- •Соловьев в.В. Методы измерений, контроля и испытаний
- •1. Общие сведения об измерениях, контроле и испытаниях
- •Тема 2. Контроль и оценка качества продукции
- •Тема 2.1. Методы квалиметрии
- •Тема 2.2. Экспертное оценивание
- •Тема 3. Основы метрологического обеспечения
- •3.1 Понятия еи, оеи и си
- •3.2. Подразделение: всех средств измерений по метрологическому назначению.
- •3.3. Методика выполнения измерений.
- •3.4. Принципы обеспечения единства измерений.
- •3.5. Реализация принципов обеспечения единства измерений.
- •3.6. Компоненты МлО.
- •Основные направления МлО
- •3.8. Научная основа МлО.
- •3.9. Правовая основа МлО.
- •3.10. Теоретические основы МлО.
- •3.11. Организационные основы МлО.
- •3.12. Система МлО.
- •3.13. Обобщенная схема системы метрологического обеспечения
- •3.14. Объекты и силы метрологического обеспечения
- •3.15. Нормативные документы метрологического обеспечения
- •3.16. Государственное управление деятельностью по обеспечению единства измерений
- •3.17. Государственный метрологический контроль
- •3.18. Структура нормативно-правовых документов по МлО
- •3.19. Схема структуры нормативно-правовых документов по МлО
Соловьев в.В. Методы измерений, контроля и испытаний
Конспект лекций для студентов 3 курса направления 150900
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Общие сведения об измерениях, контроле и испытаниях
Тема 2. Контроль и оценка качества продукции
Тема 2.1. Методы квалиметрии
Тема 2.2. Экспертное оценивание
Тема 3. Основы метрологического обеспечения
Тема 1. Общие сведения об измерениях, контроле и испытаниях
ИЗМЕРЕНИЕ — процесс нахождения значения физической величины (ФВ) опытным путем с помощью специальных технических средств - средств измерений (СИ).
Измерение осуществляют с познавательной или созидательной целью. Эта цель определяет какую именно физическую величину и с какой точностью необходимо измерить.
Цель измерения определяется совокупностью требований к измерению, вызванных содержанием деятельности, в рамках которой проводят измерения. Измерение — познавательный процесс, который не является самоцелью. Поэтому цель измерения является «внешней», например, цель — оценка технического состояния объекта эксплуатации.
Под физической величиной (ФВ) понимают одно из свойств физического объекта, в качественном отношении общее для многих физических объектов, а в количественном - индивидуальное для каждого из них. Иначе говоря, физические величины — это измеренные свойства физических объектов и процессов, с помощью которых они могут быть изучены. Измерение физических величин является основой большинства направлений человеческой деятельности.
Сущность измерения состоит в сравнении двух физических величин: измеряемой, которая выражает интересующую особенность исследуемого объекта, и известной - меры. Сравниваемые величины должны быть однородны, т.е. иметь одинаковую физическую природу. Однородность сравниваемых величин выражается в совпадении их размерностей.
Суть измерения как процесса сравнения выражает основное уравнение измерения:
X = х[Х],
Где: X — измеряемая величина; х — числовое значение величины; [X] - единица измерения величины.
Таким образом, измерение представляет собой сравнение измеряемой физической величины с мерой (шкалой) однородной известной величины с целью выражения измеряемой величины в узаконенных единицах.
Единица ФВ (ЕФВ) — это ФВ фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное единице и применяемое для количественного выражения однородных ФВ. Узаконенными являются ЕФВ системы единиц «СИ» и разрешенные установленным порядком внесистемные единицы (тонна, минута, час, сутки, литр, гектар, градус и др.).
Значение ФВ — это оценка ее размера в виде некоторого числа принятых для нее единиц. Значение ФВ получают в результате ее измерения или вычисления.
Объект измерения (ОИ) — реальный физический объект, элемент природной или технологической среды. Он обладает многими свойствами и находится в различных связях с другими объектами. Непосредственно наблюдаемой ФВ является измерительный сигнал, который связан с измеряемыми ФВ. Измеряемая ФВ представляет собой параметр ОИ, количественную оценку которого необходимо получить в результате измерения.
Основные термины и определения в области метрологии приведены в РМГ 29-99 Рекомендации по межгосударственной стандартизации «ГСИ». Метрология. Основные термины и определения».
