерой
Метод непосредственной оценки – метод измерений, в котором значение измеряемой величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия (с отсчетом по шкале или по шкале нониусу – вспомогательной шкале, по которой отсчитывают доли деления основной шкалы), например, отсчет по часам, линейке.
Методы
измерений
Метод
непосредственной оценки Метод
сравнения с мерой
С
отсчетом по шкале С
отсчетом по шкале и нониусу
Нулевой Дифференциальный
Замещения
Рис 3.1. Классификация методов измерений
Метод сравнения с мерой – метод измерений, в котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой. Сравнение может быть непосредственным или опосредованным через другие величины однозначно связанные с первыми. Отличительной чертой методов сравнения является непосредственное участие в процессе измерения меры известной величины, однородной с измеряемой. Метод сравнения бывает нулевой, дифференциальный, замещения и совпадения.
Нулевой метод – метод сравнения с мерой, в котором результирующий эффект воздействия измеряемой величины и меры на прибор сравнения доводят до нуля (взвешивание на чашечных весах). В этом случае значение измеряемой величины равно значению, которое воспроизводит мера.
Метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину замещают мерой с известным значением величины, называют методом замещения.
Дифференциальный метод - 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.
В зависимости от контакта с измеряемой величиной методы подразделяются на контактные и бесконтактные, при которых чувствительный элемент прибора приводится или не приводится в контакт с объектом измерения.
3.3. Методика выполнения измерений
Методика выполнения измерений (МВИ) – установленная совокупность операций и правил при измерении, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с гарантированной точностью в соответствии с принятым методом.
В соответствии с ст .9 Закона РФ « Об обеспечении единства измерений», которая гласит: «Измерений должны выполняться в соответствии с аттестованными методиками» Для выполнения этой статьи разработан стандарт на МВИ – ГОСТ Р 8.563-96 «ГСИ. Методика выполнения измерений», который введен с 1 июля 1997 г. и ГОСТ Р ИСО 5725 ( 5725-1-2002 ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002) «Точность ( правильность и прецизионность) методов и результатов измерений».
МВИ бывают:
производственные( в условиях производства и производственной лаборатории;
исследовательские ( НИР);
арбитражные (спорные вопросы);
стандартизированные - письменный документ, устанавливающий во всех подробностях порядок измерения и включающий в себя процедуору получения и подготовки образцов для выполения измерений, выпущенный организацией и несущей ответственность за его подготовку.
аттестованные;
метрологические ( используемые при поверке и калибровке СИ);
альтернативные – регламентированный в стандарте в рамках выбора как один из двух ли нескольких возможных методов контроля одного и того же показателя.
Главное условие – обязательная сопоставимость методов. Методы могут стандартизированы в рамках одного стандарта либо в разных стандартах. В качестве альтернативного обычно предлагается более дешевый, простой и реже применяемый метод. Показатели повторяемости и воспроизводимости альтернативного метода должны быть не хуже основного стандартизированного. В настоящее время на во всех стандартах указаны нормы воспроизводимости, что затрудняет разрешение споров. Это заставляет разработчиков с введением ГОСТ Р 5725 или проводить дополнительные исследования или исключать альтернативные методики.
Если стандартом предусмотрено несколько альтернативных методов, то разработчик стандарта должен указывать, какой является арбитражным.
МВИ могут регламентироваться:
отдельными документами, в наименование которых вынесены слова « методика выполнения измерений»;
стандартами на продукцию;
документами на методы испытания и контроля качества продукции.
МВИ регламентирует:
назначение и область применения;
требования к средствам измерений, вспомогательному оборудованию, реактивам, материалам;
требования нормам погрешности;
правила обработки результата ( могут быть указаны контролируемые показатели точности, нормативы и периодичность их определения).
требования к контролю точности получаемых результатов. Сама процедура контроля точности может излагаться в Руководстве по качеству подразделения
Аттестация методик выполнения измерений проводится на соответствие установленным требованиям к результатам измерений и к методикам выполнения измерений.
Аттестацию методик выполнения измерений, применяемых в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, проводят юридические лица и индивидуальные предприниматели, аккредитованные в установленном порядке на выполнение работ по аттестации методик выполнения измерений.
Аттестация методики выполнения измерений удостоверяется документом об аттестации методики выполнения измерений.
Порядок аттестации методик выполнения измерений утверждается федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по нормативно-правовому регулированию в области обеспечения единства измерений.
Федеральный орган исполнительной власти, осуществляющий функции по оказанию государственных услуг в сфере метрологии организует ведение Государственного реестра аттестованных методик выполнения измерений
Юридические лица и индивидуальные предприниматели, аккредитованные на выполнение работ по аттестации методик выполнения измерений, предоставляют сведения об аттестованных методиках выполнения измерений для внесения в Государственный реестр аттестованных методик выполнения измерений.
Работа по аттестации методики включает следующие основные этапы:
консультативная помощь при разработке МВИ;
метрологическая экспертиза МВИ, которая включает в себя оценку правильности выбора методов и средств измерений, операций и правил и правил проведения измерений и обработки результатов измерений;
расчетно-экспериментальные исследования МВИ и установления приписанных характеристик погрешности и нормативов оперативного контроля качества измерений;
4)установление соответствия приписанных характеристик погрешности;
5) принятие решения овыдачи свидетельства об аттестации МВИ
МВИ могут регламентироваться отдельными документами, в наименование которых вынесены слова «методика выполнения измерений», стандартами на продукцию или документами на методы испытания и контроля качества продукции.