Былинушкин Константин Николаевич 28-02-2008 Стандартизация Обеспечивает нормативную базу, технический регламент

Вид материала

Содержание

Международные организации по стандартизации и метрологии.
Государственная система стандартизации (ГСС).
Органы и службы стандартизации.
Качество (понятие о качестве).
Типовая организация структуры системы сертификации третьей стороной.
Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способов достижения требуемой точности.
Основные термины и определения.
СИ (System International).
Методы измерений.
Государственные эталоны
Методы поверки средств измерений.
Погрешности измерений.

Подобный материал:

Былинушкин Константин Николаевич

28-02-2008

Стандартизация

Обеспечивает нормативную базу, технический регламент, имеет ссылки на сертификат. В РП 2003г. действует росcагентство по росcтехрегулированию и метрологии, на которые возложена обязанности координатора по направлениям: стандартизация, сертификация и метрология.

Правовыми основаниями деятельности этой организации, являются следующие федеральные законы:

Закон о единстве измерений 1993г.
О техническом регулировании 2003г.
О защите прав потребителей 1993г.

Стандартизация является правовой основой сертификации и метрологии. Основной задачей стандартизации является создание фонда нормированных документов – стандартов для проведения работ по сертификации продукции и услуг, обеспечению в стране единства измерений.

Сертификацию проводит третья сторона. По ISO – установление правил и норм с целью упорядочивания деятельности людей в самых разных сферах на пользу и при участии всех заинтересованных сторон. Стандартизация как система охватывает все виды деятельности людей.

Международные организации по стандартизации и метрологии.

Международная электротехническая комиссия МЭК 1906г. Занимается стандартизацией в области стандартов электрического тока. Состоит из 80 технических комитетов, 116 подкомитетов и 570 рабочих групп. Член ISO с 1946г.
ISO – международная организация по стандартизации. Организована в 1946г. Россия участник. Состоит из 156 ТК, 540 ПК и 900 РГ
МОЗМ – международная организация законодательной метрологии 1956г.
МОМВ – международная организация мер и весов 1875г. Задачей МОМВ является совершенствование метрической систем, обеспечение единообразия меры весов в международных масштабах путем разработки и хранения эталонов.

Государственная система стандартизации (ГСС).

ГСС – комплекс взаимосвязанных стандартов, определяющих цели и задачи стандартизации, структуры органов стандартизации, их права и обязанности, порядок разработки и утверждения стандартов.

ГОСТ 1.0-92 определяет следующие задачи и цели:

Способствовать техническому прогрессу, повышать эффективность производства и прогресса.
Повышение качества продукции при оптимальном уровне себестоимости.
Оптимальные затраты трудовых, материальных и энергетических ресурсов.
Обеспечение безопасности труда и окружающей среды.
Создание условий для развития экспорта качественных товаров и услуг.

Для достижения этих целей необходимо решить задачи:

Установление требований к качеству готовой продукции, а также качеству сырья, полуфабрикатов и изделий комплектации.
Установление норм требований и методов в области проектирования и производства продукции.
Развитие унификации и агригатирования (единообразия).
Установление единой системы показателей качества продукции, методов и средств ее испытания и контроля.
Обеспечение единства и правильности измерений в стране, разработка новых и совершенствование существующих эталонов единиц измерений, образцовых средств и измерительных приборов.
Разработка систем технической документации, классификации и кодирования продукции.
Совершенствование системной терминологии и обозначений в различных областях науки и техники.

В стандартах закладываются показатели, отражающие современные достижения отечественной и зарубежной науки и техники.

Техническое регулирование – правовое регулирование отношений в области установления, применения и исполнения обязательных требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации. А также в области установления и применения на добровольной основе требований в области к продукции...

Технический регламент – документ, который принят международной договоренностью РФ и устанавливает обязательные для применения и исполнения требований к объекту технического регулирования (продукции), в том числе строениям, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации.

Стандарт – нормативный документ устанавливающий нормы требований к объекту стандартизации.

Органы и службы стандартизации.

Государственная система стандартизации, ГОСТ 1.1-92 - ГСС, Устанавливает структуру и сложность стандартизации, их основные задачи, права и обязанности.

Система служб включает:

Государственные всероссийские службы стандартизации (ГОСТ, ГОСТР).
Отраслевые (ОСТ).
Республиканские (РСТ)
Службы предприятия (СТП, ТУ).

ГСС Российского технического регулирования (гос. стандарт), является всероссийским органом и несет ответственность за состояние развития стандарта, за проведение единой технической политики, а также в области сертификации.

Главными задачами являются:

Стандартизация показателя качества продукции, разработка важнейших стандартов межотраслевого значения, общий государственный надзор за внедрением и соблюдением стандартов.
Организация и проведение работ по сертификации продукции и услуг.
Совершенствование методов и средств измерений высшей точности и обеспечение единства и достоверности измерений.

