конспект. Вопросы И ОТВЕТЫ. Вопросы для самостоятельного изучения к экзамену по дисциплине Метрология для заочников Понятие и основные проблемы метрологии Слово метрология
 Скачать 0.8 Mb.
|
|
Стандартные образцы Важной составляющей метрологического обеспечения единства измерений является использование стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов. Стандартные образцы предназначены для воспроизведения, хранения и передачи характеристик состава и свойств веществ и материалов, выраженных в значениях единиц величин, допущенных к применению в Российской Федерации. Стандартный образец (СО) - это образец вещества или материала с установленными по результатам испытаний значениями одной или более величин, характеризующих свойство или состав этого вещества или материала. Фактически это средство измерений, представленное в виде вещества или материала, состав и свойства которого аттестованы. В сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений применяются только стандартные образцы утвержденных типов. Различают стандартные образцы состава и стандартные образцы свойства. СО состава - это стандартный образец с установленными значениями величин, характеризующих содержание определенных компонентов веществ (химических элементов, их изотопов, соединений химических элементов и т.п.). СО свойств - это стандартный образец с установленными значениями величин, характеризующих физические, химические, биологические и другие свойства вещества. Например, СО свойства - СО относительной диэлектрической проницаемости; СО состава - СО состава стирола, СО состава углеродистой стали. Порядок работы с СО установлен в ГОСТ 8.315-97 "Государственная система обеспечения единства измерений. Стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов. Основные положения". Основная цель разработки и применения стандартных образцов - это обеспечение единства и требуемой точности измерений химического состава, физических, физико-химических, эксплуатационных и других свойств веществ и материалов. Они используются во многих видах работ по обеспечению единства измерений в области здравоохранения, ветеринарии, охраны окружающей среды, обеспечения безопасности труда, гидрометеорологии, по метрологическому обеспечению деятельности предприятий и организаций, в частности в работах, связанных с производством, испытаниями и сертификацией продукции, проведением торговых операций. В зависимости от уровня утверждения и регистрации, а значит, и применения, стандартные образцы делятся на категории: - межгосударственные (МСО); - государственные (ГСО); - отраслевые (ОСО); - стандартные образцы предприятий (СОП). Стандартные образцы выпускаются в соответствии с разработанной для них нормативно-технической документацией только специально аккредитованными для этих целей организациями. В России создана Государственная служба стандартных образцов, состава и свойств веществ и материалов. Головной организацией этой службы является Уральский научно-исследовательский институт метрологии (УНИИМ, г. Екатеринбург), который осуществляет межрегиональную и межотраслевую координацию работ по разработке и внедрению стандартных образцов в различных отраслях промышленности для обеспечения единства измерений на основе их применения. В настоящее время компьютерный банк данных этой службы содержит информацию о более 15 000 типов отечественных и зарубежных стандартных образцов. Поверка средств измерений Поверка — совокупность операций, выполняемых в целях подтверждения соответствия средств измерений метрологическим характеристикам. Порядок проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке регламентируется Приказом Минпромторга России от 02.07.2015 N 1815 "Об утверждении Порядка проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке". Первичная поверка - поверка, выполняемая до ввода в эксплуатацию средства измерений или после ремонта, а также при ввозе средства измерений из-за границы, при продаже. Периодическая поверка - поверка средств измерений, находящихся в эксплуатации или на хранении, выполняемая через установленные межповерочные интервалы времени. Внеочередная поверка - Поверка средства измерений, проводимая до наступления срока его очередной периодической поверки. Межповерочный интервал - интервал времени между поверками. Межповерочные интервалы устанавливаются в зависимости от стабильности того или иного средства измерений и могут устанавливаться от нескольких месяцев до нескольких лет. Показатели точности, интервал между поверками СИ (далее - межповерочный интервал), а также методика поверки каждого типа СИ устанавливаются при утверждении типа СИ. СИ, внесенные в Госреестр (прошедшие испытания в целях утверждения типа) должно сохранять свои точностные характеристики в межповерочный интервал. Результаты поверки действительны (должны приниматься к учету) в течение межповерочного интервала. Поверку средств измерений осуществляют аккредитованные в соответствии с законодательством Российской Федерации об аккредитации в национальной системе аккредитации (Росаккредитацией) на проведение поверки средств измерений юридические лица и индивидуальные предприниматели. При аккредитации утверждается область аккредитации, в которой указываются: измерения, тип (группа) средств измерений, метрологические требования (диапазон измерений, погрешность и (или) неопределенность (класс, разряд)). Поверка осуществляется в соответствии с методикой, установленной при утверждении типа СИ. Поверка осуществляется в соответствии с пунктами методики. Периодическую поверку СИ, предназначенных для измерений (воспроизведения) нескольких величин или имеющих несколько поддиапазонов измерений, но используемых для измерений (воспроизведения) меньшего числа величин или на меньшем числе поддиапазонов