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
Метрология, стандартизация и сертификация.
Лекция 1.
Метрология, ее задачи и структура. Законодательная база метрологии. Физические величины и шкалы. Международная система единиц СИ
Метрология, ее задачи и структура.
С 1 января 2001 г. на территории России и стран СНГ взамен ГОСТ 16263-70 вводятся рекомендации РМГ 29-99, содержащие основные термины и определения в области метрологии, согласованные с международными стандартами ИСО 31(0-13) и ИСО 1000, регламентирующими использование дольных, кратных и других единиц при измерениях.
В соответствии с этими документами метрология — это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
Таким образом, метрология включает три взаимосвязанные проблемы: реализация процессов измерения; обеспечение их единства; методы и средства измерений.
Основными задачами метрологии согласно РМГ 29-99 являются:
В зависимости от цели различают три раздела метрологии: теоретический, законодательный и прикладной.
В теоретической (фундаментальной) метрологии разрабатываются фундаментальные основы этой науки.
Предметом законодательной метрологии является установление обязательных технических и юридических требований по применению единиц физических величин, эталонов, методов и средств измерений, направленных на обеспечение единства и необходимой точности измерений.
Практическая (прикладная) метрология освещает вопросы практического применения разработок теоретической и положений законодательной метрологии.
Законодательная база метрологии включает следующие основные документы:
Закон "Об обеспечении единства измерений" осуществляет регулирование отношений, связанных с обеспечением единства измерений в Российской Федерации, в соответствии с Конституцией РФ.
В сферах, которые напрямую не контролируются государственными органами, действует Российская система калибровки, также направленная на обеспечение единства измерений. Система калибровки - совокупность субъектов деятельности и калибровочных работ, направленных на обеспечение единства измерений в сферах, не подлежащих государственному метрологическому контролю и надзору и действующих на основе установленных требований к организации и проведению калибровочных работ.
Физические величины (ФВ) и шкалы.
Все объекты окружающего мира характеризуются своими свойствами. Свойство — категория качественная. Для количественного описания различных свойств процессов и физических тел вводится понятие величины. Величина — это свойство чего-либо, что может быть выделено среди других свойств и оценено тем или иным способом, в том числе и количественно.
Таким образом, физические величины — это измеренные свойства физических объектов и процессов, с помощью которых они могут быть изучены.
Физические величины целесообразно разделить на измеряемые и оцениваемые. Измеряемые ФВ могут быть выражены количественно в виде определенного числа установленных единиц измерения, возможность введения и использования последних является важным отличительным признаком измеряемых ФВ. Физические величины, для которых по тем или иным причинам не может быть введена единица измерения, могут быть только оценены.
По видам явлений ФВ делятся на следующие группы:
• вещественные, т.е. описывающие физические и физико-химические свойства веществ, материалов и изделий из них. К этой группе относятся масса, плотность, электрическое сопротивление, емкость, индуктивность и др. Иногда указанные ФВ называют пассивными. Для их измерения необходимо использовать вспомогательный источник энергии, с помощью которого формируется сигнал измерительной информации. При этом пассивные ФВ преобразуются в активные, которые и измеряются;
• энергетические, т.е. величины, описывающие энергетические характеристики процессов преобразования, передачи и использования энергии. К ним относятся ток, напряжение, мощность, энергия. Эти величины называют активными. Они могут быть преобразованы в сигналы измерительной информации без использования вспомогательных источников энергии;
• характеризующие протекание процессов во времени. К этой группе относятся различного рода спектральные характеристики, корреляционные функции и др.
По принадлежности к различным группам физических процессов ФВ делятся на
пространственно-временные,
механические,
тепловые,
электрические и магнитные,
акустические,
световые,
физико-химические,
ионизирующих излучений,
атомной и ядерной физики.
По степени условной независимости от других величин данной группы ФВ делятся на
основные (условно независимые),
производные (условно зависимые),
дополнительные.
По наличию размерности ФВ делятся на размерные, т. е. имеющие размерность, и безразмерные.
Единица физической величины [Q] — это ФВ фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное единице и применяемое для количественного выражения однородных ФВ. Значение физической величины Q — это оценка ее размера в виде некоторого числа принятых для нее единиц.
Шкалы физических величин.
Величины оценивают при помощи шкал. Шкала величины — упорядоченная последовательность ее значений, принятая по соглашению на основании результатов точных измерений.
Шкала физической величины — это упорядоченная последовательность значений ФВ, принятая по соглашению на основании результатов точных измерений. Термины и определения теории шкал измерений изложены в документе МИ 2365-96.
В соответствии с логической структурой проявления свойств различают пять основных типов шкал измерений.
1. Шкалы наименований (шкалы классификации). Такие шкалы используются для классификации эмпирических объектов, свойства которых проявляются только в отношении эквивалентности. Эти свойства нельзя считать физическими величинами, поэтому шкалы такого вида не являются шкалами ФВ. Это самый простой тип шкал, основанный на приписывании качественным свойствам объектов чисел, играющих роль имен.
Примером шкал наименований являются широко распространенные атласы цветов, предназначенные для идентификации цвета.
2. Шкалы порядка (шкалы рангов). Если свойство данного эмпирического объекта проявляет себя в отношении эквивалентности и порядка по возрастанию или убыванию количественного проявления свойства, то для него может быть построена шкала порядка. Она является монотонно возрастающей или убывающей и позволяет установить отношение больше/меньше между величинами, характеризующими указанное свойство. В шкалах порядка принципиально нельзя ввести единицы измерения, так как для них не установлено отношение пропорциональности и соответственно нет возможности судить, во сколько раз больше или меньше конкретные проявления свойства.
Условная шкала — это шкала порядка ФВ, исходные значения которой выражены в условных единицах. Например, шкала вязкости Энглера, 12-балльная шкала Бофорта для измерения силы морского ветра.
Широкое распространение получили шкалы порядка с нанесенными на них реперными точками. К таким шкалам, например, относится шкала Мооса для определения твердости минералов, которая содержит 10 опорных (реперных) минералов с различными условными числами твердости: тальк — 1; гипс — 2; кальций — 3; флюорит — 4; апатит —■ 5; ортоклаз — 6; кварц — 7; топаз — 8; корунд — 9; алмаз — 10. Отнесение минерала к той или иной градации твердости осуществляется на основании эксперимента, который состоит в том, что испытуемый материал царапается опорным. Если после царапанья испытуемого минерала кварцем G) на нем остается след, а после ортоклаза F) — не остается, то твердость Испытуемого материала составляет более 6, но менее 7. Более точного ответа в этом случае дать невозможно.
Определение значения величин при помощи шкал порядка нельзя считать измерением, так как на этих шкалах не могут быть введены единицы измерения. Операцию по приписыванию числа требуемой величине следует считать оцениванием. Оценивание по шкалам порядка является неоднозначным и весьма условным.
3. Шкалы интервалов (шкалы разностей). Эти шкалы являются дальнейшим развитием шкал порядка и применяются для объектов, свойства которых удовлетворяют отношениям эквивалентности, порядка и аддитивности. Шкала интервалов состоит из одинаковых интервалов, имеет единицу измерения и произвольно выбранное начало — нулевую точку. К таким шкалам относится летосчисление по различным календарям, в которых за начало отсчета принято либо сотворение мира, либо Рождество Христово и т.д. Температурные шкалы Цельсия, Фаренгейта и Реомюра также являются шкалами интервалов.
На шкале интервалов определены действия сложения и вычитания интервалов. Действительно, по шкале времени интервалы можно суммировать или вычитать и сравнивать, во сколько раз один интервал больше другого, но складывать даты каких-либо событий бессмысленно.
Шкала интервалов величины Q можно представить в виде Q =Q0 + q[Q], где q — числовое значение величины; Q0 — начало отсчета шкалы; [Q] — единица рассматриваемой величины. Такая шкала полностью определяется заданием начала отсчета Q0 шкалы и единицы данной величины [Q]. Задать шкалу можно двумя путями. При первом пути выбираются два значения Q0 и Ql величины, которые относительно просто реализованы физически. Эти значения называются опорными точками, или основными реперами, а интервал (Q1 — Q0) — основным интервалом. Точка Q0 принимается за начало отсчета, а величина (Q1 — Q0)/n = [Q] за единицу Q. При этом число единиц n выбирается таким, чтобы [Q] было целой величиной. Перевод одной шкалы интервалов Q = Q0l + ql[Q]l в другую Q=Q02 + q2[Q]2 осуществляется по формуле
(1.1)
При втором пути единица воспроизводится непосредственно как интервал, его некоторая доля или некоторое число интервалов размеров данной величины, а начало отсчета выбирается каждый раз по-разному в зависимости от конкретных условий изучаемого явления. Пример такого подхода — шкала времени, в которой 1 с = 9 192 631 770 периодов излучения, соответствующих переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. За начало отсчета принимается начало изучаемого явления.
4. Шкалы отношений. Эти шкалы описывают свойства эмпирических объектов, которые удовлетворяют отношениям эквивалентности, порядка и аддитивности (шкалы второго рода — аддитивные), а в ряде случаев и пропорциональности (шкалы первого рода — пропорциональные). Их примерами являются шкалы массы (второго рода) и термодинамической температуры (первого рода).
В шкалах отношений существует однозначный естественный критерий нулевого количественного проявления свойства и единица измерений. С формальной точки зрения шкала отношений является шкалой интервалов с естественным началом отсчета. К значениям, полученным по этой шкале, применимы все арифметические действия, что имеет важное значение при измерении ФВ. Шкалы отношений — самые совершенные. Они описываются уравнением Q=q[Q], где Q — ФВ, для которой строится шкала; [Q] — ее единица измерения; q — числовое значение ФВ. Переход от одной шкалы отношений к другой происходит в соответствии с уравнением q2 = ql [Q1]/ [Q2].
5. Абсолютные шкалы. Под абсолютными понимают шкалы, обладающие всеми признаками шкал отношений, но дополнительно имеющие естественное однозначное определение единицы измерения и не зависящие от принятой системы единиц измерения. Такие шкалы соответствуют относительным величинам: коэффициенту усиления, ослабления и др. Для образования многих производных единиц в системе СИ используются безразмерные и счетные единицы абсолютных шкал.
Пример для практического занятия.
Пример 1.1. Шкала Фаренгейта является шкалой интервалов. На ней Q0 — температура смеси льда, поваренной соли и нашатыря, Q1 — температура человеческого тела. Единица измерения — градус Фаренгейта: . Температура таяния смеси льда, соли и нашатыря оказалась равной 32°F, а температура кипения воды — 212°F. По шкале Цельсия Q0 — температура таяния льда, Q1 — температура кипения воды. Градус Цельсия .
Требуется получить формулу для перехода от одной шкалы к другой.
Решение. Формула для перехода определяется в соответствии с выражением (1.1). Значение разности температур по шкале Фаренгейта между точкой кипения воды и точкой таяния льда составляет 212°F - 32°F = 180°F. По шкале Цельсия интервал температур равен 100°С. Следовательно, 100°С = 180°F и отношение размеров единиц
Числовое значение интервала между началами отсчета по рассматриваемым шкалам, измеренного в градусах Фаренгейта ([Q]l = F), равно 32. Переход от температуры по шкале Фаренгейта к температуре по шкале Цельсия производится по формуле
Системы физических величин и их единиц, система СИ.
Размер физической величины — это количественное содержание в данном объекте свойства, соответствующего понятию "физическая величина". Например, каждое тело обладает определенной массой, вследствие чего тела можно различать по их массе, т.е. по размеру интересующей нас ФВ.
Значение физической величины получают в результате ее измерения или вычисления в соответствии с основным уравнением измерения Q=q[Q], связывающим между собой значение ФВ Q, числовое значение q и выбранную для измерения единицу [Q]. В зависимости от размера единицы будет меняться числовое значение ФВ, тогда как размер ее будет оставаться неизменным.
Размерность единиц ФВ - dim Q — выражение в форме степенного многочлена, отражающее связь данной величины с основными ФВ. Коэффициент пропорциональности принят равным единице:
dim Q = LαMβTγIδ..,
где L, М, Т, I— условные обозначения основных величин данной системы; α, β, γ, δ — целые или дробные, положительные или отрицательные вещественные числа. Показатель степени, в которую возведена размерность основной величины, называют показателем размерности. Если все показатели размерности равны нулю, то такую величину называют безразмерной.
Над размерностями можно производить действия умножения, деления, возведения в степень и извлечение корня. Понятие размерности широко используется:
• для перевода единиц из одной системы в другую;
• для проверки правильности сложных расчетных формул, полученных в результате теоретического вывода;
• при выяснении зависимости между величинами;
• в теории физического подобия.
