туралиева метрология. Погрешность. Классы точности средств измерений
Скачать 95.5 Kb.
|
Вариант №7 Погрешность средств измерений. Класс точности. Погрешность. Классы точности средств измерений.Такие понятия как погрешность, класс точности довольно подробно описываются в нормативной документации ГОСТ 8.009-84 «Нормируемые метрологические характеристики средств измерений», ГОСТ 8.401-80 «Классы точности средств измерений. Общие требования» и им подобных. Погрешности измерений– отклонения результатов измерения от истинного значения измеряемой величины. Погрешности неизбежны, выявить истинное значение невозможно. По числовой форме представления подразделяются: Абсолютная погрешность: Δ= Xд- Xизм, выражается в единицах измеряемой величины, например в килограммах (кг), при измерении массы. где Xд– действительное значение измеряемой величины, принимаются обычно показания эталона, образцового средства измерений; Xизм– измеренное значение. Относительная погрешность: δ= (Δ ⁄ Xд) · 100, выражается в % от действительного значения измеренной величины. Приведённая погрешность: γ= (Δ ⁄ Xн) · 100, выражается в % от нормирующего значения. где Xн– нормирующее значение, выраженное в тех же единицах, что и Δ, обычно принимается диапазон измерения СИ (шкала). По характеру проявления: систематические (могут быть исключены из результатов); случайные; грубые или промахи (как правило не включаются в результаты измерений). В зависимости от эксплуатации приборов: основная – это погрешность средства измерения при нормальных условиях; (ГОСТ 8.395-80) дополнительная погрешность – это составляющая погрешности средства измерения, дополнительно возникающая из-за отклонения какой-либо из влияющих величин от нормативного значения или выход за пределы нормальной области значений. Например: измерение избыточного давления в рабочих условиях цеха, при температуре окружающего воздуха 40 ºС, относительной влажности воздуха 18% и атмосферном давлении 735 мм рт. ст., что не соответствует номинальным значениям влияющих величин при проведении поверки.
Как определить погрешность комплекта приборов, в который входит первичный преобразователь, вторичный преобразователь (усилитель) и вторичный прибор. У каждого из элементов этого комплекта есть своя абсолютная, относительная или приведённая погрешность. И чтобы оценить, общую погрешность измерения, необходимо все погрешности привести к одному виду, а дальше посчитать по формуле: Дальше будет интересно, наверное, только метрологам и то, только начинающим. Теперь совсем немного вспомним о средних квадратических отклонениях (СКО). Зачем они нужны? Так как истинное значение выявить невозможно, то необходимо хотя бы наиболее точно приблизиться к нему или определить доверительный интервал, в котором истинное значение находится с большой долей вероятности. Для этого применяют различные статистические методы, приведём формулы наиболее распространённого. Например, Вы провели n количество измерений чего угодно и Вам необходимо определить доверительный интервал: Определяем среднее арифметическое отклонение: где n – количество отклонений Определяем среднее квадратическое отклонение (СКО) среднего арифметического: Рассчитываем случайную составляющую погрешности: где t – коэффициент Стьюдента, зависящий от числа степеней свободы Таблица 1.
Определяем СКО систематической составляющей погрешности: Рассчитываем суммарное СКО: Определяем коэффициент, зависящий от соотношения случайной и систематической составляющей погрешности: Проводим оценку доверительных границ погрешности: Калибровка и градуировка средств измерений. Калибровка и градуировка средств измеренияКалибровка средств измерений - это комплекс действий и операций, определяющих и подтверждающих настоящие (действительные) значения метрологических характеристик и (или) пригодность средств измерений, не подвергающихся государственному метрологическому контролю. Калибровка сменила поверку и метрологическую аттестацию средств измерений, которые проводились только органами государственной метрологической службы. Калибровка, в отличие от поверки и метрологической аттестации средств измерений, может осуществляться любой метрологической службой при условии, что у нее есть возможность обеспечить соответствующие условия для проведения калибровки. Калибровка осуществляется на добровольной основе и может быть проведена даже метрологической службой предприятия. Выделяют четыре метода поверки (калибровки) средств измерений: 1) метод непосредственного сравнения с эталоном; 2) метод сличения при помощи компьютера; 3) метод прямых измерений величины; 4) метод косвенных измерений величины. Градуировкой называется процесс нанесения отметок на шкалы средств измерений, а также определение значений измеряемой величины, соответствующих уже нанесенным отметкам для составления градуировочных кривых или таблиц. Различают следующие способы градуировки. 1. Использование типовых шкал. Для подавляющего большинства рабочих и многих образцовых приборов используют типовые шкалы, которые изготовляются заранее в соответствии с уравнением статической характеристики идеального прибора. Если статическая характеристика линейна, то шкала оказывается равномерной. 