ТЕМА 1_merged (5). Тема техническое законодательство как основа деятельности по стандартизации, метрологии и подтверждению соответствия
 Скачать 1.71 Mb.
|
|
Международная система единиц или СИ Решениями Генеральной конференции по мерам и весам приняты такие определения основных единиц измерения физических величин: 1) метр считается длинной пути, который проходит свет в вакууме за 1/299 792 458 долю секунды; 2) килограмм считается приравненным к существующему международному прототипу килограмма; 3) секунда равна 919 2631 770 периодам излучения, соответствующего тому переходу, который происходит между двумя так называемыми сверхтонкими уровнями основного состояния атома Cs133; 4) ампер считается мерой той силы неизменяющегося тока, вызывающего на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия при условии прохождения по двум прямолинейным параллельным проводникам, обладающим такими показателями, как ничтожно малая площадь кругового сечения и бесконечная длина, а также расположение на расстоянии в 1 м друг от друга в условиях вакуума; 5) кельвин равен 1/273,16 части термодинамической температуры, так называемой тройной точки воды; 6) моль равен количеству вещества системы, в которую входит такое же количество структурных элементов, что и в атомы в C 12 массой 0,012 кг. Кроме того, Международная система единиц содержит две достаточно важные дополнительные единицы, необходимые для измерения плоского и телесного углов. Так, единица плоского угла - это радиан, или сокращенно рад, представляющий собой угол между двух радиусов окружности, длина дуги между которыми равняется радиусу окружности. Если речь идет о градусах, то радиан равен 57°17 48 '. А стерадиан, или ср, принимаемый за единицу телесного угла, представляет собой, соответственно, телесный угол, расположение вершины которого фиксируется в центре сферы, а площадь, вырезаемая данным углом на поверхности сферы, равна площади квадрата, сторона которого равна длине радиуса сферы Другие дополнительные единицы СИ используются для формирования единиц угловой скорости, а также углового ускорения и т. д. Радиан и стерадиан используются для теоретических построений и расчетов, поскольку большая часть значимых для практики значений углов в радианах выражаются трансцендентными числами. К внесистемным единицам относятся следующие: 1) за логарифмическую единицу принята десятая часть бела, децибел (дБ); 2) диоптрия - сила света для оптических приборов; 3) реактивная мощность - Вар (ВА); 4) астрономическая единица (а. е.) - 149,6 млн км; 5) световой год, под которым понимается такое расстояние, которое луч света проходит за 1 год; 6) вместимость - литр; 7) площадь - гектар (га). Кроме того, логарифмические единицы традиционно делят на абсолютные и относительные. Первые абсолютные логарифмические единицы - это десятичный логарифм соотношения физической величины и нормированного значения Относительная логарифмическая единица образуется как десятичный логарифм отношения любых двух однородных величин. Существуют также единицы, вообще не входящие в СИ. Это в первую очередь такие единицы, как градус и минута. Все остальные единицы считаются производными, которые согласно Международной системе единиц образуются с помощью самых простейших уравнений с использованием величин, числовые коэффициенты которых приравнены к единице. Если в уравнении числовой коэффициент равен единице, производная единица называется когерентной. 3.6. Эталоны и образцовые средства измерений Все вопросы, связанные с хранением, применением и созданием эталонов, а также контроль за их состоянием, решаются по единым правилам, установленным ГОСТом "ГСИ. Эталоны единиц физических величин. Основные положения" и ГОСТом "ГСИ. Эталоны единиц физических величин. Порядок разработки и утверждения, регистрации, хранения и применения". Классифицируются эталоны по принципу подчиненности. По этому параметру эталоны бывают первичные и вторичные. Первичный эталон должен служить целям обеспечения воспроизведения, хранения единицы и передачи размеров с максимальной точностью, которую можно получить в данной сфере измерений. В свою очередь, первичные могут быть специальными первичными эталонами, которые предназначены для воспроизведения единицы в условиях, когда непосредственная передача размера единицы с необходимой достоверностью практически не может быть осуществлена например для малых и больших напряжений, СВЧ и ВЧ. Их утверждают в виде государственных