Перечисленные задачи решают государственное техническое регулирование и его служб, в которые входят:

НИИ государственного технического регулирования.
Территориальные организации.
Главные информационно вычислительный центр.
Объединение МПО «Эталон».
Всероссийский институт повышения квалификации инженерно технических рабочих в области стандартизации, сертификации и метрологии.
Издательство стандартов.

Главным институтом государственного технического регулирования является:

ВНИИС.
ВНИИ по нормальному машиностроению (ВНИИНМАШ).
ВНИИ информации и кодирования.
Всероссийский информационный фонд ВНИИ метрологической службы.

Территориальные организации российского технического регулирования:

Республиканские центры метрологии и стандартизации.
Областные и краевые лаборатории государственного надзора за стандартами и изменениями технологий (ЛНГ).

Отраслевые организации:

Головные, создаются в министерствах, агентствах и т.д.
Базовые.

Службы стандартизации на предприятиях и их задачи:

Разработка стандартов и технических условий на выполненную продукцию.
Проведение унификации и стандартизации продукции и технической оснастки.
Внедрение стандартов на предприятии.
Осуществление норм-контроля технической документации разработки на предприятии.

Структура стандартизации топографо-геодезический организации в РФ:

ТК 404 – геодезия и картография ЦНИИГАИК.

ТК394 – геодезическая информация, росскартография.

ЦНИИГАиК – головная организация.

28-02-2008

Методы стандартизации.

Практические работы по стандартизации проводят различными методами:

Унификация.
Агрегатирование.
Типизация.
Симплификация

Унификация – наиболее распространенный и эффективный метод стандартизации, заключающийся в рациональном сокращении числа типов, видов и размеров объектов одного функционального назначения. Работы по унификации ведутся на заводских, отраслевых и межотраслевых уровнях. Международная унификация.

Агрегатирование – метод стандартизации, позволяющий создавать машины, приборы, оборудование и объекты строительства путем применения унифицированных агрегатов, установленных в изделия в различном числе и комбинациях. Все агрегаты (сборочные единицы) должны иметь полную взаимозаменяемость (геометрическую и функциональную) по всем эксплуатационным параметрам и присоединительным размерам.

Типизация – метод, заключающийся в разработке и установлении типовых конструктивных, технических, организационных и других решений.

Симплификация (упрощение) – метод стандартизации, являющийся разновидностью унификации и заключающийся в сокращении типов изделий в рамках определенной номенклатуры до такого числа, которое является достаточным для удовлетворения существующих потребностей на данное время. В процессе симплификации сокращаются наименее употребляемые виды, типы, марки материалов, полуфабрикатов, смазок и комплектующих.

Основное практическое применение в промышленной стандартизации и ее методов, является симплификация и кооперирование производства.

Специализация – представляет собой сосредоточение на определенных заводах, производства ограниченного вида изделий, что позволяет повысить уровень механизации и автоматизации производства, снизить трудоемкость и себестоимость изделий.

Стандартизация является нормативной базой взаимозаменяемости – важнейшего принципа проектирования производства и эксплуатации изделий.

Взаимозаменяемость – свойство независимо изготовленных деталей, узлов и агрегатов обеспечивать беспрепятственную сборку машин или приборов без пригонки друг к другу. Достигается за счет изготовления изделий с заданной точностью по геометрическим и физическим параметрам. В производстве различают полную, неполную и ограниченную взаимозаменяемость.

Качество (понятие о качестве).

Под качеством продукции понимается совокупность продукции, определяющая ее пригодность, удовлетворяющую тем или иным потребностям в соответствии с ее назначением (гост 15467-70 «Качество продукции, термины»).

Уровень качества – относительная характеристика качества продукции. Основана на сравнении совокупности показателей ее качества соответствующая совокупности базовых показателей.

Показатель качества – наличие характерных свойств продукции, входящих в состав ее качества, рассмотрение применения к определенным условиям ее создания, эксплуатации или потребления По ГОСТ 15467-70 определены 3 группы показателей использования при оценке качества:

Одиночные
Комплексные
Интегральные

Для оценки уровня качества продукции, все показатели качества делятся на:

Показатели назначения, характеризующие полезный эффект от использования продукции по назначению и обуславливающий область ее применения.
Показатель надежности и долговечности.
Показатель технологичности, характеризует эффективность конструктивных, технологических решений для обеспечения высокой производительности труда при изготовлении и ремонте продукции.
Эргономические – характеризуют систему «человек-изделие-среда» и учитывают комплекс гигиенических, физиологических, и психологических свойств человека. Проявляется в производстве и бытовых процессах.
Эстетические показатели (цвет, форма).
Показатели стандартизации и унификации.
Патентно-правовые показатели, характеризуют степень патентной чистоты и защиты изделия.
Экономические показатели – затраты на разработку, изготовление, эксплуатацию, потребление и утилизацию продукции.

Разработка системы показателей качества продукции дала возможность количественно выражать и измерять качество продукции. Измерением свойств качества продукции занимается наука – квалиметрия, тесно связанная со стандартизацией.

Сертификация.