2. Индивидуальная градуировка шкал. Индивидуальную градуировку шкал осуществляют в тех случаях, когда статическая характеристика прибора нелинейна или близка к линейной, но характер изменения систематической погрешности в диапазоне измерения случайным образом меняется от прибора к прибору данного типа (например, вследствие разброса нелинейности характеристик чувствительного элемента) так, что регулировка не позволяет уменьшить основную погрешность до пределов ее допускаемых значений. 3. Градуировка условной шкалы. Условной называется шкала, снабженная некоторыми условными равномерно нанесенными делениями, например, через миллиметр или угловой градус. Градуировка шкалы состоит в определении при помощи образцовых мер или измерительных приборов значений измеряемой величины. В результате определяют зависимость числа делений шкалы, пройденных указателем от значений измеряемой величины. Эту зависимость представляют в виде таблицы или графика. Если необходимо избавиться и от погрешности обратного хода, градуировку осуществляют раздельно при прямом и обратном ходе. 4. Классы точности средств измерений. Метрологическая надежность средств измерений. - Класс точности средства измерений -- обобщенная характеристика прибора, характеризующая допустимые по стандарту значения основных и дополнительных погрешностей, влияющих на точность измерения. Из-за разнообразия измеряемых величин и средств измерений нельзя ввести единый способ выражения пределов допускаемых погрешностей и единые обозначения К. Под классом точности средств измерений понимают их обобщённые характеристики, определяемые пределами допускаемых основной и дополнительной погрешности, а также другими свойствами средств измерений, влияющими на их точность, значения которых устанавливаются в стандартах на отдельные виды средств измерений. Средствам измерений с двумя или более диапазонами измерений одной и той же физической величины допускается присваивать два или более класса точности. Средствам измерений, предназначенным для измерений двух или более физических величин, допускается присваивать различные классы точности для каждой измеряемой величины. Например, электроизмерительному прибору, предназначенному для измерений электрического напряжения и сопротивления, могут быть присвоены два класса точности: один как вольтметру, другой - как омметру. Средства измерений должны удовлетворять требованиям к метрологическим характеристикам, установленным для присвоения класса точности как при выпуске их из производства, так и в ходе эксплуатациии Средствам измерений при их разработке присваивают классы точности с учётом результатов государственных приемочных испытаний. Если в стандарте или технических условиях установлено несколько классов точности, то допускается присваивать класс точности при выпуске из производства, а также понижать класс точности по результатам поверки. Например, класс точности для концевых мер длины может быть присвоен при выпуске мер из производства или изменен в процессе эксплуатации, если в ходе её отклонение длины меры от номинального значения превысило предел допускаемых отклонений для класса точности, присвоенного ранее. Сертификация. Добровольная и обязательная сертификация. Сертификация - это процесс, который подтверждает какие-либо соответствия и проводится, совершенно независимой организацией. В следствие, такой процедуры продавец или изготовитель получит документ (сертификат), удостоверяющий соответствие продукции всем требованиям и стандартам законодательства Российской Федерации. По принципу сертифицирования,сертификация бывает обязательная и добровольная. Существует закон РФ "О сертификации товаров и услуг" по собственному желанию заявителя (продавца, изготовителя, поставщика), на основании которого и проводится добровольная сертификация. Однако добровольная сертификация никогда не сможет заменить обязательную сертификацию для продукции, которая подлежит исключительно обязательной сертификации. На сегодняшний день, добровольная сертификация не особенно популярна в связи с высокими ценами и большими затратами времени на её проведение. 1.Добровольная сертификация - подтверждает полное соответствие товаров и услуг абсолютно всем требованиям, установленным заказчиком 2. Обязательная сертификация - подтверждает полное соответствие товаров и услуг абсолютно всем требованиям технических регламентов (нормам безопасности). Если процесс сертифицирования товаров и услуг является обязательным, то выдаваемый сертификат соответствия будет на жёлтом бланке. Если же проводится добровольная сертификация, то сертификат соответствия изготавливается на синем бланке. Закон Госстандарта Российской Федерации от 30.07.02 №64 "О Номенклатуре товаров и услуг, подлежащих обязательной сертификации и номенклатуре продукции, соответствие которой может быть подтверждено декларацией о соответствии" говорит о необходимости сертифицирования той или иной продукции, а в том случае, если товары или услуги включаются в данную номенклатуру, то, непременно, нужна