эталонов. Поскольку налицо особая значимость государственных эталонов, на любой государственный эталон утверждается ГОСТом. Другой задачей этого утверждения становится придание данным эталонам силы закона. На Государственный комитет по стандартам возложена обязанность создавать, утверждать, хранить и применять государственные эталоны. Вторичный эталон воспроизводит единицу при особенных условиях, заменяя при этих условиях первичный эталон. Он создается и утверждается для целей обеспечения минимального износа государственного эталона. Вторичные эталоны могут делиться по признаку назначения. Так, выделяют: 1) эталоны-копии, предназначенные для передачи размеров единиц рабочим эталонам; 2) эталоны-сравнения, предназначенных для проверки невредимости государственного эталона, а также для целей его заменяя при условии его порчи или утраты; 3) эталоны-свидетели, предназначенные для сличения эталонов, которые по ряду различных причин не подлежат непосредственному сличению друг с другом; 4) рабочие эталоны, которые воспроизводят единицу от вторичных эталонов и служат для передачи размера эталону более низкого разряда. Вторичные эталоны создают, утверждают, хранят и применяют министерства и ведомства. Существует также понятие "эталон единицы", под которым подразумевают одно средство или комплекс средств измерений, направленных на воспроизведение и хранение единицы для последующей трансляции ее размера нижестоящим средствам измерений, выполненных по особой спецификации и официально утвержденных в установленном порядке в качестве эталона. Есть два способа воспроизведения единиц по признаку зависимости от технико-экономических требований: 1) централизованный способ - с помощью единого для целой страны или же группы стран государственного эталона. Централизованно воспроизводятся все основные единицы и большая часть производных; 2) децентрализованный способ воспроизведения - применим к производным единицам, сведения о размере которых не передаются непосредственным сравнением с эталоном. Трансляция размера может происходить разными методами поверки. Как правило, передача размера осуществляется известными методами измерений. С одной стороны, существует определенный недостаток передачи размера ступенчатым способом, который подразумевает, что порой происходит потеря точности. С другой стороны, есть здесь и свои положительные моменты, которые подразумевают, что данная многоступенчатость помогает оберегать эталоны и передавать размер единицы всем рабочим средствам измерения. Существует также понятие "образцовые средства измерений", которые используются для закономерной трансляции размеров единиц в процессе поверки средств измерения и используются лишь в подразделениях метрологической службы. Разряд образцового средства измерения определяется в ходе измерений метрологической аттестации одним из органов Государственного комитета по стандартам. При необходимости особо точные рабочие средства измерения в вышеуказанном порядке могут быть аттестованы на обусловленный период как образцовые средства измерения. И наоборот, образцовые средства измерения, не прошедшие очередную аттестацию по разным причинам, используются как рабочие средства измерения.[1] 3.7. Классификация средств измерения Средство измерения (СИ) - это техническое средство или совокупность средств, применяющееся для осуществления измерений и обладающее нормированными метрологическими характеристиками. При помощи средств измерения физическая величина может быть не только обнаружена, но и измерена. Средства измерения классифицируются по следующим критериям: 1) по способам конструктивной реализации; 2) по метрологическому предназначению. По способам конструктивной реализации средства измерения делятся на: 1) меры величины; 2) измерительные преобразователи; 3) измерительные приборы; 4) измерительные установки; 5) измерительные системы. Меры величины - это средства измерения определенного фиксированного размера, многократно используемые для измерения. Выделяют: 1) однозначные меры; 2) многозначные меры; 3) наборы мер. Некоторое количество мер, технически представляющее собой единое устройство, в рамках которого возможно по-разному комбинировать имеющиеся меры, называют магазином мер. Объект измерения сравнивается с мерой посредством компараторов (технических приспособлений). Например, компаратором являются рычажные весы. К однозначным мерам принадлежат стандартные образцы (СО). Различают два вида стандартных