Совокупность ФВ, образованная в соответствии с принятыми принципами, когда одни величины принимаются за независимые, а другие являются их функциями, называется системой физических величин.
Обоснованно, но произвольным образом выбираются несколько ФВ, называемых основными. Остальные величины, называемые производными, выражаются через основные на основе известных уравнений связи между ними. Примерами производных величин могут служить: плотность вещества, определяемая как масса вещества, заключенного в единице объема; ускорение — изменение скорости за единицу времени и др.
Согласованная Международная система единиц физических величин была принята в 1960 г. XI Генеральной конференцией по мерам весам. Международная система - СИ (SI), SI - начальные буквы французского наименования Systeme International.
В Российской Федерации система СИ введена ГОСТ 8.417—81.
В названии системы ФВ применяют символы величин, принятых за основные. Например, система величин механики, в которой в качестве основных используются длина (L), масса (М) и время (T), называется системой LMT. Действующая в настоящее время международная система СИ должна обозначаться символами LMTIQNJ, соответствующими символам основных величин: длине (L), массе (М), времени (Т), силе электрического тока (I), температуре (Q), количеству вещества (N) и силе света (J) (таблица 1.1).
Производные единицы системы СИ, имеющие собственное название, приведены в табл. 1.2.
Таблица 1.1. Основные и дополнительные единицы системы СИ.
|
Величина |
Единица |
||||
|
Наименование |
Размерность |
Рекомендуемое обозначение |
Наименование |
Обозначение |
|
|
русское |
междуна- родное |
||||
|
Основные |
|||||
|
Длина |
L |
l |
метр |
м |
m |
|
Масса |
M |
m |
килограмм |
кг |
kg |
|
Время |
T |
t |
секунда |
с |
s |
|
Сила электри- ческого тока |
I |
I |
ампер |
А |
A |
|
Теромодина- мическая температура |
Q |
T |
кельвин |
К |
K |
|
Количество вещества |
N |
n, v |
моль |
моль |
mol |
|
Сила света |
J |
J |
канделла |
кд |
cd |
|
Дополнительные |
|||||
|
Плоский угол |
- |
- |
радиан |
рад |
rad |
|
Телесный угол |
- |
- |
стерадиан |
ср |
sr |
Таблица 1.2. Производные единицы системы СИ, имеющие специальное название.
|
Величина |
Единица |
|||
|
Наименование |
Размер-ность |
Наимено-вание |
Обозна-чение |
Выражение через единицы Си |
|
Частота |
Т-1 |
герц |
Гц |
с-1 |
|
Сила, вес |
LMT-2 |
ньютон |
Н |
м∙кг∙с-2 |
|
Давление, механическое напряжение |
L-1MT-2 |
паскаль |
Па |
м-1∙кг∙с-2 |
|
Энергия, работа, количество теплоты |
L2MT-2 |
джоуль |
Дж |
м2∙кг∙с-2 |
|
Мощность |
L2MT-3 |
ватт |
Вт |
м2∙кг∙с-3 |
|
Количество электричества |
TI |
кулон |
Кл |
с∙А |
|
Электрический напряжение, потенциал, электродвижущая сила |
L2MT-3I-1 |
вольт |
В |
м2∙кг∙с-3∙А-1 |
|
Электрическая емкость |
L-2M-1T4I2 |
фарад |
Ф |
м-2∙кг-1∙с4∙А2 |
|
Электрическое сопротивление |
L2MT-3I-2 |
ом |
Ом |
м2∙кг∙с-3∙А-2 |
|
Электрическая проводимость |
L-2M-1T3I2 |
сименс |
См |
м-2∙кг-1∙с3∙А2 |
|
Поток магнитной индукции |
L2MT-2I-1 |
вебер |
Вб |
м2∙кг∙с-2∙А-1 |
|
Магнитная индукция |
MT-2I-1 |
тесла |
Тл |
кг∙с-2∙А-1 |
|
Индуктивность |
L2MT-2I-2 |
генри |
Гн |
м2∙кг∙с-2∙А-2 |
|
Световой поток |
J |
люмен |
лм |
кд∙ср |
|
Освещенность |
L-2J |
люкс |
лк |
м-2∙кд∙ср |
|
Активность радионуклида |
Т-1 |
беккерель |
Бк |
с-1 |
|
Поглощенная доза ионизирующего излучения |
L2T-2 |
грей |
Гр |
м2∙с-2 |
|
Эквивалентная доза излучения |
L2T-2 |
зиверт |
Зв |
м2∙с-2 |
Производные единицы бывают когерентными и некогерентными. Когерентной называется производная единица ФВ, связанная с другими единицами системы уравнением, в котором числовой множитель принят равным единице. Например, единицу скорости образуют с помощью уравнения, определяющего скорость прямолинейного и равномерного движения точки: v = L/t, где L — Длина пройденного пути; t — время движения. Подстановка вместо L и t их единиц в системе СИ дает v = 1 м/с. Следовательно, единица скорости является когерентной.
Единицы ФВ делятся на системные и внесистемные.
Системная единица — единица ФВ, входящая в одну из принятых систем. Все основные, производные, кратные и дольные единицы являются системными.
Внесистемная единица — это единица ФВ, не входящая ни в одну из принятых систем единиц. Внесистемные единицы по отношению к единицам СИ разделяют на четыре вида:
•-допускаемые наравне с единицами СИ, например: единицы массы — тонна; плоского угла — градус, минута, секунда; объема — литр и др. Внесистемные единицы, допускаемые к применению наравне с единицами СИ, приведены в табл. 1.3;
• допускаемые к применению в специальных областях, например: астрономическая единица, парсек, световой год — единицы длины в астрономии; диоптрия — единица оптической силы в оптике; электрон-вольт — единица энергии в физике и т.д.;
• временно допускаемые к применению наравне с единицами СИ, например: морская миля — в морской навигации; карат — единица массы в ювелирном деле и др. Эти единицы должны изыматься из употребления в соответствии с международными соглашениями;
• изъятые из употребления, например: миллиметр ртутного столба — единица давления; лошадиная сила — единица мощности и некоторые другие.
Таблица 1.3. Внесистемные единицы, допускаемые к применению наравне с единицами СИ
|
Наименование величины |
Единица |
||
|
Наименование |
Обозна-чение |
Соотношение с единицей СИ |
|
|
масса |
тонна |
т |
103 кг |
|
атомная единица массы |
а. е. м. |
1.66057∙10-27 кг (приблизительно) |
|
|
время |
минута |
мин |
60 с |
|
час |
ч |
3600 с |
|
|
сутки |
сут |
86400 с |
|
|
плоский угол |
градус |
° |
(π/180) рад=1.745329..∙10-2 рад |
|
минута |
…′ |
(π/10800) рад=2.908882..∙10-4 рад |
|
|
секунда |
…″ |
(π/648000) рад=4.848137..∙10-6 рад |
|
|
град |
град |
(π/200) рад |
|
|
объем |
литр |
л |
10-3 м3 |
|
длина |
астрономическая единица |
а. е. |
1.45598∙1011 м (приблизительно) |
|
световой год |
св. год |
9.4605∙1015 м (приблизительно) |
|
|
парсек |
пк |
3.0857∙1016 м (приблизительно) |
|
|
оптическая сила |
диоптрия |
дптр |
1 м-1 |
|
площадь |
гектар |
га |
104 м2 |
|
энергия |
электрон-вольт |
эВ |
1.60219∙10-19 Дж (приблизительно) |
|
полная мощность |
вольт-ампер |
В∙А |
- |
|
реактивная мощность |
вар |
вар |
- |
Различают кратные и дольные единицы ФВ.
Кратная единица— это единица ФВ, в целое число раз превышающая системную или внесистемную единицу. Например, единица длины - километр - равна 103 м, т.е. кратна метру.
Дольная единица — единица ФВ, значение которой в целое число раз меньше системной или внесистемной единицы. Например, единица длины - миллиметр равна 10-3 м, т.е. является дольной. Приставки для образования кратных и дольных единиц приведены в табл. 1.4.
В системе СИ впервые введено понятие дополнительных единиц, к которым отнесены единицы плоского и телесного углов — радиан и стерадиан.
Таблица 1.4. Образование дольных и кратных единиц и их наименований
|
Множи-тель |
При-ставка |
Обозначение приставки |
Множи-тель |
При-ставка |
Обозначение приставки |
||
|
Между-народное |
Русское |
Между-народное |
Русское |
||||
|
1018 |
экса |
E |
Э |
10-1 |
деци |
d |
д |
|
1015 |
пета |
P |
П |
10-2 |
санти |
c |
с |
|
1012 |
тера |
T |
Т |
10-3 |
мили |
m |
м |
|
109 |
гига |
G |
Г |
10-6 |
микро |
μ |
мк |
|
106 |
мега |
M |
М |
10-9 |
нано |
n |
н |
|
103 |
кило |
k |
к |
10-12 |
пико |
p |
п |
|
102 |
гекто |
h |
г |
10-15 |
фемто |
f |
ф |
|
101 |
дека |
da |
да |
10-18 |
атто |
a |
а |
Лекция 2.
Виды и методы измерений. Качество измерений. Классификация погрешностей измерения. Расчет погрешностей измерения (начало).
Виды, методы и классы измерений.
Измерение — процесс, заключающийся в сравнении путем физического эксперимента данной ФВ с известной ФВ, принятой за единицу измерения.
Результатом процесса является значение физической величины Q = q[Q] , где q - числовое значение физической величины в принятых единицах; [Q] - единица физической величины. Значение физической величины Q, найденное при измерении, называют действительным.
Принцип измерений - физическое явление или совокупность физических явлений, положенных в основу измерений. Например, измерение массы тела при помощи взвешивания с использованием силы тяжести, пропорциональной массе, измерение температуры с использованием термоэлектрического эффекта.
Метод измерений - совокупность приемов использования принципов и средств измерений.
Средствами измерений (СИ) являются используемые технические средства, имеющие нормированные метрологические свойства.
По характеру зависимости измеряемой величины от времени измерения выделяют статические и динамические измерения.
Статические - это измерения, при которых измеряемая величина остается постоянной во времени. Такими измерениями являются, например, измерения размеров изделия, величины постоянного давления, температуры и др.
Динамические - это измерения, в процессе которых измеряемая величина изменяется во времени, например, измерение давления и температуры при сжатии газа в цилиндре двигателя.
По способу получения результатов, определяемому видом уравнения измерений, выделяют прямые, косвенные, совокупные и совместные измерения.
Прямые - это измерения, при которых искомое значение физической величины находят непосредственно из опытных данных.
Примерами таких измерений являются: измерение длины линейкой или рулеткой, измерение диаметра штангенциркулем или микрометром, измерение угла угломером, измерение температуры термометром и т.п.
Косвенные - это измерения, при которых значение величины определяют на основании известной зависимости между искомой величиной и величинами, значения которых находят прямыми измерениями.
Примеры косвенных измерений: определение объема тела по прямым измерениям его геометрических размеров, нахождение удельного электрического сопротивления проводника по его сопротивлению, длине и площади поперечного сечения.
Косвенные измерения широко распространены в тех случаях, когда искомую величину невозможно или слишком сложно измерить прямым измерением.
Встречаются случаи, когда величину можно измерить только косвенным путём, например размеры астрономического или внутриатомного порядка.
Совокупные - это такие измерения, при которых значения измеряемых величин определяют по результатам повторных измерений одной или нескольких одноименных величин при различных сочетаниях мер или этих величин. Значение искомой величины определяют решением системы уравнений, составляемых по результатам нескольких прямых измерений.
Примером совокупных измерений является определение массы отдельных гирь набора, т.е. проведение калибровки по известной массе одной из них и по результатам прямых измерений и сравнения масс различных сочетаний гирь.
Совместные - это измерения, производимые одновременно двух или нескольких разноименных величин для нахождения функциональной зависимости между ними.
Примерами совместных измерений являются определение длины стержня в зависимости от его температуры или зависимости электрического сопротивления проводника от давления и температуры.
Прямые измерения — основа более сложных измерений, и поэтому целесообразно рассмотреть методы прямых измерений. В соответствии с РМГ 29—99 различают:
1. Метод непосредственной оценки, при котором значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора, например измерение давления пружинным манометром, массы — на весах, силы электрического тока — амперметром.
2. Метод сравнения с мерой, где измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой. Например, измерение массы на рычажных весах с уравновешиванием гирей; измерение напряжения постоянного тока на компенсаторе сравнением с ЭДС параллельного элемента.
