Метрология

Лекция 12 Нормируемые, ненормируемые характеристики средств измерений

Классификация средств измерений.

По типу:

Измерительный преобразователь – средство измерения, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для дальнейшего преобразования, передачи, обработки и/или хранения, но неудобной для непосредственного восприятия наблюдателем.

Мера – средство измерения, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера.

Измерительный прибор – средство измерения, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем.

Измерительная установка – совокупность функционально объединенных средств измерений, предназначенная для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем, и расположенные в одном месте.

Измерительная система – совокупность средств измерений, объединенных каналами связи, предназначенная для передачи, или для дальнейшей обработки сигналов измерительной информации, или для использования в системах автоматизированного управления.

По выполняемым метрологическим функциям:

Эталон – средство измерения (или совокупность средств измерения), предназначенное для воспроизведения и/или хранения единицы физической величины, изготовленной по особой спецификации и утвержденной в особом порядке в качестве эталона.

Образцовое средство – средство измерения, предназначенное для передачи размера единицы истинной величины нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений.

1

Рабочее средство – средство измерения, предназначенное для измерений, не связанных с передачей размеров единиц.

По точности:

1)Эталоны делятся на первичные, вторичные, рабочие.

2)Образцовы средства делятся на разряды (I-вый, II-ой, III-ий, …).

3)Рабочие средства делятся по классам точности.

Нормированные метрологические характеристики

Нормированные метрологические характеристики разделены на группы. Каждая группа содержит несколько различных групп измерений, которые нормируются для данного вида средства измерений. То есть из каждой группы берется одна и получается комплекс метрологических характеристик, который приписывается к данному виду средства измерений (например, вольтметру).

Группы нормированных метрологических характеристик:

1.Для определения результата измерений. К ним относятся:

1.1.Номинальное значение меры – это значение величины, указанное на мере или приписанное ей.

1.2.Градуировочная характеристика – это функциональная зависимость между выходным сигналом измерительной информации и входным сигналом (измеряемой величиной), выраженное в ГОСТе в виде таблицы, графика или формулы.

1.3.Цена деления шкалы – (Шкала – это совокупность отметок с проставленными возле них (рисок) цифровыми отметками) – это разность между значениями величины, соответствующими двум

соседним отметкам шкалы.

2

1 3

Пример: Здесь цена деления =0,5

1.4.Характеристики выходного кода цифрового измерительного прибора:

Система счисления;

Количество разрядов;

Цена единицы младшего разряда.

2

2.Характеристики основной погрешности средства измерения

2.1.Основная погрешность – это погрешность средства измерения в нормальных условиях (климатических, механических и так далее). По ГОСТу нормальные условия оговариваются.

2.2.Вариация показаний измерительного прибора – (Она присуща всем электромеханическим, цифровым приборам) – это разность показаний измерительного прибора соответствующих одной и той же точке диапазона измерения при медленном подходе к этой точке со стороны

меньших и со стороны больших значений.

Пример: если на вольтметре походить к значению 5В со стороны нуля, то значение ( 5В) будет отличаться от значения, которое мы получим, приближаясь к 5В со стороны 10В.

3.Характеристики чувствительности средств измерений к влияющим параметрам (параметрам окружающей среды).

Нам бы хотелось, чтоб сигнал измерительной информации был функцией измеряемой величины. На самом деле сигнал измерительной информации является функцией нескольких параметров, то есть хотелось бы AX f X , а на самом деле AX f X , 1,..., i ,... n .

Пример. На вольтметре написано, что он может измерять напряжение на частоте, к примеру от 20 до 100 Гц. Но сама эта частота, на которой измеряет вольтметр, влияет на показания вольтметра, то есть на значение измеряемой величины. Эта чувствительность выражается параметрами:

3.3.Коэффициентом чувствительности (первая производная, то есть скорость – чувствительность тела к изменению своего положения)

A

xX S - это сама чувствительность, то есть то, что нам нужно, а всё остальное – погрешности.

3

3.4. Функциями влияния:

AAX SX Si

i

- является дополнительной погрешностью.

Дополнительная погрешность – это изменение основной погрешности средства измерения при отклонении влияющего параметра от нормального значения либо выходе его за пределы нормальной области значений.

