1 Основы метрологии. (1). О сновы метрологии
 Скачать 0.58 Mb.
|
|
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА (ПЛАН) ЗАНЯТИЯ № 1 Группа Дата Дисциплина ОП.03 Метрология, стандартизация и сертификация Тема занятия О сновы метрологии. Вид занятия Лекция Цель занятия Образовательная- Основные термины, применяемые в метрологии . Понятие метрологического обеспечения, обеспечение разных видов работ. Воспитательная - формирование интереса к изучаемой дисциплине Развивающая- развитие познавательных способностей обучающихся Ре зуль та т Формирование профессиональных компетенций ПК 3.2. Обеспечивать профилактику и безопасность условий труда на нефтяных и газовых месторождениях. Формирование общих компетенций ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество. ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития. Должны знать Основные термины, применяемые в метрологии Понятие метрологического обеспечения, обеспечение разных видов работ Должны уметь Применять основные термины, применяемые в метрологии Показатели оценки результата Демонстрация заинтересованности в изучении будущей профессии Иметь общее представление о метрологии. Законы метрологии. Средства Наглядные пособия: плакаты, презентация, опорные конспекты, методические обучения указания Основная литература Метрология, стандартизация и сертификация в энергетике [Текст]: учеб. пособие / С.А. Зайцев, А.Н. Толстов, Д.Д. Грибанов, Р.В. Меркулов. – 4-е изд.стер. - М.: Академия, 2015. – 224 с. СОДЕРЖАНИЕ ЗАНЯТИЯ № этапа Этапы занятия, учебные вопросы, формы и методы обучения Временная регламентация этапа (мин.) 1 Организационный этап: 5 - проверка готовности студентов к занятию; - проверка посещаемости; - сообщение темы и целей занятия. 2 Мотивационный момент: Актуализация знаний 20 3 Изучение нового материала 40 Лекция Точки контроля, ВСР, экзамен 4 Подведение итогов занятия 20 4.1 Обсуждение и оценка результатов самостоятельной работы (рефлексия) 4.2. Домашнее задание 2, с.6-11 4.2 Выставление оценок 1. Метрология 1.1. Основные термины, применяемые в метрологии Метрология — наука о весах и мерах. Термин «метрология» произошел от греческого metron — мера и logos — учение, слово. Основные направления метрологии: общая теория измерений; единицы физических величин и их системы; методы и средства измерений; методы определения точности измерений; основы обеспечения единства измерений и единообразия средств измерения; эталоны и образцовые средства измерений; методы передачи размеров единиц от эталонов и образцовых средств измерений рабочим средствам измерений. Предмет изучения метрологии — методы и средства, позволяющие проводить учет продукции, исчисляющейся по массе, длине, объему, расходу, мощности, энергии; измерения для контроля и регулирования технологических процессов и для обеспечения функционирования транспорта и связи; измерения физических величин, технических параметров, состава и свойств веществ, проводимые при испытаниях и контроле продукции. Основные термины, применяемые в метрологии: Физическая величина — свойство какого-либо объекта, процесса, отличающее его в количественном отношении от других, схожих с ним по качеству, физических объектов. Измерение — совокупность операций по нахождению значения физической величины с помощью специальных технических средств с учетом экспериментального сравнения данной физической величины с однородной физической величиной, значение которой принято за единицу. Единица физической величины — физическая величина, которой по определению присвоено значение, равное единице. Система единиц физической величины — совокупность основных единиц, служащих базой для установления связей с другими, производными, физическими единицами. Единство измерений — такое состояние измерений, при котором результаты выражены в. узаконенных единицах и погрешности измерений известны с заданной вероятностью. Погрешность измерений — отклонение полученного результата измерений от истинного, установленного экспериментальным путем теоретического значения измеряемой величины. Средства измерений — технические средства с нормированной погрешностью, используемые при измерениях единицы величины; по техническому назначению подразделяются на меры, измерительные приборы, измерительные преобразователи, вспомогательные средства измерений, измерительные установки и измерительные системы. Эталон — предназначенная для воспроизведения и хранения единицы величины высокоточная мера. С помощью эталона размер единицы передается нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений. Мера — средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера (кварцевый генератор является мерой частоты электрических колебаний). Измерительный прибор — средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдатем. Измерительный преобразователь — средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации, не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем. Измерительная установка - совокупность функционально объединенных средств измерений (мер, измерительных презователей) и вспомогательных устройств, расположенных в одном месте, предназначенных для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем. Измерительная система — совокупность средств измерений, вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, предназначенных для выработки сигналов измерильной информации в удобной для автоматической обработки, передачи и использования форме. Понятие метрологического обеспечения, обеспечение разных видов работ Метрологическое обеспечение — установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерений. Единство измерений — подразумевает, что результаты измерений выражены в узаконенных единицах, погрешности измерений известны с заданной вероятностью. Научной основой метрологического обеспечения является метрология. Цели метрологического