Впервые понятие в 1980 в одном из комитетов ISO и звучит следующим образом: сертификат соответствия представляет собой действия, удостоверяющие посредством сертификата соответствия или знака соответствия, что изделие или услуга соответствует определенным стандартам или другим нормативным документам.

Заметим, что сертификация связана с понятием «соответствия продукции», имеет три разновидности:

Заявление о соответствии.
Аттестат о соответствии.
Сертификат о соответствии.

Заявление определяют как «заявление поставщика под его ответственность, вне рамок сертификационной системы, что продукция, технический процесс или услуга соответствует определенному стандарту. Заявление не подлежит юридической, административной или экономической ответственности поставщика.

Аттестация формулируется как «заявление испытательной лаборатории 3-ей стороны, что определенный образец находится в соответствии с определенным стандартом или документом, устанавливающий требование к продукции». Относится только к предоставленному к испытаниям образцу.

Под сертификацией соответствия понимается «гарантия 3-ей стороны в том, что с адекватной степенью достоверности, продукция, технологический процесс или услуга соответствует определенным стандартам или другим документам, устанавливающие требования к ним». В зависимости от объема мероприятий по обеспечению соответствия продукции установленным требованиям – степень достоверности изменяется.

С увеличением объема мероприятий по сертификации, возрастает себестоимость продукции. Причем при необходимости обеспечения соответствия с достаточным приближением к 100%, себестоимость резко возрастает. С другой стороны, чем меньше степень достоверности, тем больше затраты на эксплуатацию. Построив зависимость затрат на обеспечение соответствие и затрат на эксплуатацию, функция достоверности, можно установить определенный уровень достоверности.

<----- Затраты на производство

<----- Затраты на потребление

Система сертификации – система, имеющая свои собственные правила, процедуры и руководства для проведения сертификации соответствия. Система сертификации создана на трех уровнях:

Национальном.
Региональном.
Международном.

Схема сертификации – система сертификации, применение конкретных технологических процессов или услуг на которые распространяются одни и те же стандарты и правила.

13-03-2008

Разновидности системы стандартизации.

В зависимости от статуса, различают обязательные и функциональные.

Обязательные системы имеют место в тех случаях, когда стандарт в законодательном порядке становится обязательным к применению. Что требует обязательное подтверждение уполномоченными национальными органами соответствия продукции требования этих стандартов.

В первую очередь стандартизации и сертификации подлежат продукты питания, медицинские препараты, продукция легкой промышленности, некоторые виды оборудования которые могут нанести вред здоровью или окружающей среде.

Факультативные не являются обязательными, однако, их введение способствует улучшению качества продукции, повышение ее конкурентоспособности.

Самосертификация – мероприятия по обеспечению качества продукции соответствию требованиям стандартов. Проводится предприятиями без участия сторонних организаций.

Система сертификации 3-ей стороной по ISO:

Основана на проведении типовых испытаний образцов продукции на соответствие требований стандартам специально установленных испытательным органом. Цель – подтверждение соответствия предоставленного для испытания образца установленным требованиям.
Основана на проведении типовых испытаний с последующим контролем качества продукции путем периодического контроля испытуемых образцов взятых из сферы торговли. Цель – проверить качество серийно выпускаемой продукции. Недостаток – констатация несоответствия происходит когда продукция поступила на реализацию.
Основана на проведении типовых испытаний с последующим контролем качества, путем проведения периодического испытания образцов, взятых перед отправкой на реализацию. В отличии от системы «2», это обеспечивает возможность приостановки отправки продукции в случае ее несоответствия.
Основана на проведении испытаний как «1,2,3» с последующим контролем качества продукции путем периодического контроля качества, взятых как из сферы торговли, так и с производства. Недостаток – констатация несоответствия осуществляется после того как продукция изготовлена и на производство затрачены средства.
Основана на проведении типичных испытаний и на оценке системы обеспечения качества продукции на предприятии с последующим контролем качества продукции путем проведения периодических контрольных испытаний образцов, взятых из сферы торговли и с производства. Система позволяет оценить не только качество продукции, но и возможность предприятия выполнить продукцию требуемого уровня качества.
Основана только на проведении оценки систематического обеспечения качества продукции на предприятии. Эту систему иногда называют аттестацией предприятием изготовителем. Эта система применяется тогда, когда стандарт не регламентирует требование конечной продукции, лишь установив требование к виду производства.
Основана на испытании выбором из каждой изготовленной партии продукции. Решение об отгрузке партии принимается по результатам выборки. Для этого вида сертификации требуется определенный объем выборок, который зависит от установленного приемлемого уровня качества и размеров изготовленной партии.
Основана на проведении испытания каждого единичного изделия на соответствие требованиям стандарта. При этом виде сертификации, ответственность поставщика за соответствие продукции установленным требованиям выше чем при использовании предыдущих. Система применяется для технически сложных, ответственных, дорогостоящих изделий.

Типовая организация структуры системы сертификации третьей стороной.

Во главе каждой системной сертификации состоит орган, осуществляющий контроль и функционирование. Он руководит действиями законодательства и нормативными актами страны по организации контроля качества определенных видов продукции, обязательно выполнение стандартов.