обязательная сертификация. Участники декларирования. Права, обязанности, функции. Организация и порядок декларирования соответствияУчастники декларирования соответствияВ зависимости от категории заявителя декларация принимается: изготовителем (лицом, выполняющим функции изготовителя на основании договора с ним в части обеспечения ответственности за несоответствие поставляемой продукции) — на серийно выпускаемую продукцию или партию продукции; продавцом (импортером) — на партию продукции. Иностранный изготовитель напрямую не может принять декларацию о соответствии. Декларация, как правило, принимается применительно к продукции одного изготовителя, но в отдельных случаях на серийно изготовляемую продукцию ее могут принимать: а) отечественный изготовитель — на продукцию, выпускаемую его филиалами на территории России; б) транснациональная компания — от имени заводов-изготовителей. В указанных случаях сведения о филиалах или заводах-изготовителях указываются в реквизите документа «Декларация принята на основании». Схемы декларированияПредусмотрено 6 схем декларирования . Указанные схемы можно разделить на два типа: на основании собственных доказательств (1Д, 2Д); на основании собственных доказательств, полученных с участием третьей стороны (ЗД, 4Д, 5Д, 6Д). В качестве третьей стороны выступают аккредитованная лаборатория или орган по сертификации системы менеджмента. Схема декларирования с участием третьей стороны устанавливается в ТР в случае, если ее отсутствие приводит к недостижению целей подтверждения соответствия. Например, при оценке продукции для детей и подростков декларирование на основании собственных доказательств применяют в отношении кожгалантерейных и школьно-письменных принадлежностей. Схемы с привлечением третьей стороны используют в отношении одежды и изделий 3-го слоя, головных трикотажных уборов 2-го слоя, издательской журнальной и книжной продукции (как отмечалось выше, детская одежда 1-го слоя подлежит обязательной сертификации). Согласно Положению (1.10), испытания образцов проводятся по выбору заявителя в испытательной лаборатории или в аккредитованной испытательной лаборатории. Предусматриваемая схемами второго типа оценка производства представлена такими видам, как: а) анализ состояния производства; б) оценка сертифицированной системы менеджмента. Анализ состояния производства осуществляется виде производственного контроля силами самого изготовителя (схемы 1Д, ЗД, 5Д). Оценка производства в виде оценки сертифицированной системы менеджмента осуществляется органом по сертификации системы менеджмента (6Д). Как и в случае сертификации продукции, сертифицированная система менеджмента при декларировании соответствия продукции засчитывается как ранее проведенная процедура. Орган по сертификации осуществляет инспекционный контроль за стабильностью функционирования системы менеджмента. При отрицательных результатах инспекционного контроля заявитель принимает одно из следующих решений: а) приостановить действие декларации о соответствии; б) отменить действие декларации о соответствии. В литературе отмечается отсутствие единых подходов к установлению срока действия сертификатов и деклараций. Так, в одних ТР срок действия зависит от формы и схемы подтверждения, в других — от того, является заявитель лицом, зарегистрированным на территории ТС или нет, в-третьих — установлен фиксированный срок действия. Для сравнения: в странах ЕС, как правило, срок декларации соответствия не ограничен. Жизненный цикл продукции. Этапы жизненного цикла продуктаПоявление на рынке новинок сопряжено с риском. Готовность компании получить сверхприбыль основана и на заинтересованности в компенсации усилий и средств, вложенных в производство. Вероятность провала связана с жизненным циклом, предугадать который невозможно. ЖЦ присутствует у отдельных единиц и товарных классов, которые существуют по такому же принципу. При планировании процессов жизненного цикла продукции учитывается успешность, продуктивность атак и контратак конкурирующих организаций. ЖЦ товара проходит четыре этапа, на которых используются маркетинговые стратегии. Принятые тактики могут продолжить сбыт конкретного товара в стадии зрелости намного дольше. Внедрение на рынок, размещениеПри выведении продукта на рынок и его первом распространении полновесной прибыли нет. На этой ступени от товаропроизводителя требуется ожидание нарастания сбыта. Иногда период быстрого роста затягивается и длится годы. Медленное развитие связывают со следующими причинами: Отсутствие желания у потребителя отказаться от известных планов действия. Промедление с доведением продукции до клиента. Возникновение пауз по наращиванию производственных мощностей. Дефицит средств у клиентской аудитории. Повышенные расходы на распределение по магазинам и малые продажи препятствуют получению прибыли, поэтому этап связан с убытками. В период продвижения новинки траты на стимулирование ее сбыта достигают максимума. Внимание фирм сфокусировано на категории покупателей, готовых к восприятию непривычного товара. Стадия роста и развитияПри благоприятном