образцов: 1) стандартные образцы состава; 2) стандартные образцы свойств. Стандартный образец состава или материала - это образец с фиксированными значениями величин, количественно отражающих содержание в веществе или материале всех его составных частей. Стандартный образец свойств вещества или материала - это образец с фиксированными значениями величин, отражающих свойства вещества или материала (физические, биологические и др.). Каждый стандартный образец в обязательном порядке должен пройти метрологическую аттестацию в органах метрологической службы, прежде чем начнет использоваться. Стандартные образцы могут применяться на разных уровнях и в разных сферах. Выделяют: 1) межгосударственные СО; 2) государственные СО; 3) отраслевые СО; 4) СО организации (предприятия). Измерительные преобразователи (ИП) - это средства измерения, выражающие измеряемую величину через другую величину или преобразующие ее в сигнал измерительной информации, который в дальнейшем можно обрабатывать, преобразовывать и хранить. Измерительные преобразователи могут преобразовывать измеряемую величину по-разному. Выделяют: 1) аналоговые преобразователи (АП); 2) цифроаналоговые преобразователи (ЦАП); 3) аналого-цифровые преобразователи (АЦП). Измерительные преобразователи могут занимать различные позиции в цепи измерения. Выделяют: 1) первичные измерительные преобразователи, которые непосредственно контактируют с объектом измерения; 2) промежуточные измерительные преобразователи, которые располагаются после первичных преобразователей. Первичный измерительный преобразователь технически обособлен, от него поступают в измерительную цепь сигналы, содержащие измерительную информацию. Первичный измерительный преобразователь является датчиком. Конструктивно датчик может быть расположен довольно далеко от следующего промежуточного средства измерения, которое должно принимать его сигналы. Обязательными свойствами измерительного преобразователя являются нормированные метрологические свойства и вхождение в цепь измерения. Измерительный прибор - это средство измерения, посредством которого получается значение физической величины, принадлежащее фиксированному диапазону. В конструкции прибора обычно присутствует устройство, преобразующее измеряемую величину с ее индикациями в оптимально удобную для понимания форму. Для вывода измерительной информации в конструкции прибора используется, например, шкала со стрелкой или цифроуказатель, посредством которых и осуществляется регистрация значения измеряемой величины. В некоторых случаях измерительный прибор синхронизируют с компьютером, и тогда вывод измерительной информации производится на дисплей. В соответствии с методом определения значения измеряемой величины выделяют: 1) измерительные приборы прямого действия; 2) измерительные приборы сравнения. Измерительные приборы прямого действия - это приборы, посредством которых можно получить значение измеряемой величины непосредственно на отсчетном устройстве. Измерительный прибор сравнения - это прибор, посредством которого значение измеряемой величины получается при помощи сравнения с известной величиной, соответствующей ее мере. Измерительные приборы могут осуществлять индикацию измеряемой величины по-разному. Выделяют: 1) показывающие измерительные приборы; 2) регистрирующие измерительные приборы. Разница между ними в том, что с помощью показывающего измерительного прибора можно только считывать значения измеряемой величины, а конструкция регистрирующего измерительного прибора позволяет еще и фиксировать результаты измерения, например посредством диаграммы или нанесения на какой-либо носитель информации. Отсчетное устройство - конструктивно обособленная часть средства измерений, которая предназначена для отсчета показаний. Отсчетное устройство может быть представлено шкалой, указателем, дисплеем и др. Отсчетные устройства делятся на: 1) шкальные отсчетные устройства; 2) цифровые отсчетные устройства; 3) регистрирующие отсчетные устройства. Шкальные отсчетные устройства включают в себя шкалу и указатель. Шкала - это система отметок и соответствующих им последовательных числовых значений измеряемой величины. Главные характеристики шкалы: 1) количество делений на шкале; 2) длина деления; 3) цена деления; 4) диапазон показаний; 5) диапазон измерений; 6) пределы измерений. Деление шкалы - это расстояние от одной отметки шкалы до соседней отметки. Длина деления - это расстояние от одной осевой до следующей