Сертификационный орган должен выполнить все функции третьей стороны по проведению испытаний контроля качества продукции на предприятии и в сфере торговли, организация надзора. Для этого сертификационный орган располагает испытательными подразделениями, специальным штатом контролеров.

Основные функции сертификационного органа:

Разрешение порядка проведения сертификации в рамках системы.
Аттестация и ведение перечня уполномоченного испытательной лабораторией.
Оценка системного обеспечения качества продукции на предприятии изготовителе.
Принятие решения о допуске предприятия к системе сертификации.
Выдача сертификата соответствия или лицензии на право маркировки продукции знаком соответствия.
Ведения перечня сертификации продукции.
Рассмотрение споров о качестве сертифицированной продукции.

По своему статусу структуры сертификационных органов в разных странах различны. Система сертификации третьей стороны могут быть созданы:

При ассоциации предприятии изготовителе.
При Основных потребителях продукции
При крупных торговых организациях
При национальной организации по стандарту.
При частных организациях.

Параметрическая стандартизация.

Параметр – одно из свойств предмета. В стандартные параметры машин, приборов и оборудования, размеры различных изделий назначаются не случайно, а согласно рядам предпочтительных чисел. Выбор размеров частот выбора мощности, грузоподъемности, из определенного ряда позволительных согласований параметров изделий, работающих совместно, но изготовленных в различных отраслях на различных заводах.

Предпочтительными называют числа, которые рекомендуется применять перед другими при выборе величины параметров на вновь созданное изделие во всех отражениях экономики. В нашей стране действует ГОСТ 8032-56 «предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел», разработанные по рекомендации ISO. по экономическому статусу установлены 4 основных ряда предпочтительных чисел:

R5 f = ⁵√10 1; 1.6; 2.5; 4; 6.3

R10 f = ¹⁰√10 1; 1.25; 2; 2.5; 3.15; 5; 6.3; 8

R20 f = ²⁰√10

R40 f = ⁴⁰√10

R80 f = ⁸⁰√10

В машиностроении и приборостроении применяется R10. В некоторых отраслей, как обувная, швейная, строительная, применяются ряды предпочтительных чисел построенных по арифметической прогрессии. В электротехнике, радиотехнике часто применяются ряды построенные по:

E3 f = ³√10

E6 f = ⁶√10

E12 f = ¹⁰√10

27-03-2008

Метрология.

Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способов достижения требуемой точности.

Метрология занимается: общей теорией измерения, единством измеряемых величин и их систем, методами и средствами измерений, методами передачи размеров единых величин, физических величин от эталонов к рабочим средствам измерений (поверкой средств измерений).

В РФ разработана и действует государственная система измерений ГСИ (комплекс взаимоувязанных стандартов, определяющих порядок метрологического обеспечения страны).

Основные термины и определения.

Измерение – нахождение значения физической величины с помощью специальных технических средств (имеющих нормальных характер).

Физическая величина – свободная, общая в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальна для каждого. Физическая величина, которая в качественном и количественном отношении отражала бы свойства объекта, называется истинной физической величиной.

Действительным значением физической величины называется такое значение, которое настолько приближенно к истинному, что для данной цели может быть использовано вместо него. Получаем с помощью более точных приборов по сравнению с измеряемым.

Измерения бывают двух видов: техническими и метрологическими. Основная часть измерений – технические, в быту, в науке и технике. Метрологические – передача размеров от эталона к рабочим средствам измерений (поверка).

Метрологическая служба – сеть государственных и ведомственных метрологических органов, основная задача которых – обеспечить в стране, в отдельном ведомстве, единства всех измерений.

Единство измерений – такое состояние средств измерений, когда они являются в указанных (узаконенных) единицах физических величин, а их погрешности известны с заданной вероятностью и их метрологические характеристики средств измерений соответствуют нормам.

Метрологическая характеристика – точность (погрешность), диапазон измерений.

Правовой основой деятельности метрологических служб – закон от 1993 года «О единстве измерений».

Под метрологическим обеспечением понимается выполненный всеми предприятиями, учреждениями, институтами комплекса работ включающих:

Установление характеристик или параметров продукции, подтверждающих её качество.
Обеспечение рациональной номенклатуры средств измерений применительно на производстве.
Обеспечение точности и надежности результатов измерений.

Метрологическое обеспечение страны путем проведения следующих мероприятий:

Стандартизация методик и средств измерений.
Стандартизация единиц физических величин.
Установление количественных характеристик, характеризующих качество продукции.
Метрологическая экспертиза средств измерений (проектов средств).
Государственный надзор за средствами измерений.

Единица физической величины – физическая величина, которой по определению присвоено значение «1». Измерить какую-либо физическую величину, значит сравнить ее с единицей физической величины.

Формула измерения: Q = n[Q]

Q – измеряемая физическая величина;

n – коэффициент;

[Q] – единица физической величины.

