Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1.Метрология и ее разделы. Этапы развития отечественной метрологии.
Стандартизация, сертификация и метрология – это три взаимосвязанные области знаний, которые являются важными инструментами в обеспечении качества продукции и услуг, разработки, создания и реализации конкурентоспособной продукции.
Наука, изучающая измерения, называется метрологией. Слово "метрология" образовано из двух греческих слов:
"метрон" – мера и "логос" – учение. Дословный перевод слова "метрология" – учение о мерах. Долгое время метрология оставалась в основном описательной (эмпирической) наукой о различных мерах и соотношениях между ними. Существенное развитие метрология получила в XX в. благодаря развитию математических и физических наук.
Метрология в её современном понимании – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности [1].
Метрология состоит из трёх самостоятельных и взаимодополняющих разделов – теоретического, прикладного и законодательного.
Теоретическая метрология занимается общими фундаментальными вопросами теории измерений, разработкой новых методов измерений, созданием систем единиц измерений и физических постоянных.
Законодательная метрология устанавливает обязательные технические и юридические требования по применению единиц физических величин, эталонов, методов и средств измерений, направленные на обеспечение единства и точности
измерений в интересах общества.
Прикладная метрология изучает вопросы практического применения результатов разработок теоретической и законодательной метрологии в различных сферах деятельности.
Предметом метрологии является получение количественной информации о свойствах объектов и процессов с заданной точностью.
Средства метрологии – это совокупность средств измерений и метрологических стандартов, обеспечивающих их рациональное использование.
Во всех случаях проведения измерений, независимо от измеряемой величины, метода и средства измерений, есть общее, что составляет основу измерений, – это сравнение опытным путём данной величины с другой, подобной ей, принятой за единицу. При всяком измерении мы с помощью эксперимента оцениваем физическую величину в виде некоторого числа принятых для неё единиц, т.е. находим её значение.
В настоящее время установлены следующие определения измерения:
- измерение – совокупность операций, выполняемых для определения количественного значения величины [2];
- измерение – совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с её единицей и получение значения этой величины [1].
Основные задачи метрологии [1]:
1. Установление единиц физических величин, государственных эталонов и образцовых средств измерений.
2. Разработка теории, методов и средств измерений и контроля.
3. Обеспечение единства измерений.
4. Разработка методов оценки погрешностей, состояния средств измерения и контроля.
5. Разработка методов передачи размеров единиц от эталонов или образцовых средств измерений рабочим средствам
измерений.
В развитии отечественной метрологии можно выделить три этапа. Первый этап – этап стихийной метрологической деятельности – продолжался от её зарождения до 1892 года. Достижения метрологии на этом этапе не были результатом продуманной научно-технической политики, но необходимость обеспечения единства измерений всегда была в поле практической деятельности человека. «Неодинаковые весы, неодинаковая мера, то и другое – мерзость перед Господом» - тысячелетия назад было записано в Библии в книге притчей Соломоновых. Имеются сведения о применении на Руси образцовых мер и их хранений. Так, «золотой пояс» великого князя Святослава Ярославича (1070 – е года) служил образцовой мерой длины. Это устав новгородского князя Всеволода (1136г.) «О церковных судах и о людях и о мерилах торговли» и Двинская грамота Ивана Грозного (1550г.), в которой описаны правила хранения и передачи размера новой меры сыпучих веществ – «осьмины».
Московские указы, касавшиеся введения единых мер в стране, отсылались на места вместе с образцами казенных мер. Работы по надзору над мерами и их проверку проводили два столичных учреждения: Померная изба и Большая таможня.
В 1736 году по решению Сената Российской империи была организованна Комиссия весов и мер. Комиссия изготовила и ввела в качестве исходных, ряд мер для измерения длины, объёма, веса. Комиссия рассматривала, но не смогла осуществить прогрессивный для того времени проект создания системы мер, основанных на физических постоянных.
В 1842 году на территории Петропавловской крепости в Петербурге открывается первое централизованное метрологическое и поверочное учреждение России – Депо образцовых мер и весов. В Депо хранились эталоны и их копии, изготавливались образцовые меры для местных органов, проводилась поверка и сличение образцовых мер с иностранными.
В 1892 году управляющим Депо образцовых мер и весов был назначен Д.И. Менделеев. Период с 1892 года по 1918 год называют менделеевским этапом развития метрологии. Этот этап научного становления метрологии, этап осознания народнохозяйственной значимости метрологии. В 1893 году Д.И. Менделеев преобразует Депо образцовых мер и весов в Главную палату мер и весов – одно из первых в мире научно – исследовательских учреждений метрологического профиля. Подобные учреждения в Англии и США возникли лишь в 1900 – 1901 годах. В это время в России была создана русская система эталонов. Начала формироваться государственная метрологическая служба, реализовываться программа научных и исследований в области метрологии.
Собственные научные труды Д.И. Менделеева по метрологии не утратили своей значимости по сей день. Его научное кредо – «Наука начинается с тех пор, как начинают измерять, точная наука не мыслима без меры»- и сейчас определяет роль и место метрологии в системе естественных наук, а его научно – практические работы определили путь развития отечественной метрологии.
В 1918 году Советом Народных Комиссаров РСФСР был принят декрет «О введении Международной метрической системы мер и весов». Это было начало третьего – нормативного этапа в развитии отечественной метрологии. С этого времени установления в области метрологии вводятся нормативными актами. Декретом узаконивалась государственная значимость метрологических проблем, а метрологическое обеспечение приобретало государственный характер.
2.Измерительные сигналы. Виды аналоговых сигналов.
Информация о значениях измеряемых физических величин получается с помощью измерительной информации.
Информация – это совокупность сведений, уменьшающих начальную неопределённость знаний об объекте.
Измерительная информация – информация о значениях измеряемых физических величин. Осуществляя измерение, получают измерительную информацию в виде числового значения N, представляющего собой отношение значения х измеряемой величины к принятому размеру её единицы 1X.
Сигнал – материальный носитель информации, это физический процесс, протекающий во времени.
Измерительный сигнал – сигнал, функционально связанный с измеряемой физической величиной и имеющий ряд параметров, т.е. содержащий количественную информацию об измеряемой физической величине.
Информативный параметр измерительного сигнала – параметр измерительного сигнала, функционально связанный с измеряемой величиной и содержащий измерительную информацию. Параметры сигнала, не связанные функционально с измеряемой величиной, называют неинформативными параметрами.