3. Метод дополнения, если значение измеряемой величины дополняется мерой этой же величины с таким расчетом, чтобы на прибор сравнения воздействовала их сумма, равная заранее заданному значению.
4. Дифференциальный метод характеризуется измерением разности между измеряемой величиной и известной величиной, воспроизводимой мерой. Метод позволяет получить результат высокой точности при использовании относительно грубых средств измерения.
Пример 2.1.
Измерить длину х стержня, если известна длина l (l < х) меры. Как показано на рис. 2.3, x=l+а (а — измеряемая величина). Действительные значения ад будут отличаться от измеренного а на величину погрешности Δ: aд=а±Δ=а(1±Δ/а). Тогда x=l+a±Δ=(l+a)[l±Δ/(l+a)]. Поскольку l>>а, то Δ/(l+а)<<Δ/а.
Пусть Δ=0,1 мм; l=1000 мм; а=10 мм. Тогда 0.1/1010=0.0001(0,01%)<<0,1/10=0,01(1%).
5. Нулевой метод аналогичен дифференциальному, но разность между измеряемой величиной и мерой сводится к нулю. При этом нулевой метод имеет то преимущество, что мера может быть во много раз меньше измеряемой величины. Рассмотрим, например, неравноплечие весы, где P1L1=P2L2. В электротехнике — это мосты для измерения индуктивности, емкости, сопротивления. Здесь r1∙r2= rx∙r3, откуда rx=r1∙r2/r3. В общем случае совпадение сравниваемых величин регистрируется нуль-индикатором.
6. Метод замещения — метод сравнения с мерой, в которой измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой. Например, взвешивание с поочередным помещением измеряемой массы и гирь на одну и ту же чашку весов.
Кроме того, можно выделить нестандартизованные методы:
• метод противопоставления, при котором измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнения. Например, измерения массы на равноплечих весах с помещением измеряемой массы и уравновешивающих ее гирь на двух чашках весов;
• метод совпадений, где разность между сравниваемыми величинами измеряют, используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов.
Например, при измерении длины штангенциркулем наблюдают совпадение отметок на шкалах штангенциркуля и нониуса; при измерении частоты вращения стробоскопом — метки на вращающемся объекте с моментом вспышек известной частоты.
В литературе иногда встречается название измерений с однократными наблюдениями — обыкновенные измерения, с многократными — статистические. Кроме того, если весь измеряемый параметр фиксируется непосредственно СИ, то это — абсолютный метод, а если СИ фиксирует лишь отклонение параметра от установочного значения, то это относительный (пороговый) метод измерения.
По условиям, определяющим точность результата, измерения делятся на три класса.
1. Измерения максимально возможной точности, достижимой при существующем уровне техники. В этот класс включены все высокоточные измерения и в первую очередь эталонные измерения, связанные с максимально возможной точностью воспроизведения установленных единиц физических величин. Сюда относятся также измерения физических констант, прежде всего универсальных, например измерение абсолютного значения ускорения свободного падения.
2. Контрольно-поверочные измерения, погрешность которых с определенной вероятностью не должна превышать некоторого заданного значения. В этот класс включены измерения, выполняемые лабораториями государственного контроля (надзора) за соблюдением требований технических регламентов, а также состоянием измерительной техники и заводскими измерительными лабораториями. Эти измерения гарантируют погрешность результата с определенной вероятностью, не превышающей некоторого, заранее заданного значения.
3. Технические измерения, в которых погрешность результата определяется характеристиками средств измерений. Примерами технических измерений являются измерения, выполняемые в процессе производства на промышленных предприятиях, в сфере услуг и др.
Качество измерений.
Качество измерений характеризуется: точностью, достоверностью, правильностью, сходимостью и воспроизводимостью измерений, а также их стабильностью.
Различают результат наблюдения - значение величины, полученное при отдельном наблюдении, и результат измерения - значение величины, найденное в процессе измерения, после обработки результатов наблюдения.
Точность - это качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины.
Термин "точность измерений" не имеет строгого определения и используется для качественного сравнения измерительных операций. Для количественной оценки используется понятие "погрешность измерений" (чем меньше погрешность, тем выше точность).
Погрешность измерения Δхизм — это отклонение результата измерения х от истинного (действительного) хи(хд) значения измеряемой величины:
Δхизм= х-хд.
Стабильность средства измерений - качественная характеристика средства измерений, отражающая неизменность во времени его метрологических свойств. В качестве количественной оценки стабильности служит нестабильность средства измерений или вариация его показаний.
Достоверность измерений характеризует степень доверия к результатам измерений. Достоверность оценки погрешностей определяют на основе законов теории вероятностей и математической статистики. Это дает возможность для каждого конкретного случая выбирать средства и методы измерений, обеспечивающие получение результата, погрешности которого не превышают заданных границ с необходимой достоверностью.
Правильность измерений - это качество измерений, отражающее близость к нулю систематических погрешностей в результатах измерений.
Сходимость - это качество измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений одного и того же параметра, выполненных повторно одними и теми же средствами одним и тем же методом в одинаковых условиях и с одинаковой тщательностью.
Воспроизводимость - это качество измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в различных условиях (в различное время, в различных местах, различными методами и средствами).
Классификация погрешностей измерения.
Количество факторов, влияющих на точность измерения, достаточно велико, и любая классификация погрешностей измерения в известной мере условна, так как различные погрешности в зависимости от условий измерительного процесса проявляются в различных группах. Поэтому для практических целей достаточно рассмотреть случайные и систематические составляющие общей погрешности, выраженные в абсолютных или относительных единицах.
В зависимости от формы выражения различают абсолютную, относительную и приведенную погрешности измерения.
Абсолютная погрешность определяется как разность
Δ=х-хи или Δ=х-хд,
Относительная погрешность определяется как отношение
δ = ±Δ/x∙100% или δ = ±Δ/xд∙100%.
Приведенная погрешность
у=±Δ/xn∙100% ,
где хn— нормированное значение величины. Например, хn= хmах, где хmах — максимальное значение измеряемой величины.
В зависимости от характера проявления, причин возникновения и возможностей устранения различают систематическую и случайную составляющие погрешности измерений, а также грубые погрешности (промахи).
В отличие от случайной погрешности, выявленной в целом в, зависимости от ее источников, систематическая погрешность рассматривается по составляющим в зависимости от источников ее возникновения, причем различают методическую, инструментальную и субъективную составляющие погрешности.
Субъективные систематические погрешности связаны с индивидуальными особенностями оператора. Как правило, эта погрешность возникает из-за ошибок в отсчете показаний (примерно 0.5 деления шкалы) и неопытности оператора.
Возможны четыре вида субъективных погрешностей:
Методическая составляющая погрешности обусловлена несовершенством метода измерения, приемами использования СИ, некорректностью расчетных формул и округления результатов.
Инструментальная составляющая возникает из-за собственной погрешности СИ, определяемой классом точности, влиянием СИ на результат и ограниченной разрешающей способности СИ. Эта погрешность может быть разделена на несколько видов по причинам возникновения:
Погрешность средства измерения, возникающая при использовании его в нормальных условиях, когда влияющие величины находятся в пределах нормальной области значений, называют основной.
Если значение влияющей величины выходит за пределы нормальной области значений, появляется дополнительная погрешность.
Нормальные условия применения средств измерений - условия их применения, при которых влияющие величины имеют, нормальные значения пли находятся в пределах нормальной (рабочей) области значений. Нормальные условия выполнения линейных и угловых измерений и поверки регламентированы соответственно ГОСТ 8.050-73 и ГОСТ 8.395-80.
Как правило, нормальными условиями эксплуатации являются: температура 293±5 К или 20±5°С, относительная влажность воздуха 65+15% при 20°С, напряжение в сети питания 220 В+10% с частотой 50 Гц±1%, атмосферное давление от 97,4 до 104 кПа, отсутствие электрических и магнитных полей (наводок).
Расчет погрешностей измерения.
Основы теории вероятностей для расчета случайных величин.
Появление того или иного числового значения случайной величины в результате измерений рассматривается как случайное событие. То же самое происходит при проведении, каких либо испытаний продукции, например, для установления его показателей качества.
Отношение числа n случаев появления случайной величины или события A к числу N всех произведенных испытаний, при которых это событие могло появиться, называют частостью, или относительной частотой W (А) = n/N.
При достаточно большом числе испытаний N обнаруживается устойчивость значения указанного отношения для большинства случайных событий. Величина W (A) для события А будет колебаться около некоторого постоянного числа, равного единице. Это число, всегда меньшее единицы, называют вероятностью Р (А) появления события А, т. е. Р (А) является мерой объективной возможноcти появления события А.
Вероятность достоверного события равна единице, невозможного события - нулю.
За приближенное значение вероятности Р (А) события А при достаточном числе испытаний можно принимать частость:
P (A ) ≈ W (A) = n/N (1)
Частость W (A) отличается от вероятности Р (A) тем, что представляет собой случайную величину, которая в различных сериях однотипных испытаний может принимать в зависимости от случайных факторов различные значения, тогда как вероятность Р (А) представляет постоянное для каждого данного события число, определяющее в среднем частость его появления в опытах.
По мере увеличения N частость приближается к вероятности.
Зависимость между числовыми значениями случайной величины и вероятностью их появления устанавливается законом распределения вероятностей случайных величин. Закон распределения вероятностей дискретной случайной величины можно представить в виде таблицы или графика, показывающего, с какой вероятностью случайная величина X принимает то или иное числовое значение xi.
Закон распределения вероятностей непрерывной случайной величины, которая может принимать любое значение в пределах заданного интервала нельзя представить в виде таблицы.
Закон распределения представляют в виде дифференциальной функции распределения или плотности распределения вероятности pX (x). Эта функция представляет собой предел отношения вероятности того, что случайная величина X примет значение, лежащее в интервале от x до х + Δx , к величине интервала Δх, при Δх, стремящемся к нулю.
Характер рассеяния достаточно большой совокупности значений случайной величины, как правило, соответствует определённому теоретическому закону распределения.
Рассеяние значений случайной величины, изменение которой зависит от большого числа факторов, когда ни один из факторов не имеет преобладающего влияния, подчиняется закону нормального распределения вероятностей (закону Гаусса), показанного на рис. 3.
Рис. 3. Кривая плотности вероятности нормального распределения
Этому закону с некоторым приближением может подчиняться: рассеяние погрешностей многократных измерений; рассеяние погрешностей изготовления; погрешности измерения линейных и угловых размеров; массы деталей; величин твердости и других механических и физических величин.
Закон нормального распределения имеет следующие свойства:
Зависимость плотности вероятности определяется уравнением:
(2)
где a и σ- параметры распределения; x - аргумент функции плотности вероятности, т.е. случайная величина, изменяющаяся в пределах - ∞< x < +∞; e - основание натуральных логарифмов. Нормальное распределение представляет собой кривую симметричную относительно оси ординат. Величина a равна математическому ожиданию MX случайной величины X, определяемому по формулам:
для дискретной величины
(3),
где xi - возможное значение дискретной случайной величины; p(xi) - вероятность значения xi дискретной случайной величины;
для непрерывных величин ,
(4),
где рX (х) - плотность вероятности непрерывной случайной величины X. Значение MX характеризует положение центра группирования случайных величин, около которого располагаются, например, размеры большинства деталей в партии.
При отсутствии систематических погрешностей в результатах многократных измерений одной и той же величины в одних и тех же условиях, математическое ожидание можно рассматривать как наибольшее приближение к истинному значению измеряемой величины.
Величину рассеяния значений случайной величины относительно центра группирования определяет параметр σ, который называют средним квадратическим отклонением случайной величины, его определяют по формулам:
для непрерывной величины
(5)
для дискретной величины
(6)
Рассеяние случайных величин характеризуется также дисперсией
DX = σ2X. (14)
В тоже время существуют другие законы распределения, описывающие случайные величины, природа возникновения которых имеет несколько иной характер.
В рассматриваемом случае необходимо упомянуть закон Максвелла, которому подчиняются существенно положительные величины, например: рассеяние значений эксцентриситета, радиальное и торцевое биения, отклонения от соосности, дисбаланс и другие величин, которые не могут принимать отрицательные значения.
Для оценки надёжности работы изделий используют закон Вейбулла, который даёт представление о вероятности отказов.
Получили распространение также закон Симпсона или закон треугольника и закон равной вероятности.
Однако, для обработки результатов наблюдений в основном применяют закон нормального распределения - закон Гаусса.