Измерение физических величин выполняется путем ее сравнения в ходе эксперимента с величиной принятой за единицу физической величины. Результатом будет число, показывающее соответствие измеряемой величины с единицей физической величины.

По условию зависимости от других физических величин делятся на основные (условно независимые) и условно независимые.

Физические величины классифицируют по ряду признаков и им соответствует несколько классов. По отношению сигналов на активные и пассивные.

Активные – физические величины, которые могут преобразовать сигнал измеряемой информации без использования вспомогательных источников энергии (I, t).

Для измерения пассивных величин (R, L, m), необходимо использовать вспомогательные источники энергии, с помощью которых создается сигнал измерительной информации. При этом измеряемые пассивные величины преобразуют в пассивные. Для измерения R через цепь пропускают ток и измеряют падение напряжения.

По признаку аддитивности физические величины разделяются на аддитивные (экстенсивные, расширяющиеся, удлиняющиеся) и на не аддитивные (интенсивные).

Аддитивные – физические или энергетические свойства объекта. К ним применимы операции сложения и вычитания (длина, сила тока, масса, время). Их можно измерить по частям, а также воспроизводить с помощью многозначной меры.

Не аддитивные величины: удельная электропроводность, вязкость – непосредственно не измеряются, а преобразуются в измеряемые величины или измеряются путем косвенных измерений.

Физическая величина характеризуется свойствами вещей и материалов. Лучше всего производятся с помощью стандартных образцов.

СИ (System International).

Наиболее современной формой метрологической системой мер является международная система единиц СИ. Ее преимущества:

Универсальность (охватывает все области измерений).
Согласованность (все производные единицы образуются по единому правилу, исключает появление в формуле коэффициентов и упрощает расчет). Возможно создание новых производных единиц по мере прогресса науки и техники.

К достоинству системы СИ следует отнести четкие определения понятия массы, веса и силы, благодаря введению различных по наименованию единиц измерений.

Масса характеризует инерциальность тел и веществ или их способность создавать гравитационное поле, а вес – силу, возникающую впоследствии взаимодействия с гравитационным полем.

Основные единицы физических величин
Наимен.	Размерн.	Обозн.	Назв.	Русск.	Межд.
Длина	L	l; L	метр	М	m
Масса	M	m; M	килограмм	кг	kg
Время	T	t; τ	секунда	с	S
Сила тока	I	I	ампер	А	A
Температура	Θ	T	кельвин	К	K
Кол. вещ.	N	n	моль	моль	mol
Сила света	J	J	кандела	Кд	Kd
Плоск. угол	1	α; β	радиан	рад	rad
Телесн. угол	1	ω; λ	стеридиан	ср	Sr

Наряду с основными и производными единицами в СИ допускается применение 10-ных кратных единиц. Умножение исходной единицы на число 10 в n степени, где n может быть положительным и отрицательным числом.

10³ – кило 10^-3 - мили

10⁶ – мега 10^-6 - микро

10⁹ – гига …

10¹² – тера …

10¹⁸ – экса 10^-18 – амо

10.04.2008

Виды и методы измерений.

По способу получения числового значения величины, измерения делятся:

Прямые
Косвенные
Совокупные
Совместные

Прямыми называются измерения, при которых искомые значения физической величины определяются непосредственно из опыта по формуле A = CX.

A — значение измеряемой величины

С — цена деления шкалы

X — отчет по индикаторному устройству измерительной шкалы

Косвенные измерения, результат которого определяют на основании прямых измерений величины, связанной с измеряемой величиной известной зависимостью

A = f(a1,a2,aN)

Совокупные — проводимые одновременно измерения нескольких одноименных физических величин, при которых значения искомых величин находят в результате решения системы уравнений, получаемых при прямых измерениях.

Совместные — выполняемые одновременно измерения двух или более не однородных величин для нахождения функциональных зависимостей между ними.

Методы измерений.

При измерениях используют разнообразные методы (ГОСТ 16263-85, совокупность приемов, принципов и средств измерений). Для прямых измерений можно выделить два метода:

Непосредственные оценки
Сравнение с мерой разновидности

2.1. Метод противопоставления

2.1. Дифференциальный

2.3. Нулевой

2.4. Совпадений

2.5. Замещения

2.6. Поэлементный

2.7. Комплексный

Метод непосредственной оценки обеспечивает получение измеряемой величины непосредственно по отчетному устройству измерения прибора прямого действия (измерение на весах, амперметром, мономером и т.д.).

Точность измерений этим методом бывает ограниченной, но быстрота измерений делает его незаменимым для практического применения. Наиболее многочисленной группой средств измерений используемых при этом методе — являются показывающие. Измерения с помощью счетчика, также относят к методу непосредственной оценки. Этот метод реализуется в самопишущих приборах.

Для выполнения особо точных измерений применяют метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину сравнивают с величиной воспроизводимой мерой (измерение массы на рычажных весах).

При этом методе уменьшается воздействие влияющих величин на результаты измерений, так как они более или менее равномерно искажают сигналы измерительной информации. Как в цепи преобразования измеряемой величины, так и в цепи преобразования величины воспроизводимой меры.

Дифференциальный (разностный) метод основан на измерении разности между значениями измеряемой и известной ( воспроизводимой меры). Метод обеспечивает получение результатов с высокой точностью даже в случае использования относительно грубых средств для измерения разности. Реализация этого метода возможна только при условии воспроизведения с высокой точностью известной величины, значение которой близко к измеряемой. Компаратор — прибор сравнения.

Нулевой - метод сравнения с мерой, в которой результирующей эффект воздействия величины на прибор доходит до нуля. Подобным методом определяют сопротивление.

Дифференциальный и нулевой методы широко применяются во всех видах измерений от производственных до сличения эталонов Это связано с тем, что используются меры (гиря, катушка, сопротивление), точнее по сравнению с соответствующим по стоимости с типом распространения приборами.

Метод совпадений – метод сравнения с мерой, в котором разность между значениями исходной и воспроизводимой мерой величин, измеряют используя совпадение отметок шкал или пересечение сигналов (совпадение основной и нониусной шкал).

Метод замещения основан на сравнении с мерой, при котором измеряемую величину замещают известной (взвешивание с поочередным перемещением массы и гири на одну чашу весов). Состоит в применении многозначных мер (наборы гирь, батарей).

Поэлементный метод…

Комплексный основан на измерении суммарного показателя качества, на который оказывают влияние отдельные составляющие (измерение радиального биения).

Классификация измерений:

По характеру точности различают равноточные и неравноточные.
По числу измерений – однократные и многократные.
По отношению к измерению измеряемой величины на статические и динамические.
По метрологическому назначению на технические и метрологические.
На абсолютные и относительные
По способу получения результатов измерений на прямые, косвенные, совокупные и совместные.

17.04.2008

Эталоны

Для того, чтобы обеспечить тождественность единиц, в которых проградуированы средства измерений одной и той же физической величины, необходимо устройство, которое воспроизводит, хранит и передает размеры единиц, применяемых к средствам измерений.

Производство, хранение и передачу размеров осуществляют с помощью эталонов и образцовых средств измерений. Эталоны представляют собой средства измерений или комплекс средств, обеспечивающие воспроизводство и хранение единицы с целью передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений, выполнены по особой спецификации и сертифицированы в установленном порядке.

Создание, хранение и применение эталона, придание им силы закона, контроль за их состоянием – подчиняется единым правилам ГОСТ 8.057-80 и ГОСТ 8.372-80

Классификация эталонов:

Государственные эталоны

| |

Первичный Вторичный

Вторичные эталоны__________________

| | | |

Эталон копия Эталон свидетель Эталон сравнения Рабочий эталон

Первичный эталон обеспечивает воспроизведение единицы с наивысшей в стране точностью при н.у. Некоторые физические величины приходится измерять в различных условиях. В связи с чем появилось множество методов и видов средств измерений приспособленных к этим условиям.

Вещества могут находится в разных фазах – так методы, средства и условия поверки должны учитывать это. Возникает необходимость иметь эталоны не только для обычных, классических, но и для других условий.

Специальный эталон – обеспечивает воспроизведение единицы в особых условиях и заменяет в н.у. первичный эталон.

Каждый из государственных эталонов утверждается государством. Хранение единицы в состоянии обеспечить их неизменность во времени и передачу размеров всем в стране средствам измерений осуществляется с помощью вторичных эталонов и образцовых средств измерений.

Вторичный эталон создают и утверждают в случае необходимости организацией поверочных работ и предохраняет государственных эталон от излишнего износа. Действительность значения величины, воспроизводимой вторичным эталоном, устанавливают по результатам его сличения с государственным эталоном.

По метрологическому назначению вторичные эталоны делятся на:

Копии.
Свидетеля.
Сравнения.
Рабочие.

Копия применяется вместо государственного для передачи его размера рабочим эталонам.

Свидетель для проверки сохранности государственного эталона и для замены его в случае порчи или утраты.

Сравнения применяют для сличения эталонов, которых по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличим друг с другом, находятся в различных органах метрологической службы и их нельзя транспортировать.

Рабочий применяется для хранения единицы и передачи ее размера образцовым средствам измерений высшего порядка и при необходимости точным мерам и измерительным приборам.

Вторичные эталоны выполняют в виде комплекса средств измерений одиночного эталона, группового эталона и набора эталонов (групповой эталон вольта включает группу из 20 нормальных элементов).

Эталонный набор мер измерительных приборов позволяет хранить единицу или измерительную величину в определенном диапазоне, в котором отдельные меры имеют различные значения. Аналогично групповым, различают наборы постоянного и переменного состава.

Государственные эталоны хранятся в метрологических институтах государственного стандарта, которые ведут исследования эталона и применение их для передачи вторичным эталонам.

Вторичные эталоны используют в метрологических институтах и других крупных органах государственной метрологической службы. По разрешению Госстандарта допускается их хранение и применение в органах ведомств метрологической службы.

Кроме национальных эталонов существуют международные эталоны, хранящиеся в международных бюро мер и весов.

Эталонная база России имеет 114 государственных эталонов и более 250 вторичных. Из них 52 находятся в ВНИИМ, в том числе эталоны метра, килограмма, Ампера, Кельвина и радиана. 25 во ВНИИ физико-техническом и радиотехнических измерений, Москва, (эталон времени и частоты). 13 во ВНИИ оптико-физических измерений (Кандела). 5 и 6 в Уральском и Сибирском институтах метрологии.

За эталон метра в 1983 году было принято расстояние пошедшее светом в вакууме за 1/29979458 долю секунды. Данное определение метра было закреплено в декабре 1985 года. После утверждения единицы эталонов времени, частоты и длины.

Метод организован одним из следующих способов, рекомендуемый международной организацией мер и весов: через длину пути L, проходя в вакууме за промежуток t.

L = c₀t

Методы поверки средств измерений.

Поверка средств измерений (СИ) – установление органом государственной метрологической службы или другой официально установленной организацией, пригодности СИ к применению на основании экспертных определений метрологических характеристик, подтверждающих их соответствие установленным обязательным требованиям.

Поверке подвергаются все средства измерений, попадающие под действие закона «Об обеспечении единства измерений». Средства измерений применяемые в видах деятельности, но не перечисленные в законе, аттестуются путем калибровки.

Калибровка СИ – совокупность, определяющая установленное соотношение между значением величины полученной с помощью данного СИ и значением величины определяемой с помощью эталона, с целью получения действительных характеристик СИ.

По сути операции по поверке и калибровке СИ идентичны, принципиальное отличие состоит в том, что поверка осуществляется органом государственной метрологической службы.

Поверочная схема – основной метрологический документ, устанавливающий соподчиненность средств измерений при передаче размера единицы физической величины от эталона и образцовых средств измерений к рабочим средствам с указанием методов и точности передачи.

Поверочные схемы бывают государственных ведомств и локальными. Поверочная схема – чертеж с текстовой пояснительной частью и оформляется в виде ГОСТА или МИ.

Методы поверки.

Существуют следующие методы поверки СИ:

Метод непосредственного сличения.
Метод сличения с помощью компаратора.
Метод прямых измерений.
Метод косвенных измерений.

Поверка по методу непосредственного сличения выполняется путем измерения одной и той же величины (неизвестной) эталонным и проверяемым средствами измерений и сравнения полученных результатов. Этим методом поверяются, например, электрические измерительные приборы.

Метод сличения с помощью компаратора – в случае когда непосредственное сличение СИ по каким-либо причинам невозможно. Здесь физическую величину, воспроизводимую эталоном СИ передают вспомогательному устройству – компаратору, с которым затем сличается проверяемая СИ. Этим методом обычно сличают меры длины и массы.

При методе прямых измерений используют один поверяемый прибор, которым измеряют неизвестную величину. При построении поверочных схем должны быть соблюдены соотношения погрешности между эталоном и измерением. Если при поверке вводятся поправки – это соотношение принимают равным 1/3. А в случае, если поправки не вводятся, исходя из критерия ничтожно малой погрешности, соотношение устанавливают от 1/5 до 1/10. Для особо точных СИ, при введении поправок это соотношение может достигать ½.

S – средняя квадратичная погрешность измерения плоского угла.

Θ – систематическая погрешность.

Δ – Абсолютная погрешность рабочего средства измерения.

24.02.2008

Средства измерений.

Называют техническое средство, используемое при измерениях, имеющая нормированные метрологические свойства (нормированные погрешности) и средства измерения отношений:

Меры.
Измерительные приборы.
Измерительные преобразователи.
Установки.
Системы.

Их части объединены в более-менее сложные комплексы: измерительные установки и измерительные системы.

Мера – средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. Например, гиря – мера массы, измерительный резистор – мера сопротивления. К мерам относят стандартные образцы и образцовые величины.

Стандартный образец – мера для воспроизведения единицы величины, характерных свойств или составных веществ и материалов.

Образцовое – вещество с известными свойствами, воспроизводимое при соблюдении условий приготовления указанное в спецификации. Например, «чистая» вода, «чистые» газы, «чистые» металлы.

Меры подразделяются на многозначные и однозначные. Например, 1 гиря – однозначная, набор гирь – многозначная мера.

Образцовые - предназначены для передачи размеров единиц физических величин от эталонов рабочим средствам. Общие требования установлены ГОСТ 8.382-80.

Образцовыми средствами измерений являются меры, измерительные приборы и устройства прошедшие метрологическую аттестацию и утвержденные органом государственной или ведомственной метрологической службы в качестве образцовых. По назначению различают исходные и подчиненные средства измерений.

Исходные – образцовые средства измерений от которых размеры единицы передают с наивысшей для данной метрологической службы точностью.

Образцовые средства 1 разряда поверяются на рабочих эталонах, а 2 и последующих разрядов по образцовым средствам предшествующих разрядов.