4.Характеристики взаимодействия средств измерений с объектом измерения и нагрузкой.

К ним относятся входной импеданс Zâõ и выходной импеданс Zâû õ . Импеданс – это полное сопротивление, активное, реактивное.

Входной импеданс (Zâõ ) – это параметр, характеризующий изменение измеряемой величины при подключении средства измерения к объекту измерения.

Мы хотим, например, чтобы Râí у вольтметра, но в реальности это не так. И при его подключении к цепи он изменяет сопротивление в цепи.

Выходной импеданс Zâû õ - это параметр, характеризующий изменение сигнала измерительное информации при подключении к выходу средства измерения нагрузки фиксированной величины. Это больше относится к мероизмерительным преобразователям.

5. Динамические характеристики 5.1. Амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики (АЧХ и ФЧХ)

АЧХ – это зависимость амплитуды выходного сигнала от частоты входного сигнала при постоянстве амплитуды входного сигнала.

5.2.Время установления показаний измерительного прибора – это интервал времени между скачкообразным измерением измеряемой величины на входе средства измерения и моментом установления выходного сигнала измерительной информации. Крутизна (длительность) фронта определяется ГОСТом. Установившееся значение определяется погрешностью, или когда стрелка перестала колебаться.

4

Ненормируемые метрологические характеристики

Диапазон измерений – это интервал значений величины, измеряемой средством измерения, для которого нормированы погрешности.

Диапазон показаний – это интервал между верхним и нижним значением шкалы прибора.

Чувствительность средства измерения – это отношение изменения выходного сигнала измерительной информации к изменению измеряемой

величины S l

x

Различают абсолютную чувствительность и относительную: абсолютная

Постоянная прибора: C S1 .

Порог чувствительности – это наименьшее изменение измеряемой величины, которое можно обнаружить с помощью данного средства измерения.

Предел допускаемых погрешностей – это максимальное значение погрешности средства измерения, при котором оно может считаться исправным и быть допущено к применению.

Класс точности – это свойство средства измерения, определяемое пределами допускаемых погрешностей и другими параметрами, характеризующими его точность, указанное в стандартах и приписанное к данному средству измерения.

Примечание. Класс точности характеризует средство измерения в отношении его точности, но не является непосредственным показателем точности конкретного измерения.

5

Неметрологические характеристики.

1)Надежность;

2)Потребляемая мощность;

3)Сопротивление изоляции;

4)Электрическая прочность;

5)Штатный режим эксплуатации и т.д.

6

Лекция 13 Основные принципы и теоретическая база стандартизации.

Методы стандартизации.

Метрология стандартизация и сертификация – это три составляющие единого процесса обеспечения качества продукции. Под продукцией понимается не только и не столько продукты питания и т.д., а это всё, что производится в целом. При этом стандартизация явление априорное, сертификация – апостериорное, а метрология – инструмент. Это роли этих трёх составляющих.

Стандартизация – это деятельность, направленная на разработку и установление требований, норм и правил, характеристик, как обязательных для выполнения, так и рекомендуемых, обеспечивающая право потребителя на приобретение товаров надлежащего качества за приемлемую цену, а так же право на безопасность и комфортность труда.

Стандартизация как деятельность регламентируется законом о стандартизации. Общая цель стандартизации: достижение оптимально степени упорядочения в той или иной области общественной деятельности.

Общая цель конкретизируется следующими пунктами:

1.Безопасность продукции, работ, услуг для жизни и здоровья людей, окружающей среды и имущества.

2.Совместимость и взаимозаменяемость изделий.

3.Качество продукции, работ и услуг в соответствии с уровнем развития научно-технического прогресса.

4.Единство измерений.

5.Экономия всех видов ресурсов.

6.Безопасность хозяйственных объектов связанная с возможностью возникновения различных катастроф (природного и техногенного характера) и чрезвычайных ситуаций.

7.Обороноспособность и мобилизационная способность страны. Результатами стандартизации являются нормативные документы.

1

Нормативный документ – это документ, в котором изложены установленные в процессе стандартизации правила, принципы, характеристики, касающиеся различных видов деятельности или их результатов, доступные широкому кругу заинтересованных в нём пользователей.