Средство измерения (СИ) — это техническое средство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические характеристики.
Метод измерения — это совокупность приемов использования принципов и средств измерений. Алгоритм обработки можно рассматривать как часть метода измерений.
Условия измерения — важный-фактор, определяющий состояние ОИ и качество использования СИ. Условия влияют на измеряемую величину и на свойства СИ.
Результат измерения — это значение физической величины, полученное в итоге измерения. Качество результата измерения характеризуют его точностью и погрешностью — показателями, связанными между собой обратной зависимостью.
Погрешность результата измерения определяют как отклонение результата от истинного значения измеряемой величины. Погрешность как и результат невозможно определить точно. Поэтому в метрологии решается задача оценивания характеристик погрешности. Точность отражает близость результатов измерений к истинному значению измеряемой величины.
Таким образом, результатом измерения является количественная характеристика, полученная с определенной погрешностью (точностью).
С измерениями тесно связаны понятия контроля и испытаний. Различаются они поставленными задачами и результатами.
Задача измерений - получение измерительной (количественной) информации о свойствах объекта.
Задача контроля - установление соответствия характеристик объекта заданным требованиям.
Задача испытаний - оценка характеристик свойств объекта в заданных режимах функционирования и в условиях заданных воздействий (реальных или моделируемых) и принятие решения по объекту.
КОНТРОЛЬ - процесс определения соответствия значения параметра объекта контроля установленным требованиям или нормам.
Это частный случай измерения, который проводится с целью установления соответствия измеряемой величины заданному допуску. Контроль используется также для настройки и регулировки технических систем.
Результатом контроля является не число, а качественная характеристика - одно из взаимоисключающих утверждений.
Например:
1) параметр в пределах допускаемых значений, т.е. «годен»;
2) параметр за пределами допускаемых значений, т.е. «негоден», «брак».
Основной характеристикой процедуры контроля является достоверность.
Технический контроль - проверка соответствия объекта контроля установленным техническим требованиям.
ИСПЫТАНИЕ - экспериментальное определение количественных и (или) качественных характеристик свойств объекта испытаний как результата воздействия на него при его функционировании, а также моделировании объекта и/или воздействий. Это техническая операция, заключающаяся в установлении одной или нескольких характеристик данной продукции, процесса или услуги в соответствии с установленной процедурой.
Обычно испытание состоит в воспроизведении в заданной последовательности определенных воздействий, измерении реакций объекта на данное воздействие и их регистрации.
Оно может проводиться путем использования измерений, оценивания и контроля при определенных условиях.
Метод испытания - установленные технические правила проведения испытаний.
Под условиями испытаний понимается совокупность воздействующих факторов и (или) режимов функционирования объекта при испытаниях. Объектами испытаний могут быть продукция или процессы, единичное изделие или партия, макет или модель изделия.
Погрешность испытания определяется погрешностью измерений и погрешностью установки условий испытаний.
Результатом испытаний является оценка характеристик свойств объекта в заданных условиях. По результатам испытаний принимаются определенные решения.
Рекомендации по оценке состояния измерений, контроля и испытаний приведены в МИ 2240-98 «ГСИ. Анализ состояния измерений, контроля и испытаний на предприятии, в организации, объединении».
Диагностирование системы - это процесс распознавания состояния объекта (элементов системы) в настоящий момент по результатам измерений и контроля. По результатам диагностирования можно прогнозировать состояние элементов системы в будущем.
Для проведения измерений с целью контроля, диагностирования или испытания технических систем необходимо осуществлять мероприятия, определяющие так называемое проектирование измерений: анализ измерительной задачи с выяснением возможных источников погрешностей; выбор показателей точности измерений; выбор числа измерений, метода и средств измерений; формулирование исходных данных для расчета погрешности; расчет показателей точности и сопоставление их с выбранными показателями.
Рис. 1.1. Соотношение понятий «измерения», «контроль» и «испытания»
В целом все эти вопросы должны быть отражены в методике выполнения измерений (МВИ).
Измерения, контроль и испытания играют определяющую роль в повышении качества продукции, услуг и процессов производства. Основные термины и определения в сфере контроля и испытаний качества продукции представлены в ГОСТ 16504-81 «СГИП. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения».