- •Конспект лекций
- •Модуль №1. Метрология
- •1. Обеспечение качества товаров и услуг как основная цель деятельности по метрологии, стандартизации и сертификации
- •1.1. Сущность качества
- •1.2. Характеристика требований к продукции
- •1.3. Оценка качества
- •1.4. Система качества
- •2. Теоретические основы метрологии
- •2.1. Физические величины
- •2.2. Шкалы измерений
- •2.3. Международная система единиц si
- •2.4. Виды и методы измерений
- •2.5. Общие сведения о средствах измерений
- •3. Основы технических измерений
- •3.1. Понятие погрешности измерений
- •3.2. Выбор средств измерений по точности
- •3.3. Обработка результатов однократных измерений
- •3.4. Обработка результатов многократных измерений
- •4. Государственная система обеспечения единства измерений
- •4.1. Правовая подсистема гси
- •4.2. Техническая подсистема гси
- •4.3. Организационная подсистемаГси
- •5. Государственный метрологический надзор и контроль
- •5.1. Характеристика видов государственного метрологического контроля
- •5.2. Характеристика государственного метрологического надзора
- •Модуль №2. Стандартизация и сертификация
- •6. Стандартизация
- •Основные понятия
- •Принципы и методы стандартизации
- •Категории стандартов
- •Научно-методические основы стандартизации
- •Научные принципы стандартизации
- •Научные методы стандартизации
- •Унификация
- •Типизация
- •Агрегатирование
- •Комплексная, опережающая и перспективная стандартизации
- •Комплексная стандартизация
- •Опережающая стандартизация
- •Перспективная стандартизация
- •Объектовая и параметрическая стандартизации
- •Стандартизация параметров объектов
- •6.2. Организация и методика проведения стандартизации
- •6.3. Стандартизация на предприятии
- •6.4. Экономическая эффективность стандартизации
- •6.7. Международная стандартизация
- •7. Сертификация и ее роль в повышении качества продукции
- •7.1. Основные термины и понятия
- •7.2. Сущность обязательной и добровольной сертификации
- •7.3 Закон "о защите прав потребителей" и сертификация
- •7.4 Системы, схемы и этапы сертификации
- •1 Схемы декларирования соответствия
- •2 Схемы сертификации
- •7.5 Знаки соответствия
- •8. Органы по сертификации и испытательные лаборатории, их аккредитация
- •8.1. Порядок и процедура аккредитации
- •8.2. Комплект документов для аккредитации
- •8.3. Глоссарий стандартизации и сертификации
- •Библиографический список
4.2. Техническая подсистема гси
Технической основой ГСИ являются:
Система (совокупность) государственных эталонов единиц и шкал физических величин – эталонная база страны.
Система передачи размеров единиц и шкал физических величин от эталонов ко всем СИ с помощью эталонов и других средств поверки.
Система разработки, постановки на производство и выпуска в обращение рабочих СИ. обеспечивающих исследования, разработки, определение с требуемой точностью характеристик продукции, технологических процессов и других объектов.
Система государственных испытаний СИ (утверждение типа СИ), предназначенных для серийного или массового производства и ввоза из–за границы партиями.
Система государственной и ведомственной метрологической аттестации, поверки и калибровки СИ.
Система стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов.
Система стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов.
Различают децентрализованное и централизованное воспроизведение единиц.
При децентрализованном единицы воспроизводятся там, где выполняются измерения (м2 и др. производные физические величины).
При централизованном информация о единицах передается с места их централизованного хранения и воспроизведения. Оно осуществляется с помощью специальных технических средств, называемых эталонами.
Эталон единицы величины – средство измерений, предназначенное для воспроизведения и хранения единицы величины (или кратных либо дольных значений единицы величины) с целью передачи её размера другим средствам измерений данной величины.
От эталона единица величины передается разрядным эталонам, а от них – рабочим средствам измерений.
Эталоны классифицируют на первичные, вторичные и рабочие.
Первичный эталон – это эталон, воспроизводящий единицу физической величины с наивысшей точностью, возможной в данной области измерений на современном уровне научно–технических достижений. Первичный эталон может быть национальным (государственным) и международным.
Государственный эталон единицы величины – эталон единицы величины, признанный решением уполномоченного на то государственного органа в качестве исходного на территории Российской Федерации.
Международные эталоны хранит и поддерживает Международное бюро мер и весов (МБМВ). Важнейшая задача деятельности MБMB состоит в систематических международных сличениях национальных эталонов крупнейших метрологических лабораторий разных стран с международными эталонами, а также и между собой, что необходимо для обеспечения достоверности, точности и единства измерений как одного из условии международных экономических связей.
Сличению подлежат как эталоны основных величин системы SI, так и производных. Установлены определенные периоды сличения. Например, эталоны метра и килограмма сличают каждые 25 лет, а электрические и снеговые эталоны – один раз в 3 года.
Первичному эталону соподчинены вторичные и рабочие (разрядные) эталоны Размер воспроизводимой единицы вторичным эталоном сличается с государственным эталоном.
