метрология. Основы обеспечения единства измерений Метрологическое обеспечение
 Скачать 288 Kb.
|
|
Первичный эталон          Эталон-копия Эталон сравнения       Эталон 1-го разряда  Эталон 2-го разряда      Эталон 3-го разряда Эталон 4-го разряда Наивысшей точности Высшей точности Высокой точности Средней точности Низшей точности        Общий вид государственной поверочной схемы Государственные эталоны представляют собой национальное достояние и поэтому они хранятся в метрологических институтах страны в специальных эталонных помещениях, где поддерживается строгий режим по влажности, температуре, вибрациям и другим параметрам. Для обеспечения единства измерений физических величин в международном масштабе большое значение имеют международные сличения национальных государственных эталонов. Эти сличения помогают выявить систематические погрешности воспроизведения единицы национальными эталонами, установить, насколько национальные эталоны соответствуют международному уровню, и наметить пути совершенствования национальных (государственных) эталонов. Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии располагает самой современной эталонной базой, включающей более 117 государственных эталонов. Эта эталонная база международной организацией по метрологии признана входящей в тройку самых совершенных наряду с эталонными базами США и Японии. Эталонная база в дальнейшем будет развиваться в количественном и главным образом в качественном отношении. Перспективно создание многофункциональных эталонов, т.е. эталонов, воспроизводящих на единой конструктивной и метрологической основе не одну, а несколько единиц физических величин или одну единицу, но в широком диапазоне измерений. Так, метрологические институты страны создают единый эталон времени, частоты и длины, который позволит, уменьшить погрешность воспроизведения единицы длины. При передаче информации о размере единиц обширному парку средств измерений используют многоступенчатую процедуру. По размеру единиц, воспроизводимому государственным эталоном, устанавливаются значения физических величин, воспроизводимые вторичными эталонами. Самыми распространенными вторичными эталонами являются рабочие эталоны. Их применяют для передачи размера единицы образцовым средствам измерений высшей точности. Среди вторичных эталонов различают: эталоны-сравнения, применяемые для сличения эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличимы друг с другом; эталоны-свидетели, предназначенные для проверки сохранности и неизменности государственного эталона и для замены его в случае порчи или утраты; эталоны-копии, используемые для передачи информации о размере единицы рабочим эталонам, которые подразделяют на разряды -1,2, 3-й и т.д., определяющие порядок их соподчинения. По ширине доверительного интервала, в котором с выбранной доверительной вероятностью устанавливается значение измеряемой величины. Измерения делят на измерения низкой, высокой, высшей и наивысшей точности. Технические средства, обеспечивающие высший и наивысший уровни точности, для практических измерений не применяют. В качестве методов передачи информации о размере единиц используют методы непосредственного сличения (т.е. сличения меры с мерой или показаний двух приборов), а также сличение с помощью компаратора. Непосредственное сличение применяют, как правило, для менее точных мер. Непосредственно сличать можно только штриховые меры длины (линейки, брусковые метры, рулетки), меры сравнения -компарирующие устройства. Наиболее часто применяют следующие компараторы: весы различных разрядов (при поверке гирь), мосты постоянного и переменного тока (при сличении мер сопротивления). На каждой ступени передачи информации о размере единицы точность теряется в 3...5 раз (иногда в 1,25...10 раз). Значит, при многоступенчатой передаче эталонная точность не доходит до потребителя. Поэтому для высокоточных средств измерений число ступеней может быть сокращено вплоть до передачи им информации непосредственно от рабочих эталонов. Поверочная схема средств измерений -представляет собой документ, который устанавливает соподчинение средств измерений, участвующих в передаче размера единицы от эталона к рабочим средствам измерений с указанием методов и погрешности при передаче. Различают государственные, ведомственные и локальные поверочные схемы. Государственные схемы регламентируют передачу информации о размере единицы всему парку средств измерений в стране. Во главе этой схемы находится государственный эталон. Схемы, которые охватывают только средства измерений, находящиеся в обращении в отдельном министерстве или ведомстве, называются ведомственными; во главе их, как правило, рабочий эталон. Локальные схемы подлежат поверке в отдельном органе метрологической службы. Эталон-свидетель используют для проверки сохранности государственного эталона. Требования к системе обеспечения единства измерений предполагают соблюдение всех необходимых условий соответствующими службами метрологии. Затраты на совершенствование метрологического обеспечения должны быть экономически оправданы. В связи с этим можно сформулировать общее требование к точности производственных (технических) измерений: сумма потерь из-за погрешности измерений и затрат на измерение с заданной точностью должна быть минимальной. Анализ технических измерений в ряде производств показывает, что точность измерений технологических параметров существенно отличается от оптимальной. С одной стороны, ряд важнейших параметров, существенно влияющих на качество, измеряется с погрешностями, в 5 -20 раз превышающими оптимальные. С другой стороны, значительная же часть параметров, не входящих в группу важных, измеряется с погрешностями, существенно меньшими оптимальных. Последнее обстоятельство приводит к неоправданно высоким требованиям не только к точности средств измерений, но и к достоверности их поверки. Таким образом, затраты на измерения этих параметров экономически не оправдываются. Целый ряд положений теоретической и практической метрологии, направленных на обеспечение единства измерений и единообразия средств измерений, нуждается в регламентации и контроле со стороны государства. К этим положениям относятся, например: выбор основных физических величин; установление размеров основных единиц и правила образования производных единиц; способ воспроизведения и передачи информации о размере единиц; выбор нормируемых метрологических характеристик средств измерений; установление норм точности средств измерений и ограничение точности измерений; выбор методик измерений. При игнорировании этих положений нарушается единство измерений и возможна дезорганизация хозяйственной деятельности. Организационная основа государственной системы обеспечения единства измерений представлена государственным управлением и метрологическими службами. Государственное управление деятельностью по обеспечению единства измерений в Российской Федерации осуществляет Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. В задачи данного органа управления входит: -межрегиональная и межотраслевая координация деятельности по обеспечению единства измерений в Российской Федерации; -представление Правительству Российской Федерации предложений по единицам величин, допускаемых к применению; -установление правил создания, утверждения, хранения и применения эталонов единиц величин; -определение общих метрологических требований к средствам, методам и результатам измерений; -осуществление государственного метрологического контроля и надзора; -осуществление контроля за соблюдением международных договоров Российской Федерации о признании результатов испытаний и поверки средств измерений; -руководство деятельностью Государственной метрологической службы и иных государственных служб обеспечения единства измерений; -участие в деятельности международных организаций по вопросам обеспечения единства измерений. Метрологическая служба – представляет собой совокупность субъектов деятельности и видов работ, направленных на обеспечение единства измерений. Сеть организации, на которые возложена ответственность за метрологическое обеспечение измерений, составляет метрологическую службу. Различают два уровня метрологической службы -государственная метрологическая служба - метрологические службы юридических лиц (предприятий или объединений). Государственная метрологическая служба находится в ведении Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии и включает государственные научные метрологические центры, органы Государственной метрологической службы на территориях республик Российской Федерации, автономной области, автономных округов, краев, областей, городов Москвы и Санкт - Петербурга. Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии осуществляет: руководство Государственной службой времени и частоты и определения параметров вращения Земли (ГСВЧ); Государственной службой стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов (ГССО); Государственной службой стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов (ГСССД) и координацию их деятельности. Государственные научные метрологические центры несут ответственность за создание, совершенствование, хранение и применение государственных эталонов единиц величин, а также разработку нормативных документов по обеспечению единства измерений. Органы Государственной метрологической службы входят в состав ЦСМ и осуществляют государственный метрологический контроль и надзор на территориях республик в составе Российской Федерации, автономной области, автономных округов, краев, областей, городов Москвы и Санкт-Петербурга. Государственные органы управления Российской Федерации, а также предприятия, организации, учреждения, являющиеся юридическими лицами создают в необходимых случаях в установленном порядке метрологические службы для выполнения работ по обеспечению единства и требуемой точности измерений и для осуществления метрологического контроля и надзора. Права и обязанности метрологических служб определяются положениями о них, утверждаемыми руководителями государственных органов управления Российской Федерации или юридических лиц в порядке, устанавливаемым Правительством Российской Федерации. Цели метрологического обеспечения: повышение качества продукции за счет применения наиболее современных точных методов и средств испытания продукции и контроля технологических процессов; повышение эффективности производства; создание необходимых условий для получения достоверных результатов научных исследований; поддержание системы единства измерений; эффективное использование материальных ценностей и энергетических ресурсов. Задачи метрологического обеспечения: выбор единиц физических величин и формирование системы государственных эталонов единиц физических величин и обеспечение ее функционирования; разработка методов и средств передачи размеров единиц физических величин от эталонов рабочим средствам измерений, а также научно-методических, правовых и организационных основ, норм и правил метрологии; анализ состояния измерений во всех отраслях народного хозяйства и осуществление Государственного метрологического надзора и контроля за разработкой, производством, состоянием, использованием средств измерений; организация сотрудничества в области метрологии; осуществление подготовки кадров в области метрологии; аккредитация метрологических служб и лабораторий на право выполнения метрологических работ; оценка соответствия научной, законодательной, нормативной, технической и организационной основ метрологического обеспечения потребностям экономики России и разработка программ по их усовершенствованию; метрологическая экспертиза нормативной, проектной, конструкторской и технологической документации; создание и утверждение стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов; утверждение типа, организация поверки, калибровки и подтверждения соответствия средств измерений. Важное значение имеет метрологическое обеспечение испытаний продукции по показателям безопасности и другим параметрам качества продукции. Типы средств измерений, применяемые при проведении испытаний продукции, утверждаются Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии. Также стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов, используемых при проведении испытаний, должны быть утвержденных типов в соответствии с установленными требованиями. В настоящее время имеются проблемы по метрологическому обеспечению сферы услуг. Недостаточно основополагающих документов, устанавливающих требования к государственной системе обеспечения единства измерений на предприятиях сферы бытовых услуг. Лишь по некоторым видам услуг (торговли и банковским услугам) разработаны нормативные документы, содержащие требования к измерительным процедурам, которые выполняются в процессе предоставления услуг. Повышению уровня метрологического обеспечения на производстве требует возрастающий объем измерений при контроле производства, сырья и готовой продукции. Достоверная измерительная информация необходима для анализа, прогнозирования, планирования и управления производством с целью повышения эффективности деятельности. |