измерений, допускается на основании письменного заявления владельца СИ, оформленного в произвольной форме, при условии наличия в методике поверки соответствующих указаний. Поверка осуществляется с использованием поверочного оборудования, указанного в методике поверки, или аналогичным, с характеристиками не хуже , чем у приведенного в методике. Используемые при поверке средств измерений эталоны должны быть аттестованы в установленном порядке, средства измерений поверены, испытательное оборудование аттестовано. Выездная поверка может осуществляться в соответствии требованиями, указанными в методике поверки: к помещениям и условиям проведения поверки, эталонам, средствам измерений. Стоимость выездной поверки увеличивается на стоимость затрат, связанных с доставкой эталонов к месту поверки –«Оказание услуг по месту нахождения Заказчика с использованием транспорта, эталонов Исполнителя». СИ представляются на поверку чистыми, расконсервированными, с техническим описанием (при наличии в комплекте СИ, указанном в описании типа СИ), руководством (инструкцией) по эксплуатации (при наличии в комплекте СИ, указанном в описании типа СИ), методикой поверки (при наличии в комплекте СИ, указанном в описании типа СИ), паспортом (формуляром) (при наличии в комплекте СИ, указанном в описании типа СИ) и свидетельством о последней поверке, а также необходимыми комплектующими устройствами. При наличии у поверителя эксплуатационной документации на поверяемое СИ, а также методики поверки, представление данных документов вместе с СИ на поверку является необязательным и указывается при заключении договора (контракта) на проведение поверки СИ. СИ, эксплуатируемые в (на) агрессивных (специальных) средах, должны представляться на поверку обеззараженными, нейтрализованными, дезактивированными. Указанные СИ принимаются на поверку только при наличии справки, подтверждающей выполнение владельцем СИ необходимых мероприятий по обеззараживанию, нейтрализации, дезактивации. Калибровка средств измерений Калибровка средств измерений – совокупность операций, выполняемых в целях определения действительных значений метрологических характеристик и метрологической пригодности тех средств измерений, которые применяются вне сферы государственного регулирования обеспечения единства измерений. При калибровке определяются действительные значения единиц величин, оцениваются значения неопределенности измерений, составляется бюджет неопределенности. Поскольку калибровка является добровольной, а не обязательной метрологической процедурой, то межкалибровочный интервал не регламентируется. Вместе с тем, в методике калибровки могут содержаться метрологически обоснованные рекомендации по определению срока последующей калибровки. Калибровка средств измерений не заменяет поверку, которой в обязательном порядке подлежат все средства измерений, предназначенные для использования в сферах государственного регулирования. Однако если калибровка проведена метрологической организацией, должным образом аккредитованной на выполнение работ по калибровке и поверке, то ее результаты при необходимости и при выполнении соответствующих условий могут быть использованы для оформления свидетельства о поверке. По результатам калибровки средств измерений ФБУ «Ростест-Москва» выдает: - Протокол калибровки с установленными действительными значениями метрологических характеристик средств измерений - Сертификат калибровки (документ, удостоверяющий факт и результаты калибровки средства измерений) Сертификат калибровки должен содержать: - номер сертификата калибровки; - наименование юридического лица или индивидуального предпринимателя, аккредитованного на проведение калибровки средств измерений в соответствии с законодательством Российской Федерации об аккредитации в национальной системе аккредитации, проводившего калибровку, сведения о его аккредитации (номер в реестре аккредитованных лиц), подпись руководителя и печать указанного юридического лица или индивидуального предпринимателя, в случае проведения калибровки в национальной системе аккредитации; - наименование юридического лица или индивидуального предпринимателя, проводившего калибровку, подпись руководителя и печать указанного юридического лица или индивидуального предпринимателя, в случае проведения калибровки в добровольной системе калибровки; - наименование, тип, модификацию средства измерений и заводской номер средства измерений (в случае если в состав средства измерений входят несколько автономных измерительных блоков, то приводится их перечень и заводские номера); - информацию о документах, по которым выполнена калибровка; - информацию об эталонах, с помощью которых выполнена калибровка, и их идентификация; данные об аттестации с указанием прослеживаемости к государственным первичным эталонам единиц величин, а при их отсутствии – к национальным эталонам единиц величин иностранных государств; - перечень влияющих факторов (условий проведения калибровки) с указанием их значений (температура, влажность, давление и др.); - результаты калибровки (в том числе действительные значения метрологических и технических характеристик средства измерений, данные о проведенных операциях калибровки); - инициалы, фамилию, подпись лица, выполнившего калибровку, оттиск индивидуального клейма (при наличии); - дату проведения калибровки. На откалиброванное средство измерений наносится калибровочное клеймо, а в эксплуатационную документацию вносится официальная удостоверяющая запись. С 01 января 2017 года для ФБУ «Ростест-Москва» присвоен новый шифр калибровочного клейма «РБЭ» (взамен прежнего «РМ»). Не забудьте удостовериться в компетенции организации, которой вы намерены доверить калибровку своих средств измерений. Компетентность подтверждается аккредитацией на право проведения