Вторичные эталоны (их иногда называют «эталоны–копии») могут утверждаться либо Госстандартом РФ, либо государственными научными метрологическими центрами, что связано с особенностями их использования.
Рабочие эталоны воспринимают размер единицы от вторичных эталонов и, в свою очередь, служат для передачи размера менее точному рабочему эталону (или эталону более низкого разряда) и рабочим средствам измерений.
Каждый эталон состоит из воспроизводящей части и приспособлений или устройств, обеспечивающих съем и передачу информации о размере единицы.
Стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов – это образцы веществ и материалов, химический состав или физические свойства которых типичны для данной группы веществ (материалов), определены с необходимой точностью, отличаются высоким постоянством и удостоверены сертификатом. Они играют важную роль в обеспечении единства измерений.
Стандартные образцы используются для градуировки, поверки и калибровки химического состава и различных свойств материалов (механических, теплофизических, оптических и др.). Они могут применяться непосредственно для контроля качества сырья и промышленной продукции путем сличения. По существу стандартные образцы служат для поддержания единства измерений, то есть являются средствами измерений.
Стандартные образцы подвергаются специальным испытаниям, по результатам которых они получают свидетельства (сертификат) и вносятся в государственный реестр стандартных образцов, а он, в свою очередь, является составной частью (разделом) Государственного реестра средств измерений.
Образцы состава и образцы свойств в зависимости от уровня утверждения подразделяются на: государственные, отраслевые и предприятий.
В России действует Государственная служба стандартных образцов (ГССО) в составе НПО ВНИИМ им Д. И. Менделеева.
Передача информации о размерах единиц. Правильность и точность заложенной в средства измерений информации о размере единиц устанавливается при утверждении типа средств измерений. Сохранность этой информации контролируется при первичной и всех последующих поверках средств измерений.
Использование для градуировки, аттестации и поверки средств измерений непосредственно государственных эталонов не допускается. Эти эталоны являются национальным достоянием, ценностями особой государственной важности.
По государственным эталонам устанавливаются значения физических величин вторичных эталонов. Среди вторичных эталонов различают: эталоны–свидетели, предназначенные для проверки сохранности государственного эталона и замены его в случае порчи или утраты; эталоны сравнения, применяемые для сличения эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличены друг с другом; эталоны–копии, используемые для передачи информации о размере рабочим эталонам.
На рисунке 7 приведен один из вариантов схемы передачи информации о размере единицы от государственного эталона к средствам измерений, из которой видно, что от вторичных эталонов информацию о размере единицы получают нижестоящие эталоны (1–го, 2–го, 3–го и 4–го разрядов) и рабочие средства измерений. Но допускается использование рабочих средств измерений для передачи информации о размере единицы другим средствам измерений.
Количество ступеней от рабочего эталона до средства измерений зависит от требуемой точности передачи размера единицы и особенностей данной единицы. Известно, что на каждой ступени передачи информации точность теряется в 3–5 раз (иногда в 1,25–10 раз).
Таким образом, при многоступенчатой передаче эталонная точность не доходит до потребителя. Поэтому для высокоточных средств измерений число ступеней может быть сокращено вплоть до передачи им информации о размере единицы непосредственно от эталона–копии.
В соответствии с Законом «Об обеспечении единства измерений» измерения должны проводиться по методикам, аттестованным в установленном порядке.
Методика выполнения измерений – это совокупность операций и правил, выполнение которых обеспечивает получение результатов с известной погрешностью.
Поскольку погрешность определяется не только метрологическими характеристиками средств измерений, но и погрешностью отбора и приготовления проб, условиями проведения измерений, ошибкой оператора и другими причинами, это определение означает, что методики выполнения измерений могут разрабатываться и быть аттестованными только применительно к конкретным условиям проведения измерения с использованием конкретных средств.
Рисунок 7 – Схема передачи информации о размере единицы величины
Данное утверждение не означает, что для каждой измерительной или испытательной лаборатории должны разрабатываться собственные методики. Но если лаборатория использует тип средства измерения, приведенный в аттестованной методике, влияющие факторы (температура и влажность окружающего воздуха и измеряемой среды, напряжение и частота электрической сети, вибрация, внешнее магнитное поле и др.) находятся в определенном данной методикой диапазоне, а оператор соответствует установленной в ней квалификации, то физические величины будут измеряться в этой лаборатории с известной погрешностью.
Методики выполнения измерений содержат следующие структурные элементы и разделы:
наименование;
область применения;
нормативные ссылки;
определения;
обозначения и сокращения;
требования к погрешности измерений или приписанные характеристики погрешности измерений;
средства измерения и вспомогательные устройства;
методы измерений;
требования безопасности, охраны окружающей среды;
требования к квалификации операторов;
условия измерений;
подготовка к выполнению измерений;
выполнение измерений;
обработка результатов измерений;
контроль точности результатов измерений;
приложения.
Порядок разработки и аттестации методик выполнения измерений определяет Ростехрегулирование. Аттестацию методик в сферах распространения государственного метрологического контроля и надзора осуществляют ГНМЦ, территориальные органы Государственной метрологической службы и другие организации, аккредитованные на право проведения аттестации. Аттестацию методик, применяемых вне сфер распространения государственного метрологического контроля и надзора, предприятия проводят в установленном ими порядке.
Разработка методик выполнения измерений должна включать:
анализ технических требовании к точности измерений, изложенных в стандарте, технических условий или технических заданий;
определение конкретных условий проведении измерений;
выбор испытательного и вспомогательного оборудовании, а также средств измерений;
разработку при необходимости нестандартных средств измерений;
исследование влияния условий проведения измерений и подготовки испытуемых объектов к измерениям;
определение порядка подготовки средств измерений к работе, последовательности и количества измерений;
разработку или выбор алгоритма обработки экспериментальных данных и правил оформления результатов измерения;
Нормативно–техническими документами (НТД). регламентирующими методику выполнения измерений являются:
Государственные стандарты или методические указания Госстандарта России по методикам выполнения измерений. Стандарт разрабатывается и том случае, если применяемые средства измерений внесены в Государственный реестр средств измерений.
Отраслевые методики выполнения измерений, используемые в одной отрасли.
Стандарты предприятий на методики выполнения измерений, используемые на одном предприятии.
В НТД на методики выполнения измерений предусматриваются: нормы точности измерений; специфика измеряемой величины (диапазон, наименование продукции и т. д.); максимальная автоматизация измерений и обработки данных.
Методики выполнения измерений перед их вводом в действие должны быть аттестованы или стандартизованы. Аттестация включает в себя: разработку и утверждение программы аттестации; выполнение исследований в соответствии с программой; составление и оформление отчета об аттестации; оформление аттестата методики выполнения измерений.
При аттестации должна быть проверена правильность учета всех факторов, влияющих на точность измерений, установлена достоверность их результатов. Аттестацию методик выполнении измерений проводят государственные и ведомственные метрологические службы. При этом государственные метрологические службы проводят аттестацию методик особо точных, ответственных измерений, а также измерений, проводимых в организациях Госстандарта России.
Стандартизация методик применяется для измерений, широко применяемых на предприятиях.
Методики выполнения измерений периодически пересматриваются с целью их усовершенствования.
Метрологическая аттестация средств измерений
Под метрологической аттестацией понимают исследование средства измерении, выполняемое метрологическим органом с целью определения его метрологических Свойств и выдачи соответствующего документа с указанием полученных данных.
По результатам метрологической аттестации средству измерений приписываются определенные метрологические характеристики, определяется возможность применения его в качестве образцового или рабочею средства измерений. В настоящее время под метрологической аттестацией обычно понимают всестороннее исследование образцовых или нестандартизированных средств измерений, а также стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов.
Нестандартизированные средства измерений (НСИ). Установлен порядок метрологического обеспечения эксплуатации нестандартизированных средств измерении, который распространяется также на:
ввозимые из–за границы единичными экземплярами;
единичные экземпляры серийных средств измерении, отличающиеся от условий, для которых нормированы их метрологические характеристики;
серийно выпускаемые образцы, в схему и конструкцию которых внесены изменения, влияющие на их метрологические характеристики.
Нестандартизированными могут быть как рабочие, так и образцовые средства измерений.
Задачами метрологического обеспечения НСИ являются:
Исследование метрологических характеристик и установление соответствия НСИ требованиям технических заданий, либо паспорту (проекту) завода изготовителя.
Установление рациональной номенклатуры НСИ.
Обеспечение НСИ средствами аттестации, поверки (НТД по поверке) при их разработке, изготовлении и эксплуатации.
Обеспечение постоянной пригодности НСИ к применению по назначению с нормированной для них точностью.
Сокращение сроков и снижение затрат на разработку, изготовление и эксплуатацию.
Научно–методическое руководство деятельностью предприятий но метрологическому обеспечении НСИ осуществляют головные и базовые организации метрологической службы министерств (ведомств), метрологические институты, центры стандартизации и метрологии Госстандарта России.
Вновь разработанные иди закупленные по импорту НСИ допускаются к применению только после их метрологической аттестации. Если существует договор о взаимном признании результатов аттестации средств измерений со страной, из которой импортируется НСИ, то аттестация в России может не проводиться.
За разработкой, изготовлением и эксплуатацией НСИ ведется авторский и государственный (в сферах распространения государственного метрологического контроля и надзора) надзор, а также ведомственный контроль.
Авторский контроль НСИ осуществляется метрологической службой разработчика. Он предусматривает участие в подготовке и проведении метрологической аттестации НСИ, оказание помощи при разработке нормативно–технической документации и организации поверки НСИ.
Ведомственный метрологический контроль за разработкой, изготовлением, аттестацией и поверкой НСИ проводится метрологическими службами министерства (ведомства).