принятии продукта прибыль производителя быстро растет. Положительные отзывы привлекают дополнительных клиентов. На данном этапе жизненного цикла продукции возникает конкуренция. Появившаяся вероятность выгоды влечет конкурентов, и они выпускают товар с похожим качеством. Рынок расширяется, что немного снижает цены по мере роста спроса. Расходы компании на стимулирование сбыта остаются прежними или повышаются с появлением конкурирующей стороны. Доходы растут, так как затраты на сбыт сочетаются с большими объемами продаж. Фирмы используют разные стратегии, чтобы продлить эту стадию и укрепить конкурентное положение. Стадия зрелости, насыщенностиС течением времени темпы сбыта замедляются, так как покупатель успешно принял продукт. Доходы стабилизированы или немного снижены из-за издержек на оборонные процедуры от конкуренции. На этом этапе фирма обязана грамотно управлять маркетингом, чтобы не потерять своих позиций на рынке. На обострение конкурирующих отношений влияет скопление непроданного «зрелого» товара. Конкуренты позволяют себе снизить цены и увеличить торговлю. При этом отчисления на НИОКР для создания новинок растут. В итоге слабые соперники выбывают из борьбы. В целях защиты продукции менеджер обязан подбирать приемы преобразования рынка, стратегии по улучшению его качества. В таком случае жизненный цикл продлится десятки лет. Стадия спадаПадение сбыта и снижение прибыли появляется всегда. Но это может проходить медленно, особенно если это продукция первой необходимости или стремительно, как в случае модных новинок. Иногда сбыт падает до нуля или остается в пределах нижних границ много лет. Причины: Увеличение конкурирующей способности других фирм лишает места на рынке. Изменение потребительского спроса, доходов, числа потребителей. Появление новых технологических решений. Восстанавливать продукцию, находящуюся в стадии спада рискованно для компании, так как это влечет за собой ощутимые финансовые издержки. Затраченные силы и средства будут не оправданы. В правильной маркетинговой модели товары, утратившие свойства и не снятые с производства, мешают поиску решений по их замене. Односторонний маркетинг фирмы, с упором на устаревшую продукцию, серьезно подрывает рентабельность и положение на рынке. 5 базовых кривых ЖЦТЧтобы наглядно представить анализ жизненного цикла товара создается график. Для его построения требуется статистика объемов продаж и прибыли по отношению ко времени. Отслеживаемая динамика и есть кривая жизненного цикла. Чтобы получить для анализа более точные данные, нужно брать больший временной период. При стандартном течении четырех этапов появляется классическая кривая. На ней четко прослеживаются фазы внедрения, роста, зрелости и спада. Такая динамика часто заметна в жизненном цикле промышленной продукции, так как ее назначение должно соответствовать принятому в России ИСО 9001-96. Стандартизация этапов, от проектирования до эксплуатации оборудования, сочетается с качеством, что важно для длительного ЖЦТ. Далеко не для каждой товарной единицы ситуация складывается традиционным образом. Часто фиксируется 5 видоизмененных вариантов кривой, которые связаны с особенностями товара или маркетинговых действий. Концепция развития стандартизации. Основные направления. Виды и основные направления развития стандартизацииСтандартизация как определенная область экономической деятельности подразделяется на виды по двум признакам: широте охвата и функциональному назначению. В зависимости от широты охвата регионов земного шара различают следующие виды стандартизации: • международная; • региональная; • национальная. Международная стандартизация — деятельность по установлению правил и характеристик объектов, в которой принимают участие страны мира из разных регионов. Региональная стандартизация — деятельность по установлению правил и характеристик объектов при участии стран определенного региона мира. Национальная стандартизация — деятельность по установлению правил и характеристик объектов внутри страны. По функциональному назначению различают следующие виды стандартизации: 1) параметрическая, 2) опережающая, 3) комплексная, 4) инновационная. Параметрическая стандартизация — деятельность по упорядочению путем применения параметрических рядов. Назначение этого вида стандартизации состоит в выборе и обосновании целесообразности использования рациональной номенклатуры и численного значения параметров. Параметр объекта — это количественная характеристика его свойств. Параметрический ряд — совокупность установленных значений параметров объектов, составленный из предпочтительных чисел. Наиболее распространенными являются параметры: массы, размерные (длины), энергетические, силовые и эксплуатационные. Предпочтительные числа — система параметрических десятичных рядов чисел, построенных по арифметической или геометрической прогрессии. Арифметическая прогрессия отличается тем, что разность значений двух соседних членов в ряду всегда постоянна. Например: 2+ 4 +6+ 8. Геометрическая прогрессия представляет род чисел, в котором каждый член является произведением предыдущего члена