калибровочных работ. Положение о признании результатов калибровки при поверке средств измерений в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений Модели объекта и погрешности измерений Задачей измерений является получение значений физической величины, характеризующей соответствующие свойства реального объекта измерений. Однако, вследствие того, что истинное значение измеряемой величины нам неизвестно, возникает вопрос - а что же тогда мы должны измерить? Для ответа на этот вопрос вводится некий идеализированный образ объекта измерений - модель объекта измерений, соответствующие параметры которой можно наилучшим образом представить в качестве истинного значения измеряемой величины. Модель реального объекта измерений обычно представляет собой некоторую его абстракцию и ее определение формируется на основе логических, физических и математических представлений. В качестве примера рассмотрим решение часто рассматриваемой в литературе простейшей измерительной задачи - определение диаметра диска. Реальный объект измерения - диск, представляется его математической моделью - кругом. При этом делается предположение, что диаметр круга идеальным образом отражает то свойство реального диска, которое мы называет его диаметром. По определению диаметр круга одинаков во всех направлениях, поэтому, чтобы проверить соответствие нашей модели реальному объекту (диску), мы должны провести измерения диска в нескольких направлениях. Из полученных результатов измерений могут следовать два вывода. Если разброс измеренных значений, то есть разности результатов измерений между собой, не превышают заданную в измерительной задаче погрешность измерений диаметра диска, то в качестве результата измерений можно принять любое из полученных значений. Если же разность результатов измерений превышает заданную погрешность измерений, то это означает, что для данной измерительной задачи принятая модель не подходит и необходимо ввести новую модель объекта измерений. Такой моделью, например, может быть круг, имеющий диаметр, равный наибольшему измеренному значению (описывающий круг). Другой пример - измерение площади комнаты. Представив пол комнаты в виде прямоугольника, ее площадь можно найти как произведение длины комнаты на ширину. Но если окажется, что ширина комнаты неодинакова по ее длине, то необходимо принять другую модель — например, представить пол комнаты в виде трапеции и определять площадь уже по другой формуле. Аналогично модели измерений вводится и понятие модели погрешности измерений. Например, деление погрешностей по их происхождению, свойствам, способам выражения и т.д. Так, для выражения случайных погрешностей чаще всего используются вероятностные модели. При этом случайная погрешность характе-ризуется не одним значением, а тем диапазоном значений, в кото-ром она может находиться с определенной вероятностью. Для выбранной модели погрешностей устанавливаются законы ее распределения и те параметры этих распределений, которые являют-ся показателями погрешности, а также статистические методы оценки этих параметров по результатам измерений. Подробнее модели погрешности измерений будут рассмотрены ниже. Источники погрешности измерений Погрешность результата измерения имеет много составляю-щих, каждая из которых обусловлена различными факторами и источниками. Типичный подход к анализу и оцениванию погреш-ностей состоит в выделении этих составляющих, их изучении по отдельности и суммировании по принятым правилам. Определив количественные параметры всех составляющих погрешности и зная способы их суммирования, можно правильно оценить погрешность результата измерений и при возможности скорректировать его с помощью введения поправок. Ниже приводятся некоторые источники появления погрешностей измерений: - неполное соответствие объекта измерений принятой его модели; - неполное знание измеряемой величины; - неполное знание влияния условий окружающей среды на измерение; - несовершенное измерение параметров окружающей среды; - конечная разрешающая способность прибора или порог его чувствительности; - неточность передачи значения единицы величины от эталонов к рабочим средствам измерений; - неточные знания констант и других параметров, используемых в алгоритме обработки результатов измерения; - аппроксимации и предположения, реализуемые в методе измерений; - субъективная погрешность оператора при проведении измерений; - изменения в повторных наблюдениях измеряемой величины при очевидно одинаковых условиях и другие. Группируя перечисленные выше и другие причины появления погрешностей измерений, их можно разделить на погрешности метода измерений, средств измерений (инструмента) и оператора, проводящего измерения. Несовершенство каждого этого компонента измерения вносит вклад в погрешность измерения. Поэтому в общем виде погрешность можно выразить следующей формулой:  где DМ – методическая погрешность (погрешность метода); DИ - инструментальная погрешность (погрешность средств измерений); DЛ - личная (субъективная) погрешность. Основные причины возникновения инструментальной погрешности приведены в разделе о средствах измерений. Методическая погрешность возникает из-за недостатков используемого метода измерений. Чаще всего это является следствием различных допущений при использовании эмпирических зависимостей между измеряемыми величинами или конструктивных упрощений в приборах, используемых в данном методе измерений. Субъективная погрешность связана с такими индивидуальными особенностями операторов, как внимательность, сосредоточенность, быстрота реакции, степень профессиональной подготовленности. Такие погрешности чаще встречаются при большой доле ручного труда при проведении измерений и почти отсутствуют при использовании автоматизированных средств измерений. |