Міністерство освіти і науки України Державний вищий навчальний заклад

„Чернівецький індустріальний коледж”

НАВЧАЛЬНИЙ ПОСІБНИК З ДИСЦИПЛІНИ

Основи стандартизації, метрології, та якості продукції

Чернівці 2010

Зміст

Вступ. Основні метрологічні поняття і визначення 3

Розділ 1. Фізичні величини

Тема 1.1. Поняття фізичної величини. Розмір і значення фізичної величини. Основне рівняння вимірювань 7

Тема 1.2. Поняття про систему фізичних величин. Основні і похідні фізичні величини. Міжна,родна система СІ 10

Розділ 2. Одиниці фізичних величин.

Тема 2.1. Визначення основних одиниць системи СІ. Правила утворення, найменування і позначення похідних одиниць 12

Тема 2.2. Кратні і частинні одиниці. Одиниці, які допускаються до використання поряд із одиницями системи СІ 18

Тема 2.3. Метрологічний нагляд і метрологічна служба 22

Розділ 3. Вимірювання фізичних величин.

Тема 3.1. Поняття про вимірювання. Метрологічні і технічні вимірювання. Результат вимірювання. Показники якості вимірювання 34

Тема 3.2. Похибки вимірювання 36

Тема 3.3. Види і методи вимірювань 39

Розділ 4. Засоби вимірювання.

Тема 4.1. Класифікація і структура вимірювальних приладів 42

Тема 4.2. Елементи конструкції вимірювальних приладів 47

Тема 4.3. Метрологічні характеристики і класи точності засобів вимірювань 49

Тема 4.4. Похибки засобів вимірювання 52

Розділ 5. Обробка результатів вимірювань.

Тема 5.1. Підготовка та виконання вимірювання. Виключення систематичних похибок 54

Тема 5.2. Природа і джерела випадкових похибок. Роль теорії ймовірності у вивченні випадкових похибок 57

Тема 5.3. Оцінка результатів вимірювання. Розрахунок математичного сподівання і дисперсії 60

Тема 5.4. Визначення грубих похибок 62

Тема 5.5. Розрахунок надійного інтервалу 65

Розділ 6. Стандартизація.

Тема 6.1. Мета, задачі, види і методи стандартизації 67

Тема 6.2. Органи і служби системи стандартизації 71

Тема 6.3. Суть, об'єкти та принципи стандартизації 72

Тема 6.4. Науково-технічні принципи стандартизації 75

Тема 6.5. Єдина система класифікації і кодування техніко-економічної інформації (ЄСККТЕІ) 77

Тема 6.6. Види і методи стандартизації 77

Тема 6.7. Міжнародна стандартизація 81

Розділ 7. Управління якістю і сертифікація продукції 82

Тема 7.1. Предмет, об'єкт і завдання сертифікації 84

Тема 7.2. Державна система сертифікації України 85

Тема 7.3. Комплексна система управління якістю продукції 97

Тема 7.4. Міжнародні стандарти ISO на системи якості 99

Вступ. Основні метрологічні поняття і визначення.

Вся практична діяльність людини тісно пов'язана з вимірюваннями. Дослідження космосу і мікросвіту, виробництво електроенергії і проведення найскладніших хірургічних операцій неможливі без використання кількісної інформації про властивості об'єктів, тобто про значення (числові) фізичних величин: механічних, теплових, електричних і тд.

Цю інформацію отримують в результаті вимірювань за допомогою електро-радіовимірювальних та інших вимірювальних пристроїв.

- Основні переваги електро-радіовимірювальних пристроїв:

- Універсальність;

- Дистанційність;

- Можливість вимірювання швидкозмінних величин;

- Висока чутливість.

Перший електро-радіовимірювальний прилад був призначений для вивчення атмосферної електрики,

Прототип електрометра побудований в 18 столітті (1743 році) російським фізиком-академіком Ріхманом.

- В 19 столітті були закладені основи електротехніки (закони Фарадея,принцип Ленца), розроблені методи електровимірювань (балістичний(1832 рік),компенсаційний (1841 рік), мостовий (1883 рік)).

- В 20 столітті виникли цифрові електро-радіовимірювальних прилади і почали застосовувати комп'ютерну техніку для обробки вимірювань

Основні терміни метрології визначено ДСТУ 2681-94.

Метрологія - наука про вимірювання, методи і засоби за­безпечення їх однаковості і способи досягнення потрібної точності.

Вимірювання - знаходження значення фізичної величини шляхом дослідження за допомогою спеціальних технічних засобів.

Однаковість вимірювань - такий їх стан, при якому ре­зультати виражено в узаконених одиницях, а похибки відомі з заданою вірогідністю.

Фізична величина - загальна в якісному відношенні вла­стивість фізичних об'єктів, проте в кількісному відношенні індивідуальна для кожного об'єкта.

За способом отримання чисельного значення вимірюваної фізичної величини всі вимірювання поділяють на чотири види: прямі, непрямі, сукупні та спільні.

Прямі вимірювання - такі, при яких значення вимірюваної величини знаходять безпосередньо з експерименталь­них даних - порівнянням її розміру з розміром, відтворюваним мірою, або у вигляді показника вимірювального приладу (вимірювання довжини лінійкою, температури - термометром, на­пруги - вольтметром). Міра - засіб вимірювання, призначений для відтворення фізичної величини заданого розміру (гиря, метр, стру­мові ваги).

Непрямі вимірювання - це ті, при яких значення вимірюваної величини знаходять за проміжним результатом пря­мих вимірювань інших величин, пов'язаних з вимірюваною відомою залежністю. Наприклад, потужність P = IU можна знайти за результатами вимірювання напруги U вольтметром і сили струму I амперметром.