Вернемся к распределению вероятностей Гаусса. Формула (2) выражает уравнение кривой, если начало отсчета расположено на оси x произвольно. При совпадении центра группирования с началом отсчета величины x уравнение кривой нормального распределения будет иметь вид
(7)
Вероятность попадания величины в заданный интервал можно определить следующим образом. Ветви теоретической кривой нормального распределения (рис. 3) уходят в бесконечность, асимптотически приближаясь к оси абсцисс. Площадь, ограничиваемая кривой и осью абсцисс, равна вероятности того, что случайная величина, например, погрешность размера, лежит в интервале ±∞. Площадь под кривой распределения равна 1 или 100%, она определяется интегралом
(8)
Начало координат расположено в точке, совпадающей с центром группирования. Так как подынтегральная функция четная и кривая симметрична относительно максимальной ординаты, можно записать
(9)
Для выражения случайной величины x в долях ее σ примем: x/ σ = z, откуда x = σz, dx = σdz. В этом случае абсцисса на рис. 3.3 будет выражена в долях σ. Если принять за пределы интегрирования 0 и z, то интеграл в выражении (3.8) будет функцией z, т.е.
(10)
Функцию Ф0 (z) называют нормированной функцией Лапласа: Ф0 (0) = 0; Ф0 (- z) = - Ф0 (z); Ф0 (-∞) = - 0,5; Ф0 (+∞) = 0,5.
Из формулы (8) и рис. 4 следует, что площадь, ограниченная отрезком -z1 +z1 оси абсцисс, кривой плотности вероятности и двумя ординатами, соответствующими границам отрезка, представляет собой вероятность попадания случайной величины z1, в данный интервал.
Рис. 4 Кривая нормального распределения и иллюстрация подынтегральных функций
Данные для функции Ф0(z) приводятся в справочниках. Пользуясь этими данными можно определить вероятность того, что случайная величина x, выраженная через σ, будет находиться в пределах того или иного интервала ±z1σ. Например, находим, при z1 = 3, что соответствует случайной величине x = 3σ, Ф0(3) = 0,49865 или Ф0(-3) - Ф0(3) = 2Ф0(3) = 0,9973.
Так как площадь, ограниченная кривой Гаусса и осью абсцисс, равна 1, то площадь, лежащая за пределами значений х = ±3σ, равна 1 - 0,9973 = 0,0027 и расположена симметрично по 0,00135 или по 0,135% справа и слева относительно оси у (см. рис. 4).
Следовательно, с вероятностью, близкой к единице, можно утверждать, что случайная величина X не будет выходить за пределы ±3σ. Поэтому при распределении случайной величины по закону Гаусса поле рассеяния, равно Vlim = 6σ или диапазон ±3σ считают за практически предельное поле рассеяния случайной величины и принимают за норму точности - допуск. При этом вероятность выхода случайной величины за пределы значений ±3σ равна 0,0027 или 0,27%.
Лекция 3.
Расчет погрешностей измерения (окончание).
Методы суммирования погрешностей. Нормирование погрешностей и формы представления результатов измерений
Определение величины случайных погрешностей.
Случайные погрешности нельзя исключить полностью, но их влияние может быть уменьшено путем обработки результатов измерений. Для этого должны быть известны вероятностные и статистические характеристики:
Для предварительной оценки закона распределения параметра часто используют относительную величину СКО — коэффициент вариации:
или ( )
Например, при νх < 0,33,...,0,35 можно считать, что распределение случайной величины подчиняется нормальному закону.
В качестве математического ожидания при многократных измерениях параметра выступает среднее арифметическое значение .
(11)
При отсутствии систематических погрешностей в результатах многократных измерений одной и той же величины в одних и тех же условиях, математическое ожидание можно рассматривать как наибольшее приближение к истинному значению измеряемой величины.
Тем не менее, величина , полученная в одной серии измерений, является случайным приближением к хи. Для оценки ее возможных отклонений от хи определяют опытное среднее квадратическое отклонение (CKO)
(12)
Для оценки рассеяния отдельных результатов х измерения относительно среднего определяют СКО по формуле: (6):
или, подставляя в них выражение (11):
при n≥20
при n<20 (13)
Формулы (12) и (13) соответствуют центральной предельной теореме теории вероятностей, согласно которой
(14)
Среднее арифметическое из ряда измерений всегда имеет меньшую погрешность, чем погрешность каждого определенного измерения. Из этого следует, что если необходимо повысить точность результата (при исключении систематической погрешности) в 2 раза, то число измерений нужно увеличить в 4 раза; если требуется увеличить точность в 3 раза, то число измерений увеличивают в 9 раз и т. д.
Нужно четко разграничивать применение формул (12) и (13): величина (13) используется при оценке погрешностей окончательного результата, а (12) — при оценке погрешности метода измерения.
Если Р означает вероятность α того, что результата измерения отличается от истинного на величину не более чем , т.е.
, (15)
то в этом случае Р — доверительная вероятность, а интервал от до — доверительный интервал. Таким образом, для характеристики случайной погрешности надо обязательно задать два числа — величину самой погрешности (или доверительный интервал) и доверительную вероятность.
Если распределение случайной погрешности подчиняется нормальному закону (а это как правило), то вместо значения указывается σx Одновременно это уже определяет и доверительную вероятность Р. Например: при = σx значение Р= 0,68; при = 2σx значение Р= 0,95; при = 3σx значение Р= 0,99 (см. основы теории вероятности выше).
Доверительная вероятность по формуле (15) характеризует вероятность того, что отдельное измерение хi не будет отклоняться от истинного значения более чем на . Безусловно, важнее знать отклонение от истинного значения среднего арифметического ряда измерений.
До сих пор рассматривались оценки СКО по "необходимому" (достаточно большому) числу измерений. В этом случае σ2 называется генеральной дисперсией. При малом числе измерений (менее 10—20) получают так называемую выборочную дисперсию . Причем →σ2 лишь при n→∞. То есть если считать, что =σ2, то надежность оценки снижается с уменьшением n, а значения доверительной вероятности Р завышаются.
Поэтому при ограниченном числе измерений n вводят коэффициент Стьюдента tp, определяемый по специальным таблицам (см ниже) в зависимости от числа измерений и принятой доверительной вероятности Р.
Тогда средний результат измерений находится с заданной вероятностью Р в интервале
(16)
и отличается от действительного значения на относительную величину
. (17)
Случайная погрешность и количество измерениий.
Для уменьшения случайной погрешности есть два пути: повышение точности измерений (уменьшение σх) и увеличение числа измерений n с целью использования соотношения (14). Считая, что все возможности совершенствования техники измерений использованы, рассмотрим второй путь. При этом отметим, что уменьшать случайную составляющую погрешности целесообразно лишь до тех пор, пока общая погрешность измерений не будет полностью определяться систематической составляющей Δс. Если систематическая погрешность определяется классом точности СИ Δси (или γси), то необходимо, чтобы доверительный интервал был существенно меньше Δси.
Обычно принимают от <Δс/2 до <Δс/10 при Р=0,95. В случае невозможности выполнить эти соотношения необходимо коренным образом изменить методику измерения.
Для сравнения случайных погрешностей с различными законами распределения использование показателей, сводящих плотность распределения к одному или нескольким числам, обязательно. В качестве таких чисел и выступают СКО, доверительный интервал и доверительная вероятность.
Надежность самого СКО характеризуется величиной
. (18)
Принято, что если σσ≤0,25σ, то оценка точности надежна. Это условие выполняется уже при n=8.
Наиболее вероятная погрешность Δв отдельного измерения определяется по формуле
.
Анализ этой формулы показывает, что с увеличением n величина Δв быстро уменьшается лишь до n=5 ... 10. Следовательно, увеличение числа измерений на одном режиме свыше 5... 10 нецелесообразно, что совпадает с условием получения надежных значений σσ.
Число измерений можно выбрать по одной из формул:
или
где nот — число отбрасываемых экспериментальных результатов.
С учетом коэффициентов Стьюдента можно оценить относительную погрешность отдельного измерения как , так и среднего значения .
Определение систематических погрешностей.
Как правило, считают, что систематические погрешности могут быть обнаружены и исключены. Однако в реальных условиях полностью исключить систематическую составляющую погрешности невозможно. Всегда остаются какие-то неисключенные остатки, которые и нужно учитывать, чтобы оценить их границы. Это и будет систематическая погрешность измерения. То есть в принципе систематическая погрешность тоже случайна, и указание деление обусловлено лишь установившимися традициями обработки и представления результатов измерения.
Оставшаяся необнаруженной систематическая составляющая опаснее случайной: если случайная составляющая вызывает вариацию (разброс) результатов, то систематическая — устойчиво их искажает (смещает). В любом случае отсутствие или незначительность (с целью пренебрежения) систематической погрешности нужно доказать.
Действительно, если взять два ряда измерений одной и той же величины, то средние результаты этих рядов, как правило, будут различны. Это расхождение может быть определено случайной или систематической составляющей.
Методика выявления характера погрешности заключается в следующем:
1. Из двух рядов n1 и n2 независимых измерений находят средние арифметические х1, и х2.
2. Определяют значения
3. Вычисляют .
4. Вероятность того, что разность |x1-х2|>ε является случайной величиной, определяется равенством Р(|x1-х2|>ε)=1-Ptpn где tp=|x1-х2|/σ; n=n1+n2-2. Величина Р определяется по таблице Стьюдента.
Если полученная вероятность Р>0,95, то разность |x1-х2| носит систематический характер.
Пример.
Расчетные значения составили tp=3 и n=15. По таблице Стьюдента находим, что при
n-1=14 и tp=2,98≡3 величина Р=0,99. Тогда Р= 0,99 > 0,95, что свидетельствует о систематическом характере погрешности.
В отличие от случайной погрешности, выявленной в целом в, зависимости от ее источников, систематическая погрешность рассматривается по составляющим в зависимости от источников ее возникновения, причем различают методическую, инструментальную и субъективную составляющие погрешности.
Целесообразность разделения систематической погрешности на методическую и инструментальную составляющие определяется следующими моментами:
• для повышения точности измерений можно выделить лимитирующие факторы, а следовательно, принять решение об усовершенствовании методики или выборе более точных СИ;
• появляется возможность определить составляющую общей погрешности, увеличивающейся со временем или под влиянием внешних факторов, а следовательно, целенаправленно осуществлять периодические поверки и аттестации;
• инструментальная составляющая может быть оценена до разработки методики, а потенциальные точностные возможности выбранного метода определит только методическая составляющая.
То есть все виды составляющих погрешности нужно анализировать и выявлять в отдельности, а затем суммировать их в зависимости от характера, что является основной задачей при разработке и аттестации методик выполнения измерений.
В ряде случаев систематическая погрешность может быть исключена за счет устранения источников погрешности до начала измерений (профилактика погрешности), а в процессе измерений — путем внесения известных поправок в результаты измерений.
Профилактика погрешности — наиболее рациональный способ ее снижения и заключается в устранении влияния, например температуры (термостатированием и термоизоляцией), магнитных полей (магнитными экранами), вибраций и т. п. Сюда же относятся регулировка, ремонт и поверка СИ.
Исключение постоянных систематических погрешностей в процессе измерений осуществляют методом сравнения (замещения, противопоставления), компенсации по знаку (предусматривают два наблюдения, чтобы в результат каждого измерения систематическая погрешность входила с разным знаком), а исключение переменных и прогрессирующих — способами симметричных наблюдений или наблюдением четное число раз через полупериоды.
Методы суммирования погрешностей.
При нормировании точности технологического процесса или процесса измерения, а также при анализе действительной точности этих процессов возникает задача суммирования погрешностей, т.е. получение суммарной погрешности.
Возникает также задача разложения полученной в результате измерения суммарной погрешности на отдельные составляющие. Вторая задача является более сложной и не всегда имеет единственное, т. е. вполне определенное, решение.
Методы суммирования погрешностей различны в зависимости от вида погрешностей, т. е. в зависимости от того, являются ли погрешности величинами скалярными, векторными, постоянными или переменными, изменяющимися по экспоненциальному закону, убывающими, возрастающими или изменяющимися по периодическому закону.
Кроме того, следует различать, являются ли для данного процесса суммируемые погрешности случайными или систематическими.
При проведении расчетов считаем погрешностью Δxi величины xi её отклонение от среднего значения . Таким образом, в дальнейшем будем полагать, что возможные для величины xi погрешности будут +Δxi и -Δxi, а диапазон изменения погрешности равен 2Δxi.
Это условие учитывается во всех расчетах, так например, если в расчете участвуют величины диаметров валов d0 = 12- 0,07, следует считать, что возможны наибольшие по абсолютной величине погрешности, т. е. отклонения от среднего размера, равные + 0,035 и - 0.035.