Измерительные сигналы могут быть аналоговыми и цифровыми. Можно выделить следующие виды аналоговых сигналов: непрерывный х, дискретизированный по времени х, квантовый по уровню с шагом квантования q, а также дискретизированный и квантованный . Очевидно, что аналоговые сигналы могут быть непрерывными либо дискретными, тогда как цифровые сигналы всегда дискретны. Аналоговый сигнал становится цифровым после квантования его информативного параметра по уровню с равномерным шагом q и цифрового кодирования числа N шагов квантования.
x(t)
x(tk)
x(q)
x(k)
0 t1 t2 tk t 0 t1 t2 tk t
0 t1 t2 tk t 0 t1 t2 tk t
Рис. 2.1. Виды аналоговых сигналов
Кодирование – это определённый закон изменения, преобразования какого-либо понятия (в нашем случае аналогового сигнала) в комбинацию условных символов, например, с использованием двоичной формы счисления.
При измерении физической величины измерительный сигнал необходимо создать. Для этого используется электрический переносчик, один из параметров которого изменяется (кодируется) по определённому закону в зависимости от размера измеряемой величины, т.е. формируется информативный сигнал с его информативным параметром. Такое изменение (кодирование) может быть аналоговым или цифровым. Аналоговое – заключается в отображении размеров одной физической величины размерами другой физической величины. Цифровое – заключается в отображении числе шагов квантования по уровню размера физической величины комбинациями условных символов.
3.Система единиц физических величин.
Единицы величин начали появляться с того момента, когда возникла необходимость выражать что – либо количественно.
Система единиц физических величин – совокупность основных и производных единиц, образованная в соответствии с принятыми принципами.
Приведем определения всех семи основных единиц СИ.
Единица длины – метр (м) – длина пути, проходимого светом в вакууме за 1/299792458 долю секунды.
Единица массы – килограмм (кг) – масса , равная массе международного прототипа килограмма.
Единица времени – секунда (с) – время, равное 9192631770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия – 133.
Единица силы электрического тока – ампер – сила не изменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенным на расстоянии 1м один от другого в вакууме, вызвал бы между этими проводниками силу, равную 2 ·10-7 Н на каждый метр длины.
Единица термодинамической температуры – Кельвин – (К) – 1/273,16 часть термодинамической температуры тройной точки.
Единица силы света – кандела (кд) – равна силе света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540 · 10 12 Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср.
Единица количества вещества – моль – количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в нуклиде 12С массой 0,012 кг.
СИ включает в себя и две дополнительные единицы для плоского и телесного углов, необходимые для образования производных единиц, связанных с угловыми величинами.
Единица плоского угла – радиан (рад) - угол между двумя радиусами окружности, длина дуги между которыми равна радиусу. В градусном исчислении радиан равен 57º17'44,8".
Единица телесного угла – стерадиан (ср) равен телесному углу с вершиной в центре сферы, вырезающему на поверхности сферы площадь, равную площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы.
Производные единицы. Они образуются на основание законов, устанавливающих связь между физическими величинами или на основании определений физических величин. Выводятся соответствующие производные единицы СИ из уравнений связи между величинами (определяющих уравнений), выражающих данный физический закон или определение, если все другие величины выражены в единицах СИ.
4.Измерение физической величины. Понятие. Классификация.
Измерение физических величин заключается в сопоставлении какой-либо величины с однородной величиной, принятой за единицу.
В метрологии используется термин "измерение", под которым понимается совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с её единицей и получение значения этой величины. Следует отметить, что термин "измерение" в таком понятии значительно сокращает область его применения, так как широко применяются измерения (органолептические), основанные на использовании органов чувств человека (например, оценка спортивных выступлений в фигурном катании, гимнастике). Другими словами, термин "измерение" не ограничен нахождением значения физической величины, так как часто измеряют и нефизические величины.
Измерения могут быть классифицированы по ряду признаков: по способу получения информации, по характеру изменений измеряемой величины в процессе измерений, по количеству измерительной информации, по отношению к основным единицам.
1. По способу получения информации измерения разделяют на прямые, косвенные, совокупные и совместные.
Прямые измерения – измерения, при которых искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных (измерения массы на весах, температуры термометром, длины с помощью линейных мер).
Косвенные измерения – измерения, при которых искомое значение находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, полученными прямыми измерениями (определение плотности однородного тела по его массе и объёму, удельного электрического сопротивления проводника по его сопротивлению, длине и площади поперечного
сечения).
Совокупные измерения – измерения нескольких однородных величин, при которых искомое значение величин находят решением системы уравнений, получаемых при прямых измерениях различных сочетаний этих величин (измерения, при которых масса отдельных гирь набора находится по известной массе одной из них и по результатам прямых сравнений масс различных сочетаний гирь).
Совместные измерения – одновременные измерения двух или нескольких неодноимённых величин для нахождения зависимости между ними (проводимые одновременно измерения приращения длины образца в зависимости от изменений его температуры и определение коэффициента линейного расширения по формуле k = Dl / (l Dt)).
В результате измерения должны быть определены 3 величины [9]:
1) Число, выражающее отношение измеряемой физической величины к общепринятой единице измерения
A= X / x ,
где A – числовое значение измеряемой величины; X – измеряемая величина; x – единица измерения.
2) Погрешность результата измерения.
3) Доверительная вероятность допущенной погрешности (при обычных технических измерениях погрешность определяется с вероятностью 95%).
П р и м е р, иллюстрирующий значение доверительной вероятности. Вероятность того, что спектакль в театре состоится, составляет 95%. Люди, купившие билеты на спектакль, обычно не задумываются о небольшой вероятности (5%), что спектакль может быть отменен или не состоится по какой-либо причине. Ввиду того, что в этой ситуации вероятность отмены спектакля, равная 5%, является низкой, то зрители не задумываются, покупать билет или нет.
С другой стороны, вероятность того, что (когда вы выходите на улицу) с вами ничего плохого не случится (на голову не упадёт кирпич, вы не провалитесь в люк и т.п.), составляет 99,9999%. Вероятность обратного составляет 0,0001%, что ничтожно мало. Поэтому нормальный человек, выходя из дома, не задумывается о том, что с ним что-то может случиться.
Но если предположить, что и в этом случае, как и в случае со спектаклем, вероятность благополучного похода на улицу составит 95%, то многие начнут сомневаться, а стоит ли выходить на улицу. Можно сказать, что доверительная вероятность допущенной погрешности зависит от важности производимых измерений (чем более важны и ответственны измерения, тем более высокая доверительная вероятность допущенной погрешности должна быть задана).
2. По характеру изменения измеряемой величины в процессе измерений бывают статистические, динамические и статические измерения.
Статистические измерения связаны с определением характеристик случайных процессов, звуковых сигналов, уровня шумов и т.д.
Статические измерения имеют место тогда, когда измеряемая величина практически постоянна.
Динамические измерения связаны с такими величинами, которые в процессе измерений претерпевают те или иные изменения.
Статические и динамические измерения в идеальном виде на практике редки.
3. По количеству измерительной информации различают однократные и многократные измерения.
Однократные измерения – это одно измерение одной величины, т.е. число измерений равно числу измеряемых величин.
Практическое применение такого вида измерений всегда приводит к большим погрешностям, поэтому следует проводить не менее трёх однократных измерений и находить конечный результат как среднее арифметическое значение.