Виды нормативных документов.

1.Стандарт – нормативный документ, разработанный на основе консенсуса, утверждённый признанным органом и направленный на достижение оптимальной степени упорядочения в определённой области.

2.Документ технических условий (technical specification) – нормативный документ, устанавливающий технические требования к продукции, услуге и т.д.

3.Свод правил – это самостоятельный нормативный документ или его часть, регламентирующая процент проектирования, монтажа, технического обслуживания или эксплуатации объектов, конструкций или изделий и носящий рекомендательный характер.

4.Регламент – это нормативный документ, который принимается органом власти, в нём содержатся обязательные правовые норы. Он включает в себя ссылки на другие нормативные документы или содержит целые документы.

Виды стандартов.

1.Государственные стандарты РФ (ГОСТ Р)

2.Признанные в РФ международные и региональные стандарты.

3.Общероссийские классификаторы технико-экономической информации.

4.Стандарты отраслей (СТП)

5.Стандарты предприятий (СТП)

6.Стандарты научно-технических, инженерных, общественных и других объединений.

7.Правила по стандартизации (ПР)

8.Рекомендации по стандартизации (Р)

9.Технические условия (ТУ)

2

Разработка стандартов осуществляется по годовому плану Госстандарта, который реализуется оп заявкам предприятий.

Разработка включает следующие этапы:

1.Организация работы и составление технического задания. Здесь определяются сроки выполнения каждого этапа, содержание и структура будущего стандарта, перечень требований к объекту стандартизации, список заинтересованных потребителей стандарта и другие сведения.

2.Разработка проекта:

–разработка первой редакции. На этой стадии обеспечивается соответствие проекта законодательству России, международным правилам и нормам, патентной основы объекта стандартизации.

–составление окончательной редакции проекта. Составляется на основе анализа отзывов от заказчика стандартов, если согласно с окончательной редакцией не менее 2/3 членов технического комитета, то направляется в

Госстандарт, либо Госстрой для принятия стандарта. 3. Принятие стандарта Госстандартом.

–вновь рассмотрение в соответствии с законодательством;

–устанавливается срок введения в действие;

–устанавливается срок действия;

–регистрация стандарта;

–публикация информации о принятом стандарте в информационном указателе Госстандарта.

Правовые основы, задачи и организация.

Государственный контроль и надзор за соблюдением обязательных требований стандартов проводят должностные лица Госстандарта и государственные инспекторы центров стандартизации и метрологии.

Основная форма государственного контроля и надзора – выборочная проверка. В процессе проверки проводятся испытания, измерительный контроль, технический осмотр, идентификация и другие мероприятия, обеспечивающие достоверность и объективность результатов.

3

Проверка заканчивается составлением акта, на основании которого Госнадзор выдает проверяемому субъекту предписания и постановления.

Эффективность работы Госнадзора включает социальную, экономическую и техническую составляющие.

Классификаторы технико-экономической информации.

ВРоссии Госстандартом и Госкомстатом создается Единая система классификации и кодирования технико-экономической и социальной информации (ЕСКК).

Действующие классификаторы:

1. Общий классификатор предприятий и организаций (ОКПО).

5. Общий классификатор специальностей по образованию (ОКСО). 6. Общий классификатор занятий (ОКЗ).

8. Общий классификатор продукции (ОКП).

9. Общий классификатор информации по социальной защите населения (ОКИСЗН).

11. Общий классификатор стандартов (ОКС).

12. Общий классификатор профессий рабочих, должностей служащих и тарифных разрядов (ОКПДТР).

15. Классификатор ЕСКД.

16. Классификатор единиц измерения (ОКЕИ).

17. Классификатор специальностей высшей научной квалификации (ОКСВНК).

Мировой опыт управления качеством сконцентрирован в пакете международных стандартов ИСО 9000, принятых в марте 1987 г.

Встандарте ИСО 9000-1 определены 4 ключевых аспекта качества:

–определение спроса на продукцию;

–проектирование продукции;

–соответствие продукции;

–поддержание параметров продукции на всех стадиях ее жизненного цикла.

4