Согласно уравнению Δlim = 6σ можно считать, что при нормальном распределении с вероятностью, равной 0,9973, предельная случайная погрешность измерении Δlim = ±3σ≈ ±3s.
Предельная погрешность для совокупности, состоящей из среднеарифметических значений, равна Δlim = Δlim/ , где Δlim = ±3σ ≈±3s.
Из теории вероятностей известно, что дисперсия суммы нескольких независимых случайных величин равна сумме дисперсий этих величин, поэтому
D ( x1 + x2 + … + xn ) = Dx1 + Dx2 + … + Dxn
Так как D =σ2, можно записать
σ( x1 + x2 + … + xn) = или
(1)
Из полученного уравнения следует, что суммирование средних квадратических погрешностей для случайных величин, входящих в общую погрешность результата измерения, при их взаимной независимости и нормальном распределении производится квадратически.
Систематические постоянные погрешности должны входить в суммарную погрешность полностью с учетом знака, т. е. должны суммироваться алгебраически.
Систематические переменные погрешности в том случае, если определяется наибольшая величина суммарной погрешности, должны суммироваться с тем знаком, при котором абсолютная величина суммы увеличивается.
Так, например, если сумма остальных слагаемых отрицательна, то в неё следует включать наибольшее по абсолютной величине отрицательное значение систематической погрешности, если она такое значение имеет или наименьшие по абсолютной величине положительные значения, если они их принимают.
Нормирование погрешностей и формы представления результатов измерений
Основные задачи нормирования погрешностей заключаются выборе показателей, характеризующих погрешность, и установлении допускаемых значений этих показателей. Решение этих задач определяется целью измерений и использованием результатов.
Например, если результат измерения используется наряду с другими при расчете какой-то экспериментальной характеристики, то необходимо учитывать погрешности отдельных составляющих путем суммирования их СКО.
Если речь идет о контроле в пределах допуска и нет информации о законах распределения параметра и погрешности, то достаточно ограничиться доверительным интервалом с доверительна вероятностью. Эти показатели должны сопровождать результат измерений тогда, когда дальнейшая обработка результатов не предусмотрена.
Исходя из изложенного, для оценки погрешностей измерений необходимо: установить вид модели погрешности с ее характерными свойствами; определить характеристики этой модели оценить показатели точности измерений по характеристикам модели.
При установлении модели погрешности возникают типовые статистические задачи: оценка параметров закона распределения, проверка гипотез, планирование эксперимента и др.
В соответствии с МИ 1317—86 точность измерения должна выражаться одним из способов:
1) интервалом, в котором с установленной вероятностью находится суммарная погрешность измерения;
2) интервалом, в котором с установленной вероятностью находится систематическая составляющая погрешности измерений;
3) стандартной аппроксимацией функции распределения случайной составляющей погрешности измерения и средним квадратическим отклонением случайной составляющей погрешности измерения;
4) стандартными аппроксимациями функций распределения систематической и случайной составляющих погрешности измерения и их средними квадратическими отклонениями и функциями распределения систематической и случайной составляющих погрешности измерения.
В инженерной практике применяется в основном первый способ (х = a±Δ, или Δ от Δmin до Δmax, Р=0,9). Система допусков, например, построена на понятии предельной погрешности Δ = ±2σ при Р=0,95 (ГОСТ 8.051-81).
Числовое значение результата измерения должно заканчиваться цифрой того же разряда, что и значение погрешности Δ.
Лекция 4.
Средства измерений.
Виды средств измерений.
Метрологические характеристики средств измерений.
Классы точности средств измерений.
Виды средств измерений.
Средство измерения (СИ) — это техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и/или хранящее единицу ФВ, размер которой принимается неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени.
Под метрологическими характеристиками (MX) понимают такие характеристики СИ, которые позволяют судить об их пригодности для измерений в известном диапазоне с известной точностью.
В отличие от СИ приборы или вещества, не имеющие нормированных MX, называют индикаторами.
Классификация основных СИ по РМГ 29—99.
Меры — это СИ, воспроизводящие или хранящие физическую величину заданного размера. Меры могут быть однозначными, воспроизводящими одно значение физической величины (гиря, калибр на заданный размер, образцы твердости, шероховатости, катушка сопротивления, нормальный элемент, воспроизводящий значение ЭДС), и многозначными — для воспроизведения плавно или дискретно ряда значений одной и той же физической величины (измерительный конденсатор переменной емкости, набор конечных мер, магазин емкостей, индуктивности и сопротивления, измерительные линейки).
Измерения методом сравнения с мерой выполняют с помощью специальных технических средств — компараторов (равноплечие весы, измерительный мост и т. д.). Иногда в качестве компаратора выступает человек, например при измерении длины линейкой.
Измерительные преобразователи — СИ, предназначенные для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и хранения, но не доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Это термопары, измерительные трансформаторы, усилители, преобразователи давления. Конструктивно они выполняются либо отдельными блоками, либо составной частью СИ.
Не следует отождествлять измерительные преобразователи с преобразовательными элементами. Последние не имеют метрологических характеристик, как, например, трансформатор тока или напряжения.
Измерительный прибор — СИ, предназначенное для переработки сигнала измерительной информации в другие, доступные для непосредственного восприятия наблюдателем формы.
Различают приборы прямого действия (амперметры, вольтметры, манометры) и приборы сравнения (компараторы).
По способу отсчета измеряемой величины СИ делятся на показывающие (аналоговые, цифровые), регистрирующие (на бумажную или магнитную ленту) и т. п.
Измерительная установка — совокупность функционально объединенных СИ и вспомогательных устройств, расположенных в одном месте. Например, поверочные установки, установки для испытания электротехнических, магнитных и других материалов.
Измерительная установка позволяет предусмотреть определенный метод измерения и заранее оценить погрешность измерения.
Измерительная система — это комплекс СИ и вспомогательных устройств с компонентами связи (проводные, телевизионные и др.), предназначенный для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и/или использования в автоматических системах управления.
В отличие от измерительных установок, предусматривающих изменения режима и условий функционирования, измерительная система не воздействует на режимы работы, а предназначена только для сбора и/или хранения информации.
Частными случаями измерительной системы являются информационно-вычислительный комплекс (ИВК), информационно-измерительные системы (ИИС).
Общая структура измерительных приборов и установок
Измерения физических величин в производственной деятельности выполняются с помощью рабочих средств измерения - измерительными приборами или измерительными установками.
Измерительные приборы включают в себя: измерительный преобразователь (датчик), преобразователь сигнала в аналоговую или цифровую форму, усилитель сигнала, отсчетное устройство.
Современные приборы, кроме того, могут быть оснащены различными электронными устройствами. Например, цифровыми отсчётными устройствами, самописцами или магнитными накопителями, а также устройствами сочленения прибора с компьютером. В случае наличия у измерительных приборов цифровых выходов в виде быстродействующих портов типа USB-2 или Fire Wire (IEEE 1394) у пользователя появляются дополнительные возможности, например статистическая обработка результатов при проведении измерений в динамическом режиме, измерение параметров быстро протекающих процессов.
В зависимости от программного обеспечения процедуры измерений, появляются также многие сервисные возможности, например, компьютер, может управлять процессом измерений, проводить анализ текущей измерительной информации и т.д.
Измерительный преобразователь - это устройство, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для её передачи, преобразования, обработки и хранения. Различают первичный, промежуточный, передающий и масштабный преобразователи.
Первичный преобразователь (датчик) имеет чувствительный элемент (контактный или бесконтактный), находящийся под непосредственным воздействием измеряемой величины. Преобразователи разнообразны по конструкции и принципу действия. Они могут быть: механические, оптические, емкостные, индуктивные, лазерные и др.
Усилители могут выполняться в виде катодных повторителей, амплитудно-частотных преобразователей, согласующих устройств с выходом на компьютер и др.
Кроме измерительных приборов и вспомогательных устройств в состав измерительных установок могут входить меры или наборы мер. Например, наборы сменных шкал, объективов с разным фокусным расстоянием, наборы гирь, магазины сопротивлений и индуктивностей, нормальные гальванические элементы и т. д.
Метрологические характеристики средств измерений
Для оценки пригодности СИ к измерениям в известном диапазоне с известной точностью вводят MX СИ с целью:
По ГОСТ 8.009—84 устанавливают перечень MX, способы их нормирования и формы представления.
Нормальные метрологические характеристики (НМХ) устанавливаются документами. MX, определенные документами, считаются действительными. На практике наиболее распространены следующие MX СИ.
Диапазон измерений — область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые пределы погрешности СИ (для преобразователей — это диапазон преобразования).
Предел измерения — наибольшее или наименьшее значение диапазона измерения. Для мер — это номинальное значение воспроизводимой величины.
Например, у шкалы на рис. 3.2 начальный участок (~20%) сжат, потому производить отсчеты на нем неудобно. Тогда предел измерения по шкале составляет 50 ед., а диапазон — 10...50 ед.
Цена деления шкалы — разность значений величин, соответствующих двум соседним отметкам шкалы. Приборы с равномерной шкалой имеют постоянную цену деления, а с неравномерной — переменную. В этом случае нормируется минимальная цена деления.
Чувствительность — отношение изменения сигнала Δу на выходе СИ к вызвавшему это изменение изменению Δх сигнала на входе
S=Δу/ Δх
Например, для стрелочного СИ — это отношение перемещения dl конца стрелки к вызвавшему его изменению dx измеряемой величины
S=dl/ dх
Для равномерных шкал
S=const=l/xn,
где xn - диапазон измерений.
Чувствительность нельзя отождествлять с порогом чувствительности — наименьшим значением измеряемой величины, вызывающим заметное изменение показаний прибора.
Величину, обратную чувствительности, называют постоянной прибора
С = 1/S.
Как правило, выходным сигналом СИ является отсчет (показание) в единицах величины. В этом случае постоянная прибора С равна цене деления.
Вариация (гистерезис) — разность между показаниями СИ в данной точке диапазона измерения при возрастании и убывании измерений величины и неизменных внешних условиях:
Н= |хв – xу|
где хв, ху — значения измерений образцовыми СИ при возрастании и убывании величины х.
Следует иметь в виду, что, хотя вариация показаний СИ вызывается случайными факторами, сама она — не случайная величина.
Градуировочная характеристика - зависимость между выходным и входным сигналом СИ, полученная экспериментально. Она может быть представлена аналитически, графически или в виде таблицы.
Градуировочная характеристика может изменяться под воздействием внешних и внутренних причин. Например, при быстром изменении тока подвижная часть СИ, вследствие инерции, не успевает "следить" за изменением тока. Градуировочная характеристика в этом случае должна выражаться дифференциальным уравнением.
Основная MX СИ — погрешность СИ — есть разность между показаниями СИ и истинными (действительными) значениями ФВ.
Все погрешности СИ в зависимости от внешних условий делятся на основные и дополнительные.
Основная погрешность — это погрешность СИ при нормальных условиях эксплуатации. Как правило, нормальными условиями эксплуатации являются: температура 293±5 К или 20±5 °С, относительная влажность воздуха 65+15% при 20 °С, напряжение в сети питания 220 В+10% с частотой 50 Гц±1%, атмосферное давление от 97,4 до 104 кПа, отсутствие электрических и магнитных полей (наводок).
В рабочих условиях, зачастую отличающихся от нормальных более широким диапазоном влияющих величин, при необходимости нормируется дополнительная погрешность СИ.
Существуют три способа нормирования основной погрешности СИ:
• нормирование пределов допускаемой абсолютной (±Δ) или приведенной погрешностей, постоянных во всем диапазоне измерения;
• нормирование пределов допускаемой абсолютной (±Δ) или относительной (±δ) погрешностей в функции измеряемой величины;
• нормирование постоянных пределов допускаемой основной погрешности, различных для всего диапазона измерений одного или нескольких участков.
В качестве предела допускаемой погрешности выступает наибольшая погрешность, вызываемая изменением влияющей величины, при которой СИ по техническим требованиям может быть допущено к применению. То же самое относится и к дополнительным погрешностям.
При этом исходят из следующих положений:
1) дополнительная погрешность имеет такой же вид, что и основная (абсолютная, относительная и приведенная);
2) дополнительные погрешности, вызванные различными влияющими факторами, должны нормироваться раздельно.
В общем виде суммарная абсолютная погрешность СИ при влияющих факторах имеет вид
где Δ0 — основная погрешность СИ; Δi — дополнительная погрешность, вызванная изменением i-го влияющего фактора.