Многократные измерения характеризуются превышением числа измерений количества измеряемых величин.
Обычно минимальное число измерений больше трёх. Преимущество многократных измерений – в значительном снижении влияний случайных факторов на погрешность измерения.
5.Средства измерений. Классификация.
Средства измерений – это технические средства, используемые при измерениях и имеющие нормированные метрологические характеристики. От средств измерений непосредственно зависит правильное определение значения измеряемой величины в процессе измерения.
Средство измерений – техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени.
Метрологические характеристики средств измерений – это те их характеристики, от которых зависит точность результата измерений, выполняемых с помощью этих средств. Нормирование метрологических характеристик заключается в законодательном регламентировании их состава и норм их значений.
К средствам измерений относят: меры, измерительные приборы, измерительные преобразователи, измерительные установки, измерительные системы, измерительные принадлежности.
Мера – средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью (гиря – мера массы, точный кварцевый генератор – мера частоты электрических колебаний). Меры бывают однозначные и многозначные. Однозначные меры (например, гиря, образцовая катушка сопротивлений) воспроизводят одно значение физической величины. Многозначные меры служат для воспроизведения ряда значений одной и той же физической величины. Примером многозначной меры является миллиметровая линейка, воспроизводящая наряду с миллиметровыми также и сантиметровые размеры длины. Применяются также меры в виде наборов и магазинов мер. Набор мер представляет собой комплект однозначных мер разного размера, предназначенных для применения в различных сочетаниях (например, набор концевых мер длины).
Магазин мер – набор мер, конструктивно объединённых в единое устройство, в котором предусмотрено ручное или автоматизированное соединение мер в необходимых комбинациях (например, магазин электрических сопротивлений).
Измерительный прибор – средство измерений, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне.
Измерительный преобразователь – техническое средство с нормированными метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации или передачи. Преобразуемую величину называют входной, а результат преобразования – выходной величиной. Основной метрологической характеристикой измерительного преобразователя считается соотношение между входной и выходной величинами, называемое функцией преобразования. Измерительные преобразователи входят в состав измерительных приборов или применяются вместе с каким-либо
средством измерений.
Измерительная установка – совокупность функционально объединённых мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей и других устройств, предназначенная для измерений одной или нескольких физических величин и расположенная в одном месте. Измерительную установку, применяемую для поверки, называют поверочной установкой.
Измерительную установку, входящую в состав эталона, называют эталонной установкой. Некоторые большие измерительные установки называют измерительными машинами.
Измерительная система – совокупность функционально объединённых мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, ЭВМ и других технических средств, размещённых в разных точках контролируемого объекта и т.п. с целью измерений одной или нескольких физических величин, свойственных этому объекту, и выработки измерительных сигналов в разных целях.
Измерительные принадлежности – это вспомогательные средства измерений величин. Они необходимы для вычисления поправок к результатам измерений, если требуется высокая степень точности. Например, термометр может быть вспомогательным средством, если показания прибора достоверны только при строго регламентированной температуре; психрометр – если строго регламентируется влажность окружающей среды.
6. Характеристики средств измерений.
Свойства средств измерений описывают характеристиками, среди которых выделяют метрологические и неметрологические характеристики.
y = F (x)
Чувствительность средства измерения – отношение приращения выходного сигнала ∆y средства измерений к вызвавшему это приращение изменению входного сигнала ∆x:
При линейной функции преобразования чувствительность постоянна, при нелинейной – зависит от X. У средств измерения с постоянной чувствительностью шкала равномерная, т.е. длина всех делений шкалы одинакова.
Постоянная прибора – величина обратная чувствительности: с = 1/ S.
Чувствительность и постоянная прибора имеют размерность. Так, например, если S = 10 дел/ ед.изм, то с = 0,1 ед. изм./ дел.
Порог чувствительности – наименьшее изменение входной величины, обнаруживаемое с помощью данного средства измерения. Порог чувствительности выражают в единицах измеряемой величины.
Деление шкалы – разность значений физической величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы (для цифровых средств измерения – цена единицы младшего размера отсчетного устройства).
Входное полное сопротивление ZВХ – определяет мощность, потребляемую от объекта исследования средством измерения, чем выше ZВХ, тем меньше потребляемая мощность.
Выходное полное сопротивление – ZВЫХ определяет допустимую нагрузку на средство измерения, чем меньше выходное сопротивление, тем больше допустимая нагрузка.
Важнейшей характеристикой средства измерений является погрешность.
Погрешность средства измерений может быть выражена в виде абсолютной, относительной или приведенной погрешности.
7. Погрешность средства измерений.
Погрешность средства измерений может быть выражена в виде абсолютной, относительной или приведенной погрешности.
Здесь и далее мы будем говорить о погрешностях средств измерений – измерительных приборах, как наиболее представительной группы средств измерений, вырабатывающих сигналы измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.
Абсолютная погрешность измерительного прибора ∆ - разность между показанием прибора x и истинным значением измеряемой величины X
∆ = x – X
Абсолютная величина, взятая с обратным знаком называется поправкой.
С=-
Абсолютную погрешность измерительного прибора определяют при его поверке и при этом вместо истинного значения используют действительное значение измеряемой величины .
Относительная погрешность измерительного прибора δ - отношение абсолютной погрешности измерительного прибора ∆ к истинному значению измеряемой величины Х. Относительная погрешность обычно выражается в процентах
На практике, в большинстве случаев при определении δ относят ∆ к показанию прибора х.
т.к. разница между
величина высшего порядка малости и тем меньше, чем выше точность измерительного прибора.
Приведенная погрешность γ – отношение абсолютной погрешности ∆ к нормирующему значению хN. Приведенная погрешность выражается в процентах
Нормирующие значение хN – для измерительных приборов принимается равным:
1. Для средств измерений с равномерной или степенной шкалой, если нулевая отметка находится на краю или вне шкалы, - большему из пределов измерений;
2. Для средств измерений с равномерной, практически равномерной или степенной шкалой и нулевой отметкой внутри диапазона измерений – равной сумме модулей пределов измерений;
3. Для средств измерений с установленным номинальным значением – этому номинальному значению;
4. Для средств измерения с существенно неравномерной шкалой – равным всей длине шкалы в единицах длины или ее части, соответствующей диапазону измерений (в этом случае абсолютную погрешность выражают также в единицах длины).
Для измерительных преобразователей также вводят перечисленные выше три вида погрешностей, для мер – первые два вида. Используют аналогичные формулы, но смысловое содержание величин, входящих в формулы другое, определяемое функциями средств измерения.
Погрешности измерительных приборов зависят от внешних условий (влияющих величин), поэтому их принято делить на основную и дополнительную.
Основная погрешность 0 – погрешность в условиях, принятых за нормальные для данного средства.
Дополнительная погрешность д– возникает при отклонении одной или более влияющих величин от нормальных значений или нормальных областей их значения.