Разделение средств измерений на образцовые и рабочие определяют их метрологические свойства. Различные экземпляры одного и того же средства измерений могут выполнять функции образцовых и рабочих средств, однако экземпляр средств измерений, выполняющий функции образцового не применим для обычных технических измерений.

Измерительные приборы представляют собой средства измерений, предназначенные для получения сигнала измерительной информации в форме доступной для непосредственного наблюдения. По способу определения значения измеряемой величины, различают приборы прямого действия и приборы сравнения.

Приборы прямого действия (непосредственной оценки), обеспечивают получение значения измеряемой величины на отсчетном устройстве. Такие приборы состоят из нескольких элементов, осуществляющих необходимые преобразования измеряемой величины, сигнал того или иного вида.

Отличительной особенностью прибора прямого действия, является то, что результаты, получаемые с их помощью, не требуют сравнения с показаниями образцовых средств измерений.

В приборе сравнения, значение измеряемой величины определены сравнением с известной величиной соответственно восприятию ее меры. Для сравнения измеряемой величины с мерой используют компенсационные или мостовые схемы.

Характерной особенностью приборов, основанных на методе сравнения, что погрешность измерений с их помощью определяется в основном погрешностью мер, с которыми сравнивают измеряемые величины.

По способу обработки показаний различают показывающие и регистрирующие приборы измерений. Показывающие приборы подразделяют на аналоговые и цифровые.

Аналоговые приборы – стрелочные, с отсчетным устройством, состоят из двух элементов: шкалы и указателя. Показания – непрерывная функция измеряемой величины.

Цифровые – автоматически вырабатывают сигналы (дискретные) измерительной информации, представляя в цифровой форме. По сравнению со стрелочными, цифровые имеют ряд преимуществ: процесс измерения автоматизирован, что исключает появление погрешности от работы оператора; малое время измерений, результат просто отображается в цифровой форме; удобно для ЭВМ.

Регистрация измерений прибора подразделяется на самопишущие, выдающие показания в виде диаграмм, и печатающие, которые выдают результат измерений в цифровой форме на бумаге.

Регистрирующие приборы находятся в широком применении при измерении физических величин – параметров, процессов им свойственных объектов в различных режимах.

Измерительные преобразователи по ГОСТ 16263-70 – средство измерений, служащее для выработки сигнала измерительной информации в форме удобной для передачи длины, преобразовании, обработке и хранении, но не подлежащее непосредственному воспроизведению наблюдателя. Преобразование физической величины называется входной, а результат выходной величиной.

Связь между ними установлена функцией преобразования. Если в результате преобразования физическая величина не изменяется, а функция преобразования является линейной, то преобразование называется масштабным или линейным усилителем. Измерительные преобразователи являются составной частью измерительных приборов, различных систем автоматического контроля или регулирования тех или иных процессов.

По месту в приборе измерительные преобразователи различаются на: первичные, к которым подводится измеряемая физическая величина; передающие, на выходе обрабатываемой величины для ее регистрации и передачи на расстояние; промежуточные, расположенные после первичных.

Вспомогательные средства измерений включают средства влияющие на метрологические свойства другого средства при его применении или поверке.

Измерительное устройство представляет собой совокупность функциональных средств измерений предназначенных для выработки сигналов измерительной информации в форме удобной для воспроизведения наблюдателя и расположенное в одном месте.

Измерительные системы предназначены для выработки сигналов измерительной информации в форме удобной для автоматической обработки, передачи и использования результатов измерений для управлениями процессами производства. В составе таких систем могут входить преобразователи одних величин в другие, схема автоматической регистрации, меры и измерительные приборы.

Погрешности измерений.

Теоретически, погрешность измерений – это разность между показаниями прибора и истинным значением измеряемой величины.

∆x = x_приб – x_ист

∆ = S_случ + Θ_сист

Погрешности средств измерений классифицируются по следующим признакам:

По характеру проявления – систематические и случайные.
По отношению к условию применения – основные и дополнительные.
По отношению к измеряемой величине – динамические и статические.
По способу выражения – абсолютные и приведенные.
По способу суммирования – аддитивные и мультипликативные.

Нормированные метрологические характеристики средств измерений – наиболее рациональная совокупность состояний погрешности конкретного типа средств измерений, установленная нормативными документами на средства измерений.

Основная погрешность средств измерений – погрешность средств измерений определенная в н.у. его применения.

∆ = ±a∆ = a + bx

Дополнительная погрешность средств измерений – погрешность возникающая вследствие отклонения одной из влияющих величин от ее нормального значения.

Абсолютная погрешность средств измерений – погрешность выраженная в единицах измеряемой величины.

∆x = x_приб - x_ист

Относительная погрешность – отношение абсолютной погрешности к истинному значению.

δ = ∆x / x_ист * 100%

Приведенная:

γ = ∆x / x_N * 100%

x_N – (нормируемое значение) условно принятое значение, равное или верхнему пределу измерений, или диапазону, или длине шкалы.

Blog

Былинушкин Константин Николаевич 28-02-2008 Стандартизация Обеспечивает нормативную базу, технический регламент

Содержание