Сукупні вимірювання виконують для кількох одноймен­них фізичних величин, значення яких знаходять розв'язанням сис­теми рівнянь. Наприклад, знаходження струмів в складному електричному колі методом контурних струмів.

Спільні вимірювання виконують для двох і більше неоднойменних фізичних величин, їхнє значення знаходять розв'язанням одного рівняння або системи рівнянь. Наприклад, температурний коефіцієнт опору провідника α_Т, можна визначити за результатами прямих вимірювань опору R провідника і його температури t, тобто за виразом R = R₀ (1 + αТ t), де R₀ — опір провідника при 0 °С.

Методи вимірювання — сукупність прийомів викори­стання засобів і принципів вимірювання. При вимірюванні елек­тричних величин застосовуються методи безпосередньої оцінки і порівняння.

Метод безпосередньої оцінки оснований на використанні вимірювальних пристроїв, шкали яких проградуйовано в одиницях вимірюваної величини. При цьому отримують значення вимірюваної величини безпосередньо, без будь-яких додаткових дій з боку особи, що виконує вимірювання, і без обчислень, крім множення його показників на постійну вимірювального приладу або ціну поділки.

З методів порівняння в електричних вимірюваннях частіш за інші використовуються: метод протиставлення, диференційний і нульовий методи.

Метод протиставлення полягає в тому, що на вихід порівнювального пристрою (компаратора) водночас подаються сигнали вимірюваної величини і однойменної їй величини, розмір якої відтворюється мірою, а співвідношення між ними визначають за вихідним сигналом порівнювального пристрою (наприклад, вимірювання напруги постійного струму за допомогою компенса­тора шляхом порівняння з ЕРС нормального елемента).

Диференційний метод вимірювання полягає в тому, що на вимірювальний прилад діє різниця вимірюваної величини і величи­ни, розмір якої відтворюється мірою.

Нульовий метод вимірювання полягає в тому, що резуль­тат вимірювання, рівний різниці між вимірюваною величиною і величиною, розмір якої відтворюється мірою, доводять до нуля.

Для вимірювання або перетворення фізичних величин будь-яким з розглянутих методів служать засоби вимірювання, до яких належать вимірювальні міри і набір мір, вимірювальні прила­ди і вимірювальні перетворювачі.

Засобами вимірювання називають технічні засоби, призначені для використання при вимірюваннях, і які мають нормовані метрологічні характеристики.

Метрологічні характеристики засобів вимірювання — характеристики, від яких залежить точність результатів вимірювання, виконуваних за допомогою цих засобів.

Вимірювальним приладом називають засіб вимірювання, призначений для вироблення сигналу у формі, доступній для безпо­середнього сприйняття вимірювальної інформації спостерігачем, завдяки наявності відлікового пристрою (вольтметр, амперметр).

Вимірювальний перетворювач - засіб вимірювання, при­значений для перетворення вхідного вимірювального сигналу у вихідний сигнал, зручний для подальшого перетворення, передачі, обробки і збереження вимірювальної інформації, але який не піддається безпосередньому сприйняттю спостерігачем (вимірювальний трансформатор, калібрований шунт тощо.).

Вимірювальна система — сукупність засобів вимірювання і допоміжних пристроїв, з'єднаних між собою кана­лами зв'язку.

Параметр вимірювального сигналу, що містить вимірювальну інформацію, називається інформативним параметром.

Еталон (міра) вимірювання, який забезпечує відтворення і (або) збереження одинииці з метою передачі її розміру нижчерозташованим у вивіряльній таблиці засобам вимірювання і офіційно затверджений як еталон.

Набір мір — комплект конструктивно відокремлених мір, застосовуваних в різних комбінаціях (магазин резисторів, магазин ємностей тощо).

Вимірювальна установка – сукупність функціонально-об'єднаних засобів вимірювання і допоміжних пристроїв для безпосереднього сприйняття і розміщення в одному місці вимір. Інформації (установка для випробування магнітних матеріалів, для перевірки вимір. трансформаторів струму).

Вимірювальна інформаційна система (ВІС) – сукупність засобів вимірювання і допоміжних пристроїв з'єднаних між собою каналами зв'язку, призначена для утворення сигналів вимір. Інформації в формі, зручній для автоматичної обробки.

Вимірювальний комплекс – призначені для отримання і обробки вимір. Інформації від складного об'єкта, необхідної для керування об'єктом (ГЕС, АЕС, ТЕС, ТЕЦ)

Електро і радіовимірювальні пристрої і вимірювання для перевірки, регулювання, налаштування та ремонту радіотелевізійної, комп'ютерної техніки та устаткування.

Особливості електричних і радіотехнічних вимірювань полягають в тому, що ел. вимірювання здійснюються при постійному і змінному струмі промислової частоти 50 Гц, а радіотехнічні – в дуже широкому діапазоні частот

Основними загальними характеристиками вимірювальних приладів є:

• Чутливість;

• Межа чутливості;

• Амплітудний діапазон - min і max значення вимірюваної величини;

• Вхідний опір;

• Точність вимірювання;

• Швидкодія;

• Метрологічна надійність.

- Чутливість - відношення зміни сигналу на виході приладу до зміни вхідної величини.

- Межа чутливості - min і max значення вимірювальної величини на вході приладу,при якому ще можна здійснити її відлік.

- Амплітудний діапазон - min і max (10 -…В).

- Вхідний опір – опір між затискачами приладу, до якого підключається об'єкт вимірювань.

- Точність вимірювання – параметр, що відображає близькість результату вимір. до дійсного значення вимірюваної величини.

- Швидкодія – час встановлення показів приладу.

- Метрологічна надійність – параметр,що залажить від наявних відмов приладу, пов'язаних з відступом параметрів за межі допуска