В зависимости от характера изменения погрешностей измерительных приборов различают систематические и случайные погрешности.
Систематические погрешности с- составляющие погрешности, остающиеся постоянными или закономерно изменяющиеся при повторных измерениях одного и того же значения измеряемой величины.
Случайные погрешности , составляющие погрешности, изменяющиеся случайным образом при повторных измерениях одного и того же значения измеряемой величины. Случайные составляющие приводят к неоднозначности показаний измерительных приборов.
Погрешности измерительных приборов в зависимости от изменения измеряемой величины разделяют на аддитивные и мультипликативные. Аддитивные погрешности – не зависят от измеряемой величины. Мультипликативные погрешности - изменяются пропорционально измеряемой величине.
8.Класс точности средств измерений. Обозначение.
Точность средства измерений (точность) – характеристика качества средства измерений, отражающая близость его погрешности к нулю.
Считается, что чем меньше погрешность, тем точнее средство измерений.
Класс точности средств измерений (класс точности) – обобщенная характеристика данного типа средств измерений, как правило, отражающая уровень их точности, выражаемая пределами допускаемых основной и дополнительных погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность.
Пределы допускаемых основной и дополнительных погрешностей выражают в форме приведенных, относительных или абсолютных погрешностей.
Пределы допускаемой основной погрешности устанавливают в последовательности, приведенной в ГОСТ 8.401-80 «Классы точности средств измерений».
Нормируемые метрологические характеристики типа средства измерений (нормируемые метрологические характеристики) – совокупность метрологических характеристик данного типа средств измерений, устанавливаемая нормативными документами на средства измерений.
Пределы допускаемой абсолютной основной погрешности устанавливают по формуле:
(2.1)
или
, (2.2)
где Δ – пределы допускаемой абсолютной погрешности, выраженной в единицах измеряемой величины на входе (выходе) или условно в делениях шкалы;
Х – значение измеряемой величины на входе (выходе) средств измерений или число делений, отсчитанных по шкале;
a, b – положительные числа, не зависящие от Х.
В обоснованных случаях пределы допускаемой абсолютной погрешности могут устанавливаться по более сложной формуле или в виде графика либо таблицы.
Пределы допускаемой приведенной основной погрешности устанавливают по формуле:
, (2.3)
где γ – пределы допускаемой приведенной основной погрешности, %;
Δ – пределы допускаемой абсолютной основной погрешности, устанавливаемые по формуле (2.1);
– нормирующее значение, выраженное в тех же единицах, что и Δ;
р – отвлеченное положительное число, выбираемое из ряда 1·10; 1,5·10; 2·10; 2,5·10; 4·10; 5·10; 6·10 (n = 1, 0, -1, -2 и т. д.).
Пределы допускаемой относительной погрешности устанавливают по формуле
, (2.4)
если Δ установлено по формуле (2.1),
или по формуле
, (2.5)
где δ – пределы допускаемой относительной основной погрешности, %;
q – отвлеченное положительное число, выбираемое из ряда, приведенного выше;
– больший (по модулю) из пределов измерений;
с, d – положительные числа, выбираемые из ряда, приведенного выше, причем
;
.
В обоснованных случаях пределы допускаемой относительной погрешности устанавливают по более сложной формуле или в виде графика либо таблицы.
Пределы допускаемых дополнительных погрешностей устанавливают:
– в виде постоянного значения для всей рабочей области влияющей величины или в виде постоянных значений по интервалам рабочей области влияющей величины;
– путем указания отношения предела допускаемой дополнительной погрешности, соответствующего регламентированному интервалу влияющей величины, к этому интервалу;
– путем указания зависимости предела допускаемой дополнительной погрешности от влияющей величины (предельной функции влияния);
– путем указания функциональной зависимости пределов допускаемых отклонений от номинальной функции влияния.
Пределы допускаемой дополнительной погрешности, как правило, устанавливают в виде дольного (кратного) значения предела допускаемой основной погрешности.
Класс точности, как обобщенная характеристика, обозначается либо в документации, либо на средствах измерения.
Если в документации, то, например, класс точности 0,02/0,01 означает назначение предела допускаемой основной погрешности по формуле (2.5) при с = 0,02 и d = 0,01:
.
Если на средстве измерения, то возможны следующие варианты.
1,5 – предел допускаемой основной погрешности назначен по формуле 2.3 (если нормирующее значение выражено в единицах величины на входе (выходе) средства измерений).
1,5 – по формуле 2.3 (если нормирующее значение принято равным длине шкалы или ее части).
0,5
– по формуле 2.4.
М – по формуле 2.1 и 2.2.
С – по формуле 2.2.
9.Виды измерений. Примеры.
Область измерений – совокупность измерений физических величин, свойственных какой-либо области науки или техники и выделяющихся своей спецификой.
Вид измерений – часть области измерений, имеющая свои особенности и отличающаяся однородностью измеряемых величин.
В метрологии различают следующие области и виды измерений:
1. Измерение геометрических величин: длин, углов, отклонений формы поверхностей.
2. Измерение механических величин: массы, силы, прочности и пластичности, крутящих моментов.
3. Измерение параметров потока, расхода, уровня, объёма веществ.
4. Измерение давления: избыточного, атмосферного, абсолютного, вакуума.
5. Физико-химические измерения: вязкости, плотности, концентрации, влажности.
6. Теплофизические и температурные измерения.
7. Измерение времени и частоты.
8. Измерения электрических и магнитных величин на постоянном и переменном токе: силы тока, ЭДС, напряжения, мощности, сопротивления, ёмкости, индуктивности.
9. Радиоэлектронные измерения: интенсивности сигналов, параметров формы и спектра сигналов.
10. Измерения акустических величин в различных средах (воздушной, твёрдой, жидкой).
11. Оптические и оптико-физические измерения: оптической плотности, коэффициента пропускания.
12. Измерения ионизирующих излучений и ядерных констант: дозиметрических и спектральных характеристик ионизирующих излучений.
10.Методы измерений. Примеры.
Принцип измерения – совокупность физических принципов, на которых основаны измерения.
Метод измерения – это приём или совокупность приёмов сравнения измеряемой физической величины с её единицей в соответствии с реализованным принципом измерения [1].
Метод измерения – совокупность конкретно описанных операций, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с установленными показателями точности [2].
Метод измерения должен по возможности иметь минимальную погрешность.
Методы измерений классифицируют по следующим признакам.
1. В зависимости от измерительных средств, используемых в процессе измерения [10], различают методы: инструментальный, экспертный, эвристический, органолептический.
Инструментальный метод основан на использовании специальных технических средств, в том числе автоматизированных и автоматических.
Экспертный метод основан на использовании данных нескольких специалистов. Широко применяется в спорте, искусстве, медицине.