по воображаемой линии, которая проходит через центры самых маленьких отметок данной шкалы. Цена деления шкалы - это разность между значениями двух соседних значений на данной шкале. Диапазон показаний шкалы - это область значений шкалы, нижней границей которой является начальное значение данной шкалы, а верхней - конечное значение данной шкалы. Диапазон измерений - это область значений величин в пределах которой установлена нормированная предельно допустимая погрешность. Пределы измерений - это минимальное и максимальное значение диапазона измерений. Практически равномерная шкала - это шкала, у которой цены делений разнятся не больше чем на 13 % и которая обладает фиксированной ценой деления. Существенно неравномерная шкала - это шкала, у которой деления сужаются и для делений которой значение выходного сигнала является половиной суммы пределов диапазона измерений. Выделяют следующие виды шкал измерительных приборов: 1) односторонняя шкала; 2) двусторонняя шкала; 3) симметричная шкала; 4) безнулевая шкала. Односторонняя шкала - это шкала, у которой ноль располагается в начале. Двусторонняя шкала - это шкала, у которой ноль располагается не в начале шкалы. Симметричная шкала - это шкала, у которой ноль располагается в центре. Измерительная установка - это средство измерения, представляющее собой комплекс мер, ИП, измерительных приборов и прочее, выполняющих схожие функции, используемые для измерения фиксированного количества физических величин и собранные в одном месте. В случае, если измерительная установка используется для испытаний изделий, она является испытательным стендом. Измерительная система - это средство измерения, представляющее собой объединение мер, ИП, измерительных приборов и прочее, выполняющих схожие функции, находящихся в разных частях определенного пространства и предназначенных для измерения определенного числа физических величин в данном пространстве. По метрологическому предназначению средства измерения делятся на: 1) рабочие средства измерения; 2) эталоны. Рабочие средства измерения (РСИ) - это средства измерения, используемые для осуществления технических измерений. Рабочие средства измерения могут использоваться в разных условиях. Выделяют: 1) лабораторные средства измерения, которые применяются при проведении научных исследований; 2) производственные средства измерения, которые применяются при осуществлении контроля над протеканием различных технологических процессов и качеством продукции; 3) полевые средства измерения, которые применяются в процессе эксплуатации самолетов, автомобилей и других технических устройств. К каждому отдельному виду рабочих средств измерения предъявляются определенные требования. Требования к лабораторным рабочим средствам измерения - это высокая степень точности и чувствительности, к производственным РСИ - высокая степень устойчивости к вибрациям, ударам, перепадам температуры, к полевым РСИ - устойчивость и исправная работа в различных температурных условиях, устойчивость к высокому уровню влажности. Эталоны - это средства измерения с высокой степенью точности, применяющиеся в метрологических исследованиях для передачи сведений о размере единицы. Более точные средства измерения передают сведения о размере единицы и так далее, таким образом образуется своеобразная цепочка, в каждом следующем звене которой точность этих сведений чуть меньше, чем в предыдущем. Сведения о размере единицы предаются во время проверки средств измерения. Проверка средств измерения осуществляется с целью утверждения их пригодности. 3.8. Метрологические характеристики средств измерений и их нормирование Метрологические свойства средств измерения - это свойства, оказывающие непосредственное влияние на результаты проводимых этими средствами измерений и на погрешность этих измерений. Количественно-метрологические свойства характеризуются показателями метрологических свойств, которые являются их метрологическими характеристиками. Утвержденные НД метрологические характеристики являются нормируемыми метрологическими характеристиками Метрологические свойства средств измерения подразделяются на: 1) свойства, устанавливающие сферу применения средств измерения: 2) свойства, определяющие прецизионность и правильность полученных результатов измерения. Свойства, устанавливающие сферу применения средств измерения, определяются следующими метрологическими характеристиками: 1) диапазоном измерений; 2) порогом чувствительности. |