обеспечения: повышение качества продукции; оптимизация управления производством; • обеспечение взаимозаменяемости деталей, узлов и агрегатов; • повышение эффективности научно-методологических работ, экспериментов и испытаний; • оптимизация системы учета; • повышение эффективности мероприятий по профилактике, диагностике и лечению болезней; • оптимизация системы нормирования и контроля условий тру- да и быта людей; • улучшение качества охраны окружающей среды; • оптимизация системы оценки природных ресурсов; • повышение уровня автоматизации управления транспортом и безопасности движения; • обеспечение высокого качества и надежности связи. Единая Государственная система метрологического обеспечения включает: • системы государственных эталонов единиц физических величин; • системы передачи размеров единиц физических величин от эталонов ко всем средствам измерений с помощью образцовых средств измерений; • системы разработки, постановки на производство и выпуска в обращение рабочих средств измерений; • системы обязательных государственных испытаний средств измерений, предназначенных для серийного или массового производства и ввоза их из-за границы партиями; • системы государственной и ведомственной поверки или метрологической аттестации средств измерений; • системы стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов; • системы стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов. Общие единые правила и нормы метрологического обеспечения устанавливаются в стандартах Государственной системы обеспечения единства измерений (ГСИ). ГОСТ 1.25- 76 «Метрологическое обеспечение. Основные положения» регламентирует метрологическое обеспечение на различных уровнях управления и производства. Метрологическое обеспечение испытаний продукции предполагает: • наличие необходимых средств измерений, зарегистрированных в Госреестре; • наличие испытательного оборудования, соответствующего требованиям нормативных документов на методики проведения испытаний; • применение аттестованных методик выполнения измерений; • наличие протоколов первичной и периодической аттестации испытательного оборудования, графиков их проведения; • удовлетворительное состояние средств измерений и испытательного оборудования, наличие и соблюдение графиков их поверки и аттестации • условия размещения испытательного оборудования и средств измерений; • соблюдение условий выполнения измерений и испытаний; • наличие и достаточность средств измерений, представленных для проведения периодической аттестации испытательного оборудования. Основные процедуры, проводимые в рамках метрологического обеспечения предприятия: анализ состояния измерений, разработку и осуществление на его основе мероприятий по совершенствованию и упорядочению измерительного дела на предприятии; создание и внедрение современных методик выполнения измерений и средств измерений, испытаний и контроля; проведение метрологической экспертизы, конструкторской, технологической и нормативно-технической документации для обеспечения выполнения требований соответствующих стандартов ГСИ и отраслевых стандартов, норм и требований, вытекающих из задач метрологического обеспечения; контроль за соблюдением метрологических правил и требований при проведении научных исследований и на всех стадиях разработки, производства и испытаний изделий. 1.3. Измерения, испытания. Измерение характеризуется следующими параметрами. Погрешность измерения — количественная характеристика качества измерения, определяемая как отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. Достоверность измерения — степень доверия к результатам измерений. Измерения, для которых известны вероятные характеристики отклонения результатов от истинного значения,относятся к достоверным. Сходимость измерений — качество измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполненных в одинаковых условиях. Воспроизводимость измерений — качество измерений, оражающее близость друг к другу результатов измерений, выполненных в различных условиях (в различное время, в различных местах). Принцип измерений — физическое явление или совокупность физических явлений, положенных в основу измерений. Измерения делятся на прямые (значения находят только по показаниям измерительных приборов), косвенные (значение искомой величины находят посредством расчетов), совместные (одновременно измеряют несколько величин для установления зависимости между ними), совокупные (значение искомой величины находят путем решения системы уравнений), однократные, многократные. По характеру зависимости измеряемой величины от времени измерения делятся на статические и динамические. Статические измерения соответствуют случаю, когда измеряемая величина остается постоянной. Динамические измерения соответствуют случаю, когда измеряемая величина изменяется. Абсолютное измерение основано на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и (или) использовании значений физических констант. Относительным называется измерение отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или изменения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную. Метод измерений — это совокупность приемов использования принципов и средств измерений. Среди методов измерения: метод непосредственной оценки — значение величины определяется непосредственно по отсчетному устройству измерительного преобразователя прямого действия; метод сравнения с мерой — измеряемая величина сравнивается с величиной, воспроизводимой мерой. Различают следующие виды методов сравнения: • противопоставления — измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнения, с помощью которого устанавливаются соотношения между этими величинами; • дифференциальный — на измерительный прибор воздействует разность измеряемой величины и известной величины, воспроизводимой мерой; • нулевой — результирующий эффект воздействия величин на прибор сравнения доводят до нуля; • замещения — измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой; • совпадений — используют совпадения отметок шкал или периодических сигналов для измерения разности между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой. Отсчетное устройство (шкала и стрелка) — часть конструкции средства измерения, предназначенная для отсчета показаний. Может быть в виде шкалы, указателя, дисплея, экрана, осциллографа и т.