Эвристический метод основан на интуиции. Широко используется способ попарного сопоставления, когда измеряемые величины сначала сравниваются между собой попарно, а затем производится ранжирование на основании результатов этого сравнения.
Органолептический метод основан на использовании органов чувств человека (осязание, обоняние, зрение, слух, вкус).
2. По способу получения значений измеряемой величины различают [9]: метод непосредственной оценки и методы сравнения (дифференциальный, нулевой, замещения, совпадений).
Сущность метода непосредственной оценки состоит в том, что о значении измеряемой величины судят по показанию одного (прямые измерения) или нескольких (косвенные измерения) средств измерений, которые заранее проградуированы в единицах измеряемой величины. Это наиболее распространённый метод измерения Его реализуют большинство средств измерений. Простейший пример – измерение напряжения вольтметром.
К методам сравнения относятся все те методы, при которых измеряемая величина сравнивается с величиной, воспроизводимой мерой. Таким образом, отличительной особенностью этих методов является непосредственное участие мер в процессе измерения.
При дифференциальном методе измеряемая величина Х сравнивается непосредственно или косвенно с величиной Хм, воспроизводимой мерой.
О значении величины Х судят по измеряемой прибором разности DХ = Х – Хм и по известной величине Хм, воспроизводимой мерой. Следовательно, Х = Хм + DХ. При этом методе производится неполное уравновешивание измеряемой величины.
Пример метода – измерение массы весами с набором гирь.
Нулевой метод – разновидность дифференциального метода. Его отличие в том, что разность DХ ® 0, что контролируется специальным прибором высокой точности – нуль-индикатором. В данном случае значение измеряемой величины равно значению, воспроизводимому мерой. Погрешность метода очень мала.
Пример метода – взвешивание на весах, когда на одном плече находится взвешиваемый груз, а на другом – набор эталонных грузов. Или измерение сопротивления с помощью уравновешенного моста.
Метод замещения заключается в поочередном измерении прибором искомой величины и выходного сигнала меры, однородного с измеряемой величиной. По результатам этих измерений вычисляется искомая величина.
Пример метода – измерение большого электрического сопротивления путём поочередного измерения силы тока, протекающего через контролируемый и образцовый резисторы. Питание цепи осуществляется от одного и того же источника постоянного тока.
При методе совпадений разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой метой, определяют, используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов. Этот метод широко используется в практике неэлектрических измерений.
Пример – измерение длины при помощи штангенциркуля.
11.Шкалы измерений физической величины.
Шкала физической величины – это упорядоченная совокупность значений физической величины, служащая исходной основой для измерений данной величины.
Различают следующие типы шкал измерений:
– Шкалы наименований характеризуются оценкой (отношением) эквивалентности различных качественных проявлений свойства. Эти шкалы не имеют нуля и единицы измерений, в них отсутствуют отношения сопоставления типа "больше-меньше". Это самый простой тип шкал. Пример: шкалы цветов, представляемые в виде атласов цветов. При этом процесс измерений заключается в достижении (например, при визуальном наблюдении) эквивалентности испытуемого образца с одним из эталонных образцов, входящих в атлас цветов.
– Шкалы порядка описывают свойства величин, упорядоченные по возрастанию или убыванию оцениваемого свойства, т.е. позволяют установить отношение больше/меньше между величинами, характеризующими это свойство. В этих шкалах отсутствует единица измерения, так как невозможно установить, в какое число раз больше или меньше проявляется свойство величины. Пример: шкалы измерения твёрдости, баллов силы ветра, землетрясений.
– Шкалы интервалов (разностей) описывают свойства величин не только с помощью отношений эквивалентности и порядка, но также и с применением отношений суммирования и пропорциональности интервалов (разностей) между количественными проявлениями свойства. Эти шкалы могут иметь условную нулевую точку. Пример: летоисчисление по различным календарям, температурные шкалы (Цельсия, Фаренгейта, Реомюра).
– Шкалы отношений описывают свойства величин, для множества количественных проявлений которых применимы логические отношения эквивалентности, порядка и пропорциональности, а для некоторых шкал также отношение суммирования. В шкалах отношений существует естественный нуль и по согласованию устанавливается единица измерения.
Пример: шкала массы, шкала термодинамической температуры Кельвина.
– Абсолютные шкалы кроме всех признаков шкал отношений обладают дополнительным признаком: в них присутствует однозначное определение единицы измерения. Такие шкалы присущи таким относительным единицам, как коэффициенты усиления, ослабления, полезного действия и т.д.
– Условные шкалы – шкалы величин, в которых не определена единица измерения. К ним относятся шкалы наименований и порядка.
12.Основной постулат метрологии.
Измерение по шкале отношений предполагает сравнение неизвестного размера с известным и выражение первого через второй в кратном или дольном отношении. Эта операция сравнения неизвестного значения с известным и выражения первого через второе в кратном или дольном отношении запишется следующим образом:
,
где Х – неизвестный размер;
– известный размер.
В реальных условиях измерения такое сравнение не всегда удается выполнить, так как в большинстве случаев в измерении участвуют различного рода преобразователи измеряемой величины. Тогда операция сравнения выглядит как определение отношения:
,
а в случае аддитивного воздействия преобразователя, или как определение отношения
в случае мультипликативного воздействия преобразователя, то есть мы измеряем уже не саму неизвестную величину, а результат ее преобразования преобразователем.
Само сравнение результата преобразования ( или ) с известным размером происходит под воздействием множества случайных факторов (электромагнитных помех, температуры окружающей среды, влажности, вибрации, напряжения питания измерительного прибора, состояния субъекта измерения – оператора и т.п.).
Ограничиваясь для простоты рассмотрения только аддитивным воздействием преобразователей, совместное влияние этих факторов можно учесть слагаемым . Тогда получим следующее уравнение измерения по шкале отношений:
,
где х – результат измерения, отсчет по шкале.
Это уравнение является математической моделью измерения (по шкале отношений).
При повторении измерительной процедуры из-за случайного характера x получается все время разным. Это фундаментальное положение является законом природы. На основании опыта практических измерений и сформулировано утверждение, называемое основным постулатом метрологии: отчет является случайным числом.
После выполнения измерения величины Х в уравнении остаются два неизвестных Х и η. Неслучайная соответствующая v должна быть известна до измерения. Слагаемое η, являясь случайным, не может быть известно в принципе. Поэтому определить значение измеряемой величины
невозможно.
В этом выражении первое слагаемое в правой части называется показанием (отсчетом), а две последних – суммарной поправкой c.
Приняв известный размер [Х] за размер единицы измеряемой величины, можно записать последнее выражение в виде:
X = x + c.
Знак поправки с противоположен знаку погрешности измерения, то есть погрешность измерения
,
где х – результат измерения;
Х – истинное значение измеряемой величины, что соответствует определению погрешности результата измерения.
13.Факторы погрешностей измерения.
В общем случае компонентами измерительной цепи являются:
Перечисленные компоненты влияют друг на друга и на результат измерения.