Иногда дополнительную погрешность нормируют в виде коэффициента, указывающего, на сколько или во сколько раз изменяется погрешность при отклонении номинального значения. Например, указание, что температурная погрешность вольтметра составляет ±1% на 10 °С, означает, что при изменении среды на каждые 10 0С добавляется дополнительная погрешность 1%.
Вследствие сложности разделения дополнительных и основных погрешностей поверку СИ выполняют только при нормальных условиях (т. е. дополнительные погрешности исключены).
В соответствии с ГОСТ 8.401—80 для пределов допускаемой основной (и дополнительной) погрешностей предусмотрены различные способы выражения в виде абсолютной, относительной и приведенной погрешности.
Абсолютная погрешность — разность между показанием х СИ и действительным значением ха измеряемой величины
Δ =|x – xд|
где в качестве хд выступает либо номинальное значение (например, меры), либо значение величины, измеренной более точным (не менее чем на порядок, в 10 раз) СИ.
Абсолютная погрешность выражается в единицах измеряемой физической величины и может быть задана:
а) либо одним числом: Δ = ±а;
б) либо в виде линейной зависимости: Δ = ±bх; Δ=±(а+bx);
в) в виде функции Δ =f(х) или графика, таблицы.
Относительная погрешность. Поскольку абсолютная погрешность выражается в абсолютных единицах физической величины, то это не дает возможность сравнить СИ и измеряющие разные физические величины. Для этой цели можно использовать относительные погрешности, как отношение абсолютной погрешности к действительному хд (xd) значению, выраженные в процентах
Эта формула показывает, что для одного и того же СИ δ уменьшается с ростом хд и приближается к ∞ при хд→0. То есть при измерении на начальном участке шкалы с начальной нулевой отметкой погрешности измерения могут быть сколь угодно велики. Поэтому в метрологии существует принцип запрета измерений на таких участках шкалы СИ.
Приведенная погрешность. Указание только абсолютной погрешности не позволяет сравнивать между собой по точности СИ с разным пределом измерений, а указание относительной погрешности также ограничено из-за непостоянства величины δ.
Поэтому получило большое распространение нормирование приведенной погрешности как отношение Δ к нормируемому значению xN (в %):
Нормирующее значение xN выбирают в зависимости от вида и характера шкалы прибора.
Различают равномерные и неравномерные шкалы. Последние делятся на существенно неравномерные и степенные.
Под существенно неравномерной шкалой понимают шкалу с сужающимися делениями, на которой отметка, соответствующая полусумме начального и конечного значения рабочей части шкалы, расположена между 65 и 100% длины этой рабочей части.
Под степенной шкалой понимают шкалу с расширяющимися или сужающимися делениями, но не попадающими под определение существенно неравномерных.
Тогда нормирующее значение xN принимается равным:
• конечному значению рабочей части шкалы xN= хк если нулевая отметка — на краю или вне рабочей части шкалы
• сумме конечных значений шкалы (без учета знака), если нулевая отметка — внутри шкалы (xN = 20+20 = 40; xN= 20+40 = 60);
• длине шкалы, если она существенно неравномерна. В этом случае, поскольку длина выражается в миллиметрах, то абсолютную погрешность надо выражать также в миллиметрах;
• номинальному значению х, если СИ предназначено для измерения отклонения измеряемой величины от номинального значения.
Специфическим видом погрешности цифровых СИ и дискретных преобразователей является погрешность квантования, которая вносится округлением значения измеряемой величины и номинального значения.
Поскольку измеряемая величина х может принимать случайные значения в интервале от +Δ до -Δ, то погрешность квантования есть случайная аддитивная статическая погрешность. Она не зависит ни от текущего значения х, ни от скорости изменения х во времени.
Погрешность от вариации (гистерезиса) ΔH нормируется установлением предела Hp без учета знака допускаемой вариации выходного сигнала (показания) СИ.
Характеристику погрешности СИ, в том числе и в заданном интервале, нормируют установлением предела (положительного и отрицательного) Δ допускаемой погрешности совместно с Нр.
Классы точности средств измерений.
Приведенная в предыдущем параграфе номенклатура MX в местном смысле предполагает строгое нормирование MX СИ, используемых при высокоточных лабораторных измерениях и метрологической аттестации других СИ.
При технических измерениях, когда не предусмотрено выделение случайных и систематических составляющих, когда не существенна динамическая погрешность СИ, когда не учитываются влияющие (дестабилизирующие) факторы и т.д., можно пользоваться более грубым нормированием — присвоением СИ определенного класса точности по ГОСТ 8.401—80.
Класс точности — это обобщенная MX, определяющая различные свойства СИ. Например, у показывающих электроизмерительных приборов класс точности помимо основной погрешности включает также вариацию показаний, а у мер электрических величин — величину нестабильности (процентное изменение значения меры в течение года). Класс точности СИ уже включает систематическую и случайную погрешности. Однако он не является непосредственной характеристикой точности измерений, выполняемых с помощью этих СИ, поскольку точность измерения зависит и от метода измерения, взаимодействия СИ с объектом, условий измерения и т.д.
В частности, чтобы измерить величину с точностью до 1%, недостаточно выбрать СИ с погрешностью 1%. Выбранное СИ должно обладать гораздо меньшей погрешностью, так как нужно учесть как минимум еще погрешность метода.
В связи с большим разнообразием как самих СИ, так и их MX, ГОСТ 8.401—80 устанавливает несколько способов назначения классов точности. При этом в основу заложены следующие положения:
Определяя класс точности, нормируют прежде всего пределы допускаемой основной погрешности δосн. Пределы допускаемой дополнительной погрешности устанавливают в виде дольного (кратного) значения [δосн].
Классы точности присваивают СИ при их разработке по результатам государственных приемочных испытаний. Если СИ предназначены для измерения одной и той же физической величины, но в разных диапазонах, или — для измерения разных физических величин, то этим СИ могут присваиваться разные классы точности как по диапазонам, так и по измеряемым физическим величинам.
В эксплуатации СИ должны соответствовать этим классам точности. Однако при наличии соответствующих эксплуатационных требований класс точности, присвоенный на производстве, в эксплуатации может понижаться.
ГОСТ 8.401—80 в качестве основных устанавливает три вида классов точности СИ:
• для пределов допускаемой абсолютной погрешности в единицах измеряемой величины или делениях шкалы;
• для пределов допускаемой относительной погрешности в виде ряда чисел
δ = ±А·10n
где А= 1; 1.5; (1.6); 2; 2.5; (3); 4; 5 и 6; значения 1.6 и 3 —допускаемые, но не рекомендуемые; n= 1; 0; -1; -2;...;
• для пределов допускаемой приведенной погрешности с тем же рядом А: γ = ±А·10n.
Классы точности СИ, выраженные через абсолютные погрешности, обозначают прописными буквами латинского алфавита или римскими цифрами. При этом чем дальше буква от начала алфавита, тем больше значения допускаемой абсолютной погрешности. Например, СИ класса С более точен, чем СИ класса М, т. е. это число — условное обозначение и не определяет значение погрешности.
Класс точности через относительную погрешность СИ назначается двумя способами.
q
Так обозначают классы точности мостов переменного тока, счетчиков электроэнергии, делителей напряжения, измерительных трансформаторов и др.
Здесь с и d выражаются также через ряд A. Причем, как правило, c>d. Например, класс точности 0,02/0,01 означает, что с=0,02, а d=0,01, т. е. приведенное значение относительной погрешности к началу диапазона измерения γн = 0,02%, а к концу — γк= 0,01%.
Кроме того, ГОСТ 22261—94 устанавливает пределы допускаемой основной погрешности в виде относительной погрешности, выраженной в децибелах (дБ):
δ = Aʹ·lg(l + Δ/x),
где А'= 10 при измерении энергетических величин (мощности, энергии, плотности энергии); А'= 20 при измерении силовых электромагнитных величин (напряжения, силы тока, напряженности поля).
Следует иметь в виду, что если два прибора имеют разные чувствительности
S1=-100дБ/Вт и S2=-95 дБ/Вт, то значение чувствительности у второго СИ выше, чем у первого, так как -95> -100.
Наиболее широкое распространение (особенно для аналоговых СИ) получило нормирование класса точности по приведенной погрешности:
Условное обозначение класса точности в этом случае зависит от нормирующего значения хN, т. е. от шкалы СИ.
Если xN представляется в единицах измеряемой величины, то класс точности обозначается числом, совпадающим с пределом допускаемой приведенной погрешности. Например, класс 1,5 означает, что γ = 1,5%.
Если xN — длина шкалы (например, у амперметров), то класс 1.5 означает, что γ =1,5% длины шкалы.
Сравнения способов выражения погрешностей позволяет высказать некоторые соображения.
При известном классе точности СИ, выраженном через приведенную погрешность γ и чувствительность S (отношение длины шкалы прибора к его диапазону измерения) абсолютная погрешность СИ составит
Δ=γxN/100S, (1)
а относительная на отметке х, соответственно,
δ= γxN/xS. (2)
При форме записи абсолютная погрешность имеет вид:
(3)
Расчетные коэффициенты с и d округляются до принятых рядом А, а соотношение их с классом точности по приведенной погрешности γ
приведено в следующей таблице:
Таблица соотношения классов точности γ и коэффициентов c/d
|
Класс точности |
1,0 |
1,5 |
2,5 |
4,0 |
|
Коэффициенты c/d |
4/1,0 |
6/1,5 |
10/2,5 |
15/4,0 |
Таблица формул вычисления погрешностей и обозначение классов точности СИ
|
Вид погрешности |
Формула по тексту |
Примеры пределов допускаемой погрешности |
Обозначение класса точности |
СИ, реко-мендуемые к обозначению таким способом |
|
|
В НТД |
На СИ |
||||
|
Абсолютная |
Δ=±a Δ=±(a+bx) |
Δ=±0.2 А |
Класс точности N или класс точности III |
N III |
меры |
|
Относительная |
δ=±0.5% |
Класс точности 0.5 |
0.5 в круге |
Мосты, счетчики, делители, трансформаторы |
|
|
Класс точности 0.02/0.01 |
0.02/0.01 |
Цифровые СИ, магазины емкостей |
|||
|
Приведенная |
при xN=xк γ=±1.5% |
Класс точности 1.5 |
1.5 |
Аналоговые СИ, если xN – в единицах величины |
|
|
при xN, равному длине шкалы, мм γ=±0.5% |
Класс точности 0.5 |
0.5 с галочкой под цифрой |
Омметры, если xN определяется длиной шкалы |
Из формулы относительной погрешности δ=Δ/х видно, что ее значение растет обратно пропорционально х и изменяется по гиперболе, т. е. относительная погрешность равна классу СИ δ0 лишь на последней отметке шкалы (х = xк. При х→0 величина δ→∞. При уменьшении измеряемой величины до значения xmin относительная погрешность достигает 100%. Такое значение измеряемой величины называется порогом чувствительности.
Резюмируя изложенное, следует сказать, что если класс точности СИ установлен по наибольшему допускаемому приведенному значению погрешности а для оценки погрешности конкретного измерения необходимо знать значение абсолютной или относительной погрешности в данной точке, то в этом случае выбор СИ, например, класс 1 (γ = 1%) для измерения с относительной погрешностью ±1% будет правильным, если верхний предел xN СИ равен измеряемому значению х величины. В остальных случаях относительную погрешность измерения необходимо определять по формуле
(4)
Пример. Отсчет по шкале прибора с пределами измерений 0 — 50 А и равномерной шкалой составил 25А. Пренебрегая другими видами погрешностей измерения, оценить пределы допускаемой абсолютной погрешности этого отсчета при использовании различных СИ класса точности: 0,02/0,01; (0.5 в кружочке) и 0,5.
Решение.
,
так как х = 25; хк = 50; с =0,02; d = 0,01 и δ - в %,
то
Δ = ±[0.02 + 0.01(50/25-1) 25 0.01] = ±0,008А.
δ = ±Δ/х·100% ;
Δ = ±0,01·25·0,5 =±0,185 А.
γ = ±Δ/хN·100%,где хN=50,
тогда
Δ = ±0,01·50·0,05 = ±0,25 А.
Выбор средств измерений
Лекция 5.
Основы единства измерений. Эталоны, меры, образцовые СИ. Поверка, ревизия и экспертиза средств измерений.