и постоянной для данного ряда величины — знаменателя геометрической прогрессии. Например: 1 + 3 + 9 + 27 + 81 (знаменатель — 3). Для стандартизации чаще применяют геометрические прогрессии, включающие число 1 и имеющие знаменатель л/То . В настоящее время установлены четыре основных ряда предпочтительных чисел (R5, RIO, R20, R40) и дополнительный ряд R80. Параметрические ряды используются при проектировании оборудования, а также другой продукции, определении грузоподъемности и размеров транспортных средств, тары, складов; размерные ряды применяются для одежды и обуви. Для определения таких рядов производят антропометрические измерения людей разных возрастов и пола из различных регионов страны, после чего полученные данные подвергаются математико-статистической обработке. Опережающая стандартизация— это вид стандартизации по установлению повышенных по отношению к уже достигнутым на практике уровню, требований, норм и правил к объектам, которые в настоящее время недостижимы для большинства организаций. Опережающая стандартизация дает ориентиры, в которых должно происходить улучшение качества ее объектов. При разработке документов в области опережающей стандартизации должны учитываться перспективные направления развития науки, техники, технологии в России и за рубежом, результаты научного прогнозирования, имеющиеся изобретения и патенты. Опережающие требования могут устанавливаться в ступенчатых стандартах, которые внедряются по мере достижения возможностей их применения. Например, требования к содержанию вредных выбросов автомобилей, установленные в директивах ЕС, постепенно ужесточались. Так, содержание угарного газа в выхлопных газах было сокращено с 4,5 % в 1992 г. (Евро 1) до 1,5 % в 2005 г. (Евро 5). В Евро 5 и Евро 6 был введен новый показатель безопасности — дымность. В России указанные показатели включены в технический регламент, который внедряется поэтапно с учетом технологических возможностей отечественных производителей. К опережающим стандартам можно отнести введенные недавно ФЗ о техническом регулировании предварительные национальные стандарты. Разработка и внедрение таких стандартов должны иметь государственную поддержку хозяйствующих субъектов, производящих продукцию с предварительными требованиями, опережающими возможности традиционных технологий. Комплексная стандартизация — вид стандартизации взаимосвязанных объектов, предназначенной для установления согласованных в форме комплекса стандартов. При проектировании и разработке комплекса стандартов должны учитываться требования не только к готовой продукции, но и к сырью, материалам, полуфабрикатам, комплектующим изделиям, оборудованию, процессам, упаковке, методам контроля. Кроме того, сроки введения в действие стандартов должны быть увязаны между собой. Примером комплексной стандартизации могут служить стандарты на продукцию (общие технические условия), в которых представлен перечень стандартов на основное и вспомогательное сырье, упаковку, маркировку и другие взаимосвязанные объекты. Организация работ по указанному виду стандартизации осуществляется на основе программ комплексной стандартизации. Инновационная стандартизация — деятельность по упорядочению объектов стандартизации путем регламентации в стандартах результатов достижений науки, техники и технологии с целью создания механизма широкого распространения и применения инноваций. Анализ и обобщение достижений науки и технологии, их регламентация в стандартах создают эффективный механизм широкого распространения и применения инноваций. Появился новый вид стандартизации — инновационная, одним из важнейших принципов которой являются динамичность, перспективность и опере- жаемость, предусматривающих пересмотр стандартов каждые 5 лет с учетом перспективных достижений науки техники и технологии. Разработка инновационной стандартизации создает научно- методический механизм запуска схемы: инновации — инновационная стандартизация — инжиниринг — инновационный путь развития организаций — конкурентоспособность экономики страны — предварительные национальные стандарты. Поскольку инновации — это новшества, имеющие экономический и/или социальный эффект, то разработка и применение инновационной стандартизации позволит обеспечить подъем экономики страны, а также ее конкурентоспособность. Основные направления стандартизации: К ним относят следующие: 1) совершенствование действующих и разработка новых стандартов, устанавливающих требования на добровольной основе и обеспечивающих достижения требований технических регламентов; 2) гармонизация национальной системы стандартизации России с международными, региональными и прогрессивными национальными системами стандартизации других стран; 3) международное сотрудничество в области стандартизации путем участия в работе региональных и международных организаций по стандартизации; 4) обеспечение качества продукции и услуг, повышение их конкурентоспособности благодаря установлению в стандартах требований, отвечающих запросам потребителей и общества; 5) обеспечение инновационного пути развития науки, экономики, техники и технологии. |