Поэтому при подготовке и проведение измерений необходимо учитывать влияние всех перечисленных компонент, а также метода измерений, на результат измерений.
Объект измерений должен быть изучен. Перед измерением необходимо представить себе модель исследуемого объекта. Чем точнее модель соответствует исследуемому объекту, тем точнее измерительный эксперимент. Причем, по мере получения измерительной информации модель исследуемого объекта может уточняться и изменяться.
Средства измерений вносят основную долю в образование погрешностей измерения. Это, так называемые факторы инструментальных погрешностей. Факторы инструментальных погрешностей – следствие несовершенства принципа действия и конструктивно – технологического исполнения средства измерения. Это, например, трение в опорах электромеханических измерительных преобразователей, остаточная намагниченность ферромагнитного сердечника электромагнитного прибора, погрешность квантования и др.
Окружающая среда определяет факторы погрешностей установки. Факторы погрешностей установки – это отклонение условий применения средств измерений от условий их градупрования, или отклонение от оптимальных условий, на применение в которых средство измерения рассчитано. Например, отклонение положения стрелочного прибора от предусмотренного горизонтального, вследствие чего появляются погрешности от неполной уравновешенности подвижной части. Это, например, отклонение влияющих величин (температуры,параметров электромагнитных полей, влажности и пр.), неинформативных параметров входного сигнала (частоты, коэффициента, формы и пр.) от из нормальных или номинальных значений.
Факторы личных погрешностей – это психофизиологические особенности экспериментатора. Они вносят в процессе измерения элемент субъективизма. У человека может быть недостаточная острота зрения, он может уставать, может заболеть, у него может быть склонность завышать или занижать результаты отсчета по шкале и т.д. Элемент субъективизма зависит от квалификации экспериментатора, его психофизиологического состояния, соблюдения эргономических требований. К измерениям должны допускаться лица, прошедшие специальную подготовку, имеющие соответствующие знания и практические навыки. В ответственные моменты их действия должны быть строго регламентированы.
Факторы погрешностей метода – это следствие несовершенства теории метода измерений, использования приближенных формул, неполной согласованности характеристик средств измерений с характеристиками исследуемого объекта.
Принимая во внимание все перечисленные факторы, нельзя ожидать, что, реализовав процесс измерения некоторой физической величины, мы получим её истинное значение. Это следует и из рассмотрения математической модели измерения. Таким образом, результат измерения можно представить следующим образом
где – истинное значение измеряемой величины, а - погрешность измерения.
Истинное значение измеряемой величины остается всегда неизвестным, но на практике его оценивают некоторым действительным значением. За действительное значение измеряемой величины можно, например, принять результат измерения, полученный с помощью средства измерения более высокого класса точности, по сравнению с классом точности средства, используемого в рассматриваемом процессе измерения.
Отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины, а на практике – к результату измерения, что в силу малости допустимо, называют относительной погрешностью измерения, которую обычно выражают в процентах:
где – истинное значение измеряемой величины.
14.Погрешности измерений. Классификация.
В зависимости от характера изменения погрешностей различают систематические и случайные погрешности.
Систематическая погрешность измерения (систематическая погрешность) – составляющая погрешности результата измерения, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же физической величины.
В зависимости от характера измерения систематические погрешности подразделяют на постоянные, прогрессивные, периодические и погрешности, изменяющиеся по сложному закону.
Постоянные погрешности – погрешности, которые длительное время сохраняют свое значение, например, в течение времени выполнения всего ряда измерений. Они встречаются наиболее часто.
Прогрессивные погрешности – непрерывно возрастающие или убывающие погрешности. К ним относятся, например, погрешности вследствие износа измерительных наконечников, контактирующих с деталью при контроле ее прибором активного контроля.
Периодические погрешности – погрешности, значение которых является периодической функцией времени или перемещения указателя измерительного прибора.
Погрешности, изменяющиеся по сложному закону, происходят вследствие совместного действия нескольких систематических погрешностей.
Случайная погрешность измерения (случайная погрешность) – составляющая погрешности результата измерения, изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях, проведенных с одинаковой тщательностью, одной и той же физической величины.
Таким образом, можно записать, что абсолютная погрешность:
,
где – систематическая составляющая;
– случайная составляющая.
В зависимости от изменения измеряемой величины погрешности разделяют на аддитивные и мультипликативные. Аддитивные погрешности не зависят от измеряемой величины. Мультипликативные – изменяются пропорционально измеряемой величине. Соотношение аддитивной и мультипликативной погрешностей измерений можно представить в виде рисунка.
bХ
- bХ
– а
+ а
а – предельное значение аддитивной погрешности, bХ – предельное значение мультипликативной погрешности.
Рис. 2.2. Соотношение аддитивной и мультипликативной погрешностей
Таким образом, можно записать для этого случая:
Инструментальная погрешность измерения (инструментальная погрешность) – составляющая погрешности измерения, обусловленная погрешностью применяемого средства измерений.
Погрешность метода измерений (погрешность метода) – составляющая систематической погрешности измерения, обусловленная несовершенством принятого метода измерений. Вследствие упрощений, принятых в уравнениях для измерений, нередко возникают существенные погрешности, для компенсации действия которых следует вводить поправки. Погрешность метода иногда называют теоретической погрешностью.
Иногда погрешность метода может проявляться как случайная.
Погрешность измерения из-за изменений условий измерения – составляющая систематической погрешности измерения, являющаяся следствием неучтенного влияния отклонения в одну сторону какого-либо из параметров, характеризующих условия измерений, от установленного значения. Этот термин применяют в случае неучтенного или недостаточно учтенного действия той или иной влияющей величины (температуры, атмосферного давления, влажности воздуха, напряженности магнитного поля, вибрации и др.); неправильной установки средств измерений, нарушения правил их взаимного расположения и др.
Субъективная погрешность измерения (субъективная погрешность) – составляющая систематической погрешности измерений, обусловленная индивидуальными особенностями оператора. Встречаются операторы, которые систематически опаздывают (или опережают) снимать отсчеты показаний средств измерений. Иногда субъективную погрешность называют личной погрешностью или личной разностью.
Статическая погрешность измерений (статическая погрешность) – погрешность результата измерений, свойственная условиям статического измерения.
Динамическая погрешность измерений (динамическая погрешность) – погрешность результата измерений, свойственная условиям динамического измерения.
Промах – погрешность результата отдельного измерения, входящего в ряд измерений, которая для данных условий резко отличается от остальных результатов этого ряда. Иногда вместо термина "промах" применяют термин грубая погрешность измерений.
Предельная погрешность измерения в ряду измерений (предельная погрешность) – максимальная погрешность измерения (плюс, минус), допускаемая для данной измерительной задачи.
15.Систематическая погрешность измерения. Способы исключения.
По характеру проявления систематические погрешности разделяют на постоянные и закономерно изменяющиеся. Для систематических погрешностей типичны и поэтому наиболее существенны постоянные погрешности.
Универсального метода обнаружения систематических погрешностей нет. Это объясняется большим разнообразием методов, средств и условий измерений и присутствием субъекта измерений.
Под исключением систематической погрешности подразумевают их уменьшение до уровня незначительных погрешностей.
Систематическая погрешность считается исключенной ,если
при n = 1
или
при n = 2,
где n – число значащих цифр, которыми выражается предел абсолютной погрешности результата измерения.
Наиболее простой метод обнаружения, и определения систематической погрешности заключается в поверке конкретного рабочего измерительного прибора. В результате поверки определяется поправка
где хп и х0 , соответственно показания поверяемого и образцового приборов при измерении ими одного и того же значения измеряемой величины. Введение поправок позволяет в значительной степени исключить систематическую погрешность.
Наряду с общим методом применяют и специальные методы исключения систематических погрешностей.
Метод замещения. В этом случае на вход измерительного прибора подают измеряемую величину неизвестного размера, а затем заменяют её величиной такого известного размера, при котором в состоянии и действии измерительного прибора не происходит никаких изменений. Примером использования метода замещения является измерение сопротивления при помощи моста постоянного тока и мер сопротивлений. Погрешность измерения при этом будет зависеть от погрешности меры и случайной составляющей погрешности измерительного прибора, выключенного в выходную диагональ моста; постоянные же систематические погрешности при этом исключаются.
Метод компенсации погрешности по знаку. В этом случае неизвестную величину измеряют дважды, меняя условия измерения так, чтобы надлежащая исключению систематическая погрешность (с неизвестным размером) вошла в результаты измерений с противоположным знаком. При этом в качестве окончательного результата измерения, свободного от систематической погрешности, принимают среднее арифметическое из результатов двух измерений.
Этот метод применяют для исключения погрешностей от влияния постоянных магнитных полей, паразитных э.д.с. и т.п.
Метод противопоставления. В этом случае измеряемая величина неизвестного размера дважды сравнивается с величиной известного размера, причем при втором измерении (сравнением) величины взаимно меняются местами в измерительной цепи.
Примером данного метода может служить измерение сопротивления при помощи моста постоянного тока. Сначала измеряемое сопротивление Rх уравновешивается известным сопротивлением R3, выложенным в плечо сравнения моста. В результате
,
где и - сопротивление плеч отношений моста.
Затем меняют местами размеры и и вновь уравновешивают мост, регулируя сопротивление резистора . В этом случае
где из –за наличия систематической погрешности.
Перемножив, для исключения и левые и правые части двух равенств, находим, что
Погрешность измерения при этом будет зависеть от погрешности переменного сопротивления и случайной составляющей погрешности измерительного прибора, включенного в выходную диагональ моста; постоянные же систематические погрешности при этом исключаются.
Сравнительно редко для исключения систематических погрешностей используют, метод симметричных наблюдений и метод периодических наблюдений. Эти методы применяются, соответственно для исключения погрешностей, изменяющихся по линейному закону, и погрешностей, изменяющих по периодическому закону.
Однако при любых измерениях полностью исключить систематическую отставляющую погрешности не удается. Всегда остается некоторая часть не исключенной погрешности, которая переводится в разряд случайной и оценка её проводится с использованием методов теории вероятности.
16.Определение погрешностей средства измерений. Поправка результата измерения.
17.Понятие о единстве измерений
Единство измерений – состояние измерений, характеризующееся тем, что их результаты выражаются в узаконенных единицах, размеры которых в установленных пределах равны размерам единиц, воспроизводимых первичными эталонами, а погрешности результатов измерений известны и с заданной вероятностью не выходят за установленные пределы.
Единство измерений может быть обеспечено при соблюдении двух условий, которые можно назвать основополагающими:
- выражение результатов измерений в допущенных к применению в Российской Федерации единицах величин;
- установление допустимых ошибок (погрешностей) результатов измерений и пределов, за которые они не должны выходить.
Техническую базу обеспечения единства измерений в стране составляет система воспроизведения единиц физических величин и передачи информации об их размерах всем без исключения средствам измерения.
Основой этой системы является эталон единицы физической величины.
18. Эталоны единиц физических величин
Эталон – это высокоточная мера, предназначенная для воспроизведения и хранения единицы физической величины (ФВ) с целью передачи её размера другим средствам измерений.
Эталон единицы физической величины – средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения единицы и передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений и утвержденное в качестве эталона в установленном порядке.
Эталон обладает, по крайней мере, тремя существенными признаками – неизменностью, воспроизводимостью, сличаемостью.
Эталонная база страны – совокупность государственных первичных и вторичных эталонов, являющаяся основой обеспечения единства измерений в стране.
Различают эталоны:
Эталоны-свидетели предназначены для поверки сохранности и неизменности государственного эталона и для замены его в случае порчи или утраты.
Эталоны-сравнения применяются при сличении эталонов, которые по каким-либо причинам не могут сличаться друг с другом.
Эталоны-копии используются для передачи размеров рабочим эталонам.
Наиболее распространенными эталонами являются рабочие эталоны.
Рабочие эталоны подразделяются по разрядам (1, 2, 3 и иногда 4).
От рабочих эталонов низшего разряда размер передается рабочим средствам измерения.
Передача информации в размере единицы осуществляется методами непосредственного сличения, а также сличения с помощью компараторов.
Процесс передачи единиц осуществляется при поверке и калибровке средства измерений.
Рабочие средства измерений обладают различной точностью измерений: точные рабочие средства измерений при поверке получают размер от рабочих эталонов 1-го разряда, менее точные – от эталонов низшего 2-го, 3-го, 4-го разрядов.
19.Поверочные схемы. Классификация.
Поверочная схема для средств измерений – нормативный документ, устанавливающий соподчинение средств измерений, участвующих в передаче размера единицы от эталона рабочим средствам измерений. Не путать со схемой поверки.
Различают государственные и локальные поверочные схемы.
Государственная поверочная схема распространяется на все средства измерений данной физической величины, имеющиеся в стране.
Локальная – распространяющаяся на средства измерений данной физической величины, применяемые в регионе, отрасли, ведомстве или на отдельном предприятии (организации).
20. Основы метрологического обеспечения.
Метрологическое обеспечение – это установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерений.
Большую роль для метрологического обеспечения на конкретных предприятиях и производствах играют метрологические службы юридических лиц. В их обязанности входят:
- организация и обеспечение метрологического обслуживания (ремонт, поверка, калибровка, наладка, учёт, хранение средств измерений, используемых в производстве);
- разработка, внедрение в производственный процесс современных методик выполнения измерений и методов испытаний, проведение их аттестации;
- обеспечение производственного процесса средствами измерений и установление рациональной номенклатуры средств измерений и поверочной аппаратуры, применяемых на предприятии;
- установление оптимального перечня измеряемых параметров и норм точности измерений, обеспечивающих точность контроля режимов технологических процессов, контроля сырья и готовой продукции;
- осуществление метрологического контроля и надзора на данном предприятии.