Контроль качества продукции. Измерение и контроль параметров изделий
Метрологическое обеспечение единства измерений
Метрологическое обеспечение единства измерений - деятельность метрологических и других служб, направленная: на создание в стране необходимых эталонов, образцовых и рабочих средств измерений; на их правильный выбор и применение; на разработку и применение метрологических правил и норм; на выполнение других метрологических работ, необходимых для обеспечения требуемого качества измерений на рабочем месте, предприятии, в отрасли и национальной экономике.
Метрологическое обеспечение направлено на обеспечение единства и точности измерений для достижения установленных техническими условиями характеристик функционирования технических устройств.
Метрологическое обеспечение представляет собой комплекс научно-технических и организационно-технических мероприятий, осуществляемых через соответствующую деятельность учреждений и специалистов.
Метрологическое обеспечение измерений включает: теорию и методы измерений, контроля, обеспечения точности и единства измерений; организационно-технические вопросы обеспечения единства измерений, включая нормативно-технические документы - государственные стандарты, методические указания, технические требования и условия, регламентирующие порядок и правила выполнения работ.
Практическая деятельность организаций по метрологическому обеспечению охватывает достаточно большой круг вопросов. Осуществляется надзор за применением законодательно установленной системы единиц физических величин. Обеспечение единства и точности измерений проводится путем передачи размеров единиц физических величин от эталонов к образцовым средствам измерений и от образцовых к рабочим. Проводится надзор за функционированием государственных и ведомственных поверочных схем. Постоянно разрабатываются методы измерений дающие наивысшую точность. На этой основе создаются эталоны и образцовые средства измерений.
Осуществляется надзор за состоянием средств измерений в министерствах и ведомствах.
Метрологическое обеспечение измерительных средств на разных этапах их жизненного цикла решает вполне конкретные задачи.
Ответственность за правильность, своевременность и полноту метрологического обеспечения технических устройств возлагается на их потребителей. Решение задач по метрологическому обеспечению метрологические службы организаций и предприятий.
Технической основой обеспечения единства измерений являются:
Эталоны, меры, образцовые средства измерений.
Измерения выполняются с применением технических средств. Необходимыми техническими средствами для проведения измерений являются меры и измерительные приборы.
Эталоны
Средства измерения высшей точности - эталоны делятся на несколько категорий.
Эталон, воспроизводящий единицу с наивысшей в стране точностью, называется государственным первичным эталоном. Эталон единицы физической величины воспроизводят с практически наивысшей достижимой точностью па основе физических принципов на специальных установках.
Если прямая передача размера единицы от существующих эталонов с требуемой точностью технически неосуществима в виду особых условий, то для её воспроизведения единицы создаются специальные эталоны. Такими условиями могут быть: повышенное или пониженное давление; высокая влажность; измерения на предельных границах диапазона значений, измеряемой величины.
В метрологической практике широко используются вторичные эталоны, рабочие эталоны и эталоны-копии. Эти эталоны создаются и утверждаются в тех случаях, когда это необходимо для организации поверочных работ, а также для обеспечения сохранности и наименьшего износа государственного первичного эталона.
Существуют также следующие категории эталонов:
Рабочие эталоны могут быть реализованы в виде одиночного эталона (или одиночной меры), в виде группового эталона, в виде комплекса средств измерений и в виде эталонного набора.
Пример одиночного эталона - эталон массы в виде платиноиридиевой гири. Пример группового эталона - эталон-копия вольта, состоящая из 20 нормальных элементов. Пример комплекса средств измерений - эталон единицы молярной доли концентрации компонентов в газовых смесях. В этом виде измерений различные компоненты, различные диапазоны концентраций, различные газы-разбавители создают большое количество измерительных задач с общей постановкой. Поэтому, в этом случае один эталон состоит из нескольких десятков измерительных установок. Пример эталонного набора - набор средств измерения плотности жидкостей для различных участков диапазона.
В международных метрологических документах такой широкий набор разновидностей эталонов не предусмотрен. Международные эталоны, хранящиеся в Международном бюро по мерам и весам, воспроизводят ограниченное число единиц физических величин.
Меньшее в сравнении с отечественным число международных эталонов объясняется тем, что во многих странах понятие эталон и образцовое средство измерения не имеют четкого разграничения. Существует емкое понятие - стандарт (standart), что по смыслу может быть переведено как вторичный стандарт (образцовое средство измерения) или как эталон (исходное образцовое средство измерения).
Меры и образцовые измерительные приборы
Меры и образцовые измерительные приборы представляют собой образцовые средства измерений. Они предназначены для поверки и градуировки других средств измерений. Эти средства измерений имеют погрешность показаний в 2-3 раза меньше, чем у поверяемого прибора; на них выдаются свидетельства на право проведения поверки.
Мера может быть реализована в виде какого-либо тела, вещества или устройства, предназначенного для воспроизведения единицы физической величины, хранения единицы и передачи ее размера от одного измерительного прибора к другому. Мера воспроизводит величину, значение которой связано с принятой единицей определенным известным соотношением.
Меры и образцовые измерительные приборы, служащие для воспроизведения и хранения единиц с наивысшей достижимой на настоящем уровне техники точностью относят к эталонам. В отличие от эталона, мера воспроизводит не только единицу, но и её дольные и кратные значения. Например, мерой длины может быть метровый стержень, а также набор мер различного размера - плоскопараллельные концевые меры длины.
Меры массы - это не только эталонные килограммовые гири и их копии, но и разновесы - тела, имеющие массы других размеров.
Меры являются необходимым средством измерений, т.к. с их помощью осуществляется процесс передачи размера единицы физической величины от одного прибора к другому.
Во многих странах, в том числе и в России, созданы специальные хранилища мер, в функции которых входит сличение государственных мер с международными. Впервые в России такое хранилище было образовано в 1842 г. как Депо образцовых мер, а в 1893 г. была учреждена Главная палата мер и весов под руководством Д.И. Менделеева.
Меры как средства измерений могут изготавливаться различных классов точности, которые регламентируются соответствующими ГОСТами и поверочными схемами. Особый класс мер представляют собой так называемые стандартные образцы.
Стандартный образец - мера в виде вещества, при помощи которой размер единицы физической величины воспроизводится как свойство или как состав вещества, из которого изготовлен стандартный образец. Такими мерами являются образцовые вещества, которые при определенных условиях воспроизводят единицу измерения или ее дольное или кратное значение. Примером могут служить, например, постоянные температуры, соответствующие переходу вещества из одного состояния в другое: 1063° C - точка плавления золота, 960,8° С - точка плавления серебра, 444,6° С - точка плавления серы, 100° С - температура парообразования, 182,97° С - точка кипения кислорода и др.
Меры подразделяют на однозначные и многозначные.
Передача размера физических величин.
Порядок передачи размера единиц физической величины от эталона или исходного образцового средства к средствам более низких разрядов, включая, рабочие, устанавливают в соответствии с поверочной схемой.
Поверочная схема передачи единицы длины заключается в последовательном сличении и поверке. Передача единицы производится от рабочего эталона к образцовым мерам высшего разряда, а от них образцовым мерам низших разрядов, затем к рабочим средствам измерения (оптиметрам, измерительным машинам, контрольным автоматам и т. п.). Структура поверочной схемы состоит из нескольких уровней, соответствующих ступеням передачи размера единиц.
Поверка средств измерений
Важнейшей формой государственного надзора за измерительной техникой является государственная (и ведомственная) поверка средств измерений, служащая для установления их метрологической исправности.
Поверка — это операция, проводимая уполномоченным органом и заключающаяся в установлении пригодности средства измерения (СИ) к применению на основании экспериментально определенных метрологических характеристик и контроля их соответствия предъявляемым требованиям. Основной метрологической характеристикой, определяемой при поверке СИ, является его погрешность. Она находится на основании сравнения поверяемого СИ с более точным СИ — рабочим эталоном.
Основные требования к организации и порядку проведения поверки СИ приведены в правилах по метрологии ПР 50.2.006-94, а также в рекомендациях МИ 187-86 и МИ 188-86.
Поверка измерительных приборов проводится методом:
Важным при поверке является выбор оптимального соотношения между допускаемыми погрешностями образцового и поверяемо СИ. Обычно, когда при поверке вводят поправки на показания образцовых средств измерений, это соотношение принимается равным 1:3 (исходя из критерия ничтожно малой погрешности). Если же поправки не вводят, то образцовые СИ выбираются из соотношения допускаемых погрешностей 1:5. Соотношение допускаемых погрешностей поверяемых и образцовых СИ устанавливается с учетом принятого метода поверки, характера погрешностей, допускаемых значений ошибок I и II родов и иногда может значительно отличаться от указанных ранее цифр.
Средства измерений подвергаются первичной, периодической, внеочередной и инспекционной поверкам.
Обязательная поверка
В ряде случаев поверку называют градуировкой. Градуировка - нанесение отметок на шкалу, соответствующих показаниям образцового СИ или определение по его показаниям уточненных значений величины, соответствующих нанесенным отметкам на шкале рабочего СИ.
Остальные средства измерений подлежат обязательной ведомственной поверке.
Если СИ не подлежат обязательному метрологическому контролю и надзору, то они подвергаются калибровке.
Калибровка — это совокупность операций, устанавливающих соотношение между значением величины, полученным с помощью данного СИ, и соответствующим значением величины, определенным с помощью эталона.
По результатам калибровки определяют действительное значение измеряемой величины, показываемое данными СИ, или поправки к его показаниям. Можно оценить погрешность СИ и ряд других метрологических характеристик.
Начальный межповерочный интервал устанавливается при государственных испытаниях средств измерений. Поверка средств измерений должна осуществляться в соответствии с действующими государственными стандартами на поверочные схемы, методы и средства поверки.
Сроки периодических поверок (межповерочные интервалы) устанавливаются и корректируются метрологическими подразделениями предприятий, организаций и учреждений, эксплуатирующих средства измерений с таким расчетом, чтобы обеспечить метрологическую исправность средств измерений на период между поверками.
Положительные результаты поверки удостоверяются: наложением на средства измерений поверительного клейма установленного образца и выдачей свидетельства о поверке. Метрологическая ревизия заключается в поверке состояния средств изменений и выполнения правил их поверки. Результаты метрологической ревизии оформляются актом, содержащим конкретные результаты проверки, а также предложения по изъятию средств измерений, признанных непригодными к применению, и предложения по устранению обнаруженных недостатков с указанием сроков.
Государственные испытания средств измерений
Средства измерений, предназначенные для серийного производства, а также ввоза из-за границы, подвергаются обязательным государственным испытаниям органами Государственной метрологической службы. Государственные испытания предусматривают экспертизу технической документации на средства измерений и их экспериментальные исследования для определения степени соответствия установленным нормам, потребностям производства. Оценивается также современный уровень развития измерительной техники для установления целесообразности производства или закупки новых образцов.
Установлены два вида государственных испытаний: государственные приемочные испытания опытных образцов средств измерений новых типов, намеченных к серийному производству или импорту в РФ и государственные контрольные испытания образцов из установочной серии и серийно выпускаемых средств измерений.
Государственные приемочные испытания проводятся соответствующими государственными метрологическими органами или специальными государственными комиссиями, состоящими из представителей метрологических институтов, организаций-разработчиков, изготовителей и заказчиков. В процессе государственных приемочных испытаний опытных образцов средств измерений проверяется соответствие средства измерений современному техническому уровню, а также требованиям технического задания, проекта технических условий и государственных стандартов.
Проверке подлежат также нормированные метрологические характеристики и возможность их контроля при производстве, после ремонта и при эксплуатации, возможность проведения поверки и ремонтопригодность испытуемых средств измерений. Государственная приемочная комиссия на основании изучения и анализа, представленных на испытание образцов средств измерений и технической документации принимает рекомендацию о целесообразности (или нецелесообразности) выпуска средства измерения данного типа.
Государственный орган по стандартизации и метрологии рассматривает материалы государственных испытаний и принимает решение об утверждении типа средств измерения к выпуску в обращение в стране. После утверждения тип средств измерения вносится в Государственный реестр средств измерений. Государственные контрольные испытания проводятся территориальными организациями Государственного органа по стандартизации и метрологии.
Целью государственных контрольных испытаний является проверка соответствия выпускаемых из производства или ввозимых из-за границы средств измерений требованиям стандартов и технических условий. Эти испытания обязательны при выпуске установочной серии новых измерительных приборов. В случае поступления сведений об ухудшении качества средств измерений, выпускаемых предприятием-изготовителем.
Контрольные испытания проводят, если в конструкцию и технологию изготовления средств измерений внесены изменения, влияющие на их нормируемые метрологические характеристики. Контрольные испытания проводят также в порядке государственного надзора за качеством выпускаемых средств измерений в сроки, устанавливаемые государственным органом.
Контроль качества продукции
Качество продукции - совокупность свойств продукции, обуславливающих её пригодность удовлетворять определённые потребности в соответствии с её назначением.
Контроль качества - это процесс получения и обработки информации об объекте с целью определения нахождения параметров объекта в заданных пределах. Процесс контроля заключается в установлении соответствия действительных значений физических величин установленным предельным значениям. Контроль должен ответить на вопрос находится ли контролируемая физическая величина в поле допуска или выходит за его пределы.
Контроль параметров и характеристик объекта, связанный с нахождением действительных значений физических величин, называется измерительным контролем.
В тех случаях, когда нет необходимости определять числовые значения физических величин, а требуется установить только факт нахождения параметра в поле допуска или выхода из него, производится качественная оценка параметров объекта, т.е. осуществляется качественный контроль. Качественный контроль в отличие от измерительного контроля называют просто контролем.
Виды контроля
Классификация видов контроля основана на различных признаках: время проведения и место контроля в технологическом цикле, управляющее воздействие контроля, объект контроля и др. Рассмотрим наиболее распространённые виды контроля.
При разрушающем контроле для выполнения контрольных операций необходимо разрушить изделие и дальнейшее его использование становится не возможным. Примером разрушающего контроля является проверка изделия на прочность.
При неразрушающем контроле соответствие контролируемого параметра установленным предельным отклонениям определяется по результатам полученной информации об объекте контроля. Взаимодействие органов средства контроля с объектом контроля не вызывает разрушения объекта и не изменяет его свойств. Примерами неразрушающего контроля являются: контроль размеров деталей, отклонений формы и расположения поверхностей, давления, температуры и др.
Активный контроль объекта осуществляется непосредственно в ходе технологического процесса формирования изделия, например обработки детали на станке. Текущие результаты активного контроля дают информацию о необходимости изменения режимов обработки или корректировке параметров технологического оборудования. Активный контроль может быть ручным, при котором режимами и остановкой станка в процессе изготовления изделия управляет оператор, наблюдающий за показаниями приборов или автоматическим, когда управление станком осуществляется с помощью команд, выдаваемых установленным на станке или вне станка устройством.
Перспективным является создание устройств активного контроля, работающих без настройки по образцовым объектам. В качестве образцовых могут быть как материальные объекты (например, образцовые детали), так и соответствующее программное обеспечение.
В отличие от активного пассивный контроль осуществляется после завершения отдельной технологической операции или всего технологического цикла изготовления объекта (детали или изделия). На разных стадиях жизненного цикла изделия, в том числе технологического процесса изготовления, производимый контроль имеет различное назначение и протяжённость во времени.
Входному контролю подвергают сырье, исходные материалы, полуфабрикаты, комплектующие изделия, техническую документацию и т. д. Контроль производится по ряду параметров, среди которых: визуальный и инструментальный контроль геометрии продукции, соответствие отгрузочным документам, наличие дефектов и др. С входного контроля начинается формирование качества изделия при производстве на данном предприятии.
Операционный контроль или межоперационный контроль проводится на различных стадиях производственного процесса изготовления изделия. Назначение и порядок его проведения определяется технологической документацией - маршрутными и операционными картами.
Приёмочный контроль состоит в проверке готовых изделий и наиболее ответственных узлов. Контролю подвергаются: взаимное расположение элементов изделия, качество выполненных соединений (сила и момент затяжки резьбовых соединений, качество пригонки стыкуемых поверхностей и др.), правильность постановки и наличие деталей в соединениях, масса узлов и изделия в целом, уравновешенность вращающихся частей изделия и т.д.
Непрерывный и периодический контроль состоит либо в непрерывной проверке соответствия контролируемых параметров нормам точности либо соответственно в периодической проверке через установленные интервалы времени.
В произвольные моменты времени могут проводить летучий контроль.
Большинство видов контроля проводится непосредственно на рабочих местах: у станка, на производственных участках, в цехах и т.п., такой контроль называют подвижным. Однако, осуществить такой контроль не всегда возможно, т.к. возникает необходимость применения специальных средств контроля, требующих отдельно расположенных контрольных участков, стендов, лабораторий, а иногда отдельно стоящих сооружений, как например радиационный контроль, такой контроль называют стационарным.
Объектами контроля являются: производимая продукция; техническая, товарная и сопроводительная документация; параметры технологического процесса; средства технологического оснащения; документация по прохождению рекламаций; правила соблюдения условий эксплуатации, а также технологическая дисциплина и квалификация исполнителей.
Измерение и контроль параметров изделий
Выполнение измерений и контроля
Основным требованием при проведении контроля в процессе производства продукции является обеспечение точности. Точность измерения зависит от множества факторов, главными из которых являются: предельные погрешности применяемых средств измерения и контроля, метрологические принципы их конструктивного исполнения, точность принятых методов измерения, влияние внешних факторов.
Большое значение имеет разработка и принятие методики измерения и контроля. Под методикой выполнения измерений понимают совокупность методов, средств, процедур, условий подготовки и проведения измерений, а также правил обработки экспериментальных данных при выполнении конкретных измерений.
Измерения должны осуществляться в соответствии с аттестованными в установленном порядке методиками Разработка методик выполнения измерений должна включать:
Нормативно-техническими документами, регламентирующими методику выполнения измерений, являются:
Методики выполнения измерений перед их вводом в действие должны быть аттестованы или стандартизованы.
Аттестацию методик выполнения измерений проводят государственные и ведомственные метрологические службы. При этом государственные метрологические службы проводят аттестацию методик особо точных, ответственных измерений.
Стандартизация методик применяется для измерений, широко применяемых на предприятиях. Методики выполнения измерений периодически пересматриваются с целью их усовершенствования.
Выбор средств измерений и контроля
Выбор средств измерения и контроля предусматривает решение вопросов, связанных:
Одну и ту же метрологическую задачу можно решить с помощью различных измерительных средств, имеющих разную стоимость и разные метрологические характеристики. Совокупность метрологических, эксплуатационных и экономических показателей должна рассматриваться во взаимной связи.
Метрологическими показателями, которые в первую очередь необходимо учитывать, являются:
Эксплуатационными и экономическими показателям являются: стоимость и надежность измерительных средств, продолжительность работы до ремонта, время, затрачиваемое на настройку и процесс измерения, масса, габаритные размеры и др.
В большинстве случаев, чем выше требуемая точность средства измерения, тем оно массивнее и дороже, тем выше требования, предъявляемые к условиям его использования.
Обработка результатов измерений статистическими методами применяется на практике для решения следующих задач:
Погрешности изготовления и измерения являются случайными величинами. Примеры случайных величин: размеры деталей при обработке, зазоры в подвижных соединениях, результаты повторных измерений одной и той же величины и т.п.
Случайные погрешности трудно устранить, поэтому их влияние учитывают при назначении допуска на размер или на какой-либо другой параметр.
Лекция 8.
Техническое регулирование и его правовое обеспечение.
Аккредитация органов по сертификации.
Основные положения и цели технического регулирования
В настоящее время, производство продукции на всех стадиях жизненного цикла должно регулироваться Законом РФ "О техническом регулировании". Этот документ предусматривает разработку технических регламентов, в которых прописываются обязательные требования к выпускаемой продукции, процессам её производства, эксплуатации, хранения и утилизации. С принятием закона с июля 2003 года в России начинается процесс создания чёткой системы технического регулирования, которая в первую очередь исключает дублирование множества технических документов, разрабатываемых различными ведомствами.
Целью разработки закона является гармонизация нашей системы отношений с международной, прежде всего европейской, что даёт возможность выхода отечественных товаров на мировой рынок. Устранение барьеров в торговле обеспечивает также равные условия для российских и зарубежных производителей на российском рынке.
Федеральный закон регулирует отношения, возникающие при:
разработке,
принятии,
применении,
исполнении
обязательных требований к
продукции,
процессам производства,
эксплуатации,
хранения,
перевозки,
реализации и
утилизации,
выполнению работ или оказанию услуг;
тоже самое осуществляется и на добровольной основе; кроме того, закон регулирует отношения при оценке соответствия; устанавливает права и обязанности участников.
Выполнение работ в определенной области оценки соответствия поручается определённому физическому или юридическому лицу, для чего предоставляется аккредитация - официальное признание органом по аккредитации компетентности физического или юридического лица.
Технические регламенты и безопасность.
Технический регламент - документ, который принят международным договором Российской Федерации, ратифицированным в порядке, установленном законодательством Российской Федерации, или федеральным законом, или указом Президента Российской Федерации, или постановлением Правительства Российской Федерации и устанавливает обязательные для применения и исполнения требования к объектам технического регулирования.
Технические регламенты принимаются исключительно в целях защиты жизни или здоровья граждан, имущества физических или юридических лиц, государственного или муниципального имущества; охраны окружающей среды, жизни или здоровья животных и растений; предупреждения действий, вводящих в заблуждение приобретателей.
Содержание и применение технических регламентов строго определено. Например, должны быть установлены минимально необходимые требования, безопасности в различных сферах, при этом учитывается степень риска причинения вреда. Регламент содержит описание продукции, которое должно содержать в себе необходимые подходы и правила идентификации, т.е. тождественности характеристик продукции её существенным признакам.
Требования содержат конкретные данные, определяемые международными соглашениями. Например, документом ЕС по изделию, определено, что краска для покраски поверхности не должна содержать перечисленные химические элементы, и приведены допустимые нормы их концентрации и т.п. При разработке технических регламентов в качестве основы могут быть использованы международные и национальные стандарты.
Таким образом, требования общего технического регламента принимаются, например, по вопросам безопасной эксплуатации и утилизации машин и оборудования; электромагнитной совместимости; а также пожарной, экологической, ядерной, радиационной и биологической безопасности.
Специальные технические регламенты устанавливают требования только к тем отдельным видам продукции, процессам производства минимально необходимый уровень, которых не обеспечивается общими регламентами.
Разработчиком проекта технического регламента может быть любое лицо, и проект регламента должен быть доступен для ознакомления всем заинтересованным лицам, государственным органам и производителям продукции, а также для публичного обсуждения.
Наиболее значимые технические регламенты при соблюдении ряда требований к их разработке принимаются в виде федеральных законов.
Безопасность продукции.
Поскольку любое событие совершается с определённой вероятностью, вводится понятие риск как вероятности причинения вреда жизни или здоровью граждан, имуществу физических или юридических лиц, государственному или муниципальному имуществу, окружающей среде, жизни или здоровью животных и растений с учетом тяжести этого вреда.
Понятие безопасность продукции, процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации или просто безопасность соответствует состоянию, при котором отсутствует недопустимый риск, связанный с причинением вреда жизни или здоровью граждан, имуществу физических или юридических лиц, государственному или муниципальному имуществу, окружающей среде, животным, растениям.
Контроль за безопасностью продукции, осуществляемый в настоящее время нашими производителями непосредственно на производстве, для всей продукции, в том числе зарубежной, будет осуществляться, прежде всего, на рынке, как это делается в мире.
Свойства по безопасности устанавливаются государством, потому что рынок не будет заботиться о безопасности, т.к. это не выгодно рынку. Рынок заинтересован в получении прибыли. Логично предположить, что предприниматель не будет ставить очистные сооружения, он не будет проводить дополнительные исследования, чтобы доказать, что он выполнил параметры безопасности. Поэтому, государство вводит обязательные требования в интересах безопасности населения, устанавливая соответствующие технические регламенты.
Подтверждение соответствия.
Прямое или косвенное определение соблюдения требований, предъявляемых к объекту, есть оценка соответствия. Подтверждение соответствия заключается в документальном удостоверении соответствия продукции, процессов производства и др. требованиям технических регламентов, положениям стандартов или условиям договоров.
Подтверждение соответствия осуществляется в целях удостоверения соответствия объектов технического регулирования техническим регламентам, стандартам, условиям договоров, а также содействия приобретателям в компетентном выборе продукции, работ и услуг.
Подтверждение соответствия должно способствовать повышению конкурентоспособности продукции, работ, услуг на российском и международном рынках, создания условий для обеспечения свободного перемещения товаров по территории Российской Федерации, а также для осуществления международного экономического, научно-технического сотрудничества и международной торговли.
Подтверждение соответствия может носить добровольный или обязательный характер.
Ранее у нас в стране большинство наиболее значимых потребительских товаров, попадающих на рынок, должно было проходить обязательную сертификацию. Такой практики сегодня уже нет почти нигде в мире.
В настоящее время обязательное подтверждение соответствия проводится только в случаях, установленных соответствующими техническим регламентом, и исключительно на соответствие