п. Шкала — часть конструкции отсчетного устройства, состоящая из отметок и чисел, соответствующих последовательным значениям измеряемой величины. Отметки могут быть в виде черточек, точек, зубцов й пр. Указатели могут быть в виде каплевидных, ножевидных и световых стрелок. Шкалы делятся на односторонние («О» находится справа или слева, в начале шкалы) и двусторонние («О» смещен от начала шкалы; если «О» находится в центре шкалы, шкала называется симметричной). Деление — это расстояние между двумя соседними отметками шкалы. Шкалы имеют следующие характеристики: количество делений; длина деления (расстояние, измеренное между осевыми двух соседних отметок по воображаемой линии, проведенной через середины самых коротких отметок шкалы); цена деления (разность значений величин, соответствующих двум соседним отметкам шкалы); диапазон показаний (область значений шкалы, ограниченная начальным и конечным значениями); диапазон измерений (область значений величин, для которой нормирована предельная допустимая погрешность); пределы измерений (наибольшее или наименьшее значение диапазона измерения). 1.4. Физические величины, эталоны Понятие «физическая величина» применяется для описания материальных систем, объектов, изучаемых в любых областях. Единица физической величины — применяемая для количественного выражения однородных физических величин фиксированная физическая величина, которой условно присвоено значение, равное единице. В 1960 г. 11-я Генеральная конференция по мерам и весам приняла систему единиц физических величин, названную Международной системой единиц СИ (SI — франц. Systeme International). В системе СИ в качестве основных приняты семь единиц: метр — единица длины; килограмм — единица массы; кельвин — единица температуры; кандела — единица силы света; ампер — единица силы тока; секунда — единица времени; моль — количество вещества. Остальные единицы являются производными. Различают централизованное и децентрализованное воспроизведение единиц физических величин. Централизованное воспроизведение осуществляется с помощью специальных технических средств, называемых эталонами, а для передачи размера единиц используются образцовые средства измерений. Децентрализованное воспроизведение — единица производной физической величины воспроизводится на месте через единицы основных физических величин. Последние хранятся и воспроизводятся только централизованно в соответствии с их определением. Производная единица — единица производной физической величины системы единиц, образованная в соответствии с уравнением, связывающим ее с основными единицами или же с основными и уже определенными производными. Производная единица называется когерентной, если в этом уравнении числовой коэффициент равен единице. Качественным отображением измеряемых величин является их размерность (Dim). Значение величины получают в результате ее измерения или вычисления в соответствии с основным уравнением измерения: Q = X * [Q], где Q — значение величины; X — числовое значение измеряемой величины в принятой единице; [Q] — выбранная для измерения единица. Для обеспечения единства измерений необходима тождественность единиц, в которых проградуированы все средства измерений одной и той же физической величины. Для этого применяют средства измерений, хранящие и воспроизводящие установленные единицы физических величин и передающие их соответствующим средствам измерений (эталоны). Эталон — предназначенная для воспроизведения и хранения единицы величины высокоточная мера. С помощью эталона размер единицы передается нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений. Различают следующие виды эталонов. Первичный эталон — эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы с наивысшей в стране (по сравнению с другими эталонами той же единицы) точностью. Вторичный (или специальный) эталон — воспроизводит единицу в особых условиях и заменяет при этих условия первый эталон. Он создается и утверждается в тех случаях, когда это необходимо для обеспечения наименьшего износа государственного эталона. Вторичные эталоны по своему назначению делятся на эталоны-копии, эталоны сравнения, эталоны-свидетели и рабочие эталоны. Эталон-копия — предназначен для передачи размеров единиц рабочим эталонам. Он не всегда является физической копией государственного эталона. Первичный или специальный эталон, официально утвержденный в качестве исходного для страны, называется государственным. Эталон-свидетель — предназначен для проверки сохранности государственного эталона и для замены его в случае порчи или утраты. Эталон сравнения — применяют для сличения эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредсвенно сличаемы друг с другом. Рабочий эталон — воспроизводит единицу от вторичных эталонов и служит для передачи размера эталону более низкого разряда. Образцовое средство измерения — мера, измерительный прибор или измерительный преобразователь, служащий для поверки по нему других средств измерений и утвержденный в качестве образцового. Рабочее средство измерений — средство измерения, предназнааченное для измерений, не связанных с передачей размеров единиц. Рекомендуемая литература: Метрология, стандартизация и сертификация в энергетике [Текст]: учеб. пособие / С.А. Зайцев, А.Н. Толстов, Д.Д. Грибанов, Р.В. Меркулов. – 4-е изд.стер. - М.: Академия, 2015. – 224 с. Преподаватель О.А. Шестопалова |