Для проведения ряда работ, таких как аттестация методик выполнения измерений, метрологическая экспертиза документации, метрологические службы предприятий и организаций должны быть аккредитованы.
21.Нормативно-правовые основы метрологического обеспечения измерений.
22. Организационные основы метрологического обеспечения измерений.
23. Государственное регулирование в области обеспечения единства измерений.
24. Международные метрологические организации.
Одной из крупнейших международных организаций в области метрологии является Международное бюро мер и весов (МБМВ). МБМВ было создано 20 мая 1875 г., когда Россия вместе с 16 государствами подписала Метрическую Конвенцию, устанавливающую проведение совместных метрологических работ по обеспечению единства измерений. В настоящее время
около 90 государств являются членами Метрической Конвенции. МБМВ хранит эталоны единиц массы, длины, электрических и световых единиц и радиоактивности, проводит сличения национальных эталонов. Деятельностью МБМВ руководит Международный комитет мер и весов (МКМВ), в работе которого принимает участие представитель России. При МКМВ создано 10 консультативных комитетов: по электричеству и магнетизму (ККЭМ), фотометрии и радиометрии (ККФР), по термометрии (ККТ), по длине (ККД), времени и частоте (ККВЧ), по ионизирующим
излучениям (ККИИ), по единицам (ККЕ), по массе (ККМ), по количеству вещества (КККВ), по акустике, ультразвуку и вибрации (ККАУВ).
В 1960 г. XI Генеральная конференция по мерам и весам (ГКМВ) приняла Международную систему единиц (СИ), которая является общепризнанной во всем мире.
Участие России в Международной организации мер и весов способствует признанию результатов измерений и испытаний, обмену научно-технической информацией, технологиями, облегчает поддержку точности государственных эталонов, содействует международному авторитету российской метрологии.
Международная организация Законодательной Метрологии (МОЗМ) является ведущей международной организацией в области законодательной и прикладной метрологии. МОЗМ учреждена в 1956 г. на основе межправительственной Конвенции, подписанной более чем 80 государствами, в том числе и СССР. Россия является правопреемницей СССР и принимает активное участие в работе МОЗМ. Основные цели и задачи участия России в работе МОЗМ следующие:
- установление единой терминологии среди стран-членов МОЗМ в области метрологии, унификация методов оценки погрешностей, обеспечение единства и требуемой точности измерений при международном и техническом обмене, обеспечение согласованных требований к нормируемым характеристикам, методам и средствам измерений;
- внедрение достижений отечественной науки и техники в области метрологии в Международные рекомендации (МР) и Международные документы (МД).
Международные рекомендации устанавливают требования к метрологическим характеристикам, методикам оценки и формам составления отчётов, а также являются главным инструментом гармонизации всех аспектов метрологических правил. Рекомендации разрабатываются техническими комитетами. Российская Федерация обеспечивает ведение двух
технических комитетов и 12 подкомитетов МОЗМ. 20% МР и МД МОЗМ разработано непосредственно Россией, большинство МР и МД МОЗМ внедрено в отечественные нормативные документы, 80% переведено на русский язык.
Деятельность международных метрологических организаций направлена на решение проблем:
и т.д.
Среди международных организаций по метрологии наиболее известными являются:
МОЗМ – Международная организация по законодательной метрологии;
МОМВ – Международная организация мер и весов;
ЕВРОМЕТ – Европейская организация по метрологии и ряд других.
МОЗМ – межправительственная организация, созданная по инициативе СССР в 1956 году. Организация объединяет более 80 государств.
Россию в МОЗМ представляет Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии, а также ряд министерств и ведомств.
Главные цели МОЗМ:
В ведении МОЗМ:
Документы МОЗМ имеют рекомендательный характер.
Работа России в МОЗМ позволяет влиять на содержание принимаемых рекомендаций, совершенствовать метрологическую деятельность в стране с учетом работы МОМВ, МЭК (Международной электротехнической комиссии), ИСО (Международной организацией по стандартизации) и других международных организаций.
МОМВ была организована в 1875 году на основе Метрической конвенции, подписанной 17 государствами, в том числе Россией. В настоящее время ее членами является 50 государств.
Цели МОМВ:
Высшим органом МОМВ является Генеральная конференция мер и весов, которая собирается не реже одного раза в четыре года.
Результаты научных работ МОМВ значительны. Например, принятие Международной системы единиц – СИ, новое определение секунды, метра, электрических единиц и т.д.
ЕВРОМЕТ – работает в области исследований и разработки национальных эталонов, развития поверочных служб, разработки методов измерений наивысшей точности.
Специальными вопросами метрологии и измерительной техники занимаются ряд других международных организаций:
Между государствами – бывшими республиками СССР, членами СНГ подписано Межправительственное соглашение о проведении согласованной политики в области стандартизации, метрологии и сертификации. В соответствии с этим документом сохраняется единство измерений на основе государственных стандартов СССР (теперь национальных стандартов России). Используются единые эталоны, стандартные справочные данные, стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов. Соглашение содержит положение о взаимном признании результатов испытаний средств измерений и их поверки.
25 Основы технического регулирования. Технические регламенты.
ТРИ СФЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
С 1 июля 2003 г. вступил в силу федеральный закон № 184-ФЗ "О техническом регулировании" [3]. В течение определённого промежутка времени (переходного периода) этот закон должен полностью заменить ранее действовавшие законы "О стандартизации" и "О сертификации продукции и услуг". В статье 2 федерального закона [3] понятие "техническое регулирование" определено следующим образом.Техническое регулирование – правовое регулирование отношений в области установления, применения и исполнения
обязательных требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и
утилизации, а также в области установления и применения на добровольной основе требований к продукции, процессам
производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнению работ или оказанию услуг и
правовое регулирование отношений в области оценки соответствия.
1) в области установления, применения и исполнения обязательных требований к объектам технического
регулирования (эти обязательные требования устанавливаются в технических регламентах);
2) в области установления и применения на добровольной основе требований к объектам технического регулирования и к выполнению работ или оказанию услуг (эти добровольные для применения требования излагаются в стандартах или договорах);
3) в области оценки соответствия.
Выше использован термин "объект технического регулирования" – это продукция (в том числе здания, строения, сооружения) и процессы производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации. При установлении и применении добровольных требований (излагаемых в стандартах) к перечисленным объектам добавляются: выполнение работ или оказание услуг.
Действие федерального закона № 184-ФЗ [3] не распространяется на:
– государственные образовательные стандарты;
– положения (стандарты) о бухгалтерском учёте;
– проверка (стандарты) аудиторской деятельности;
– стандарты эмиссии ценных бумаг;
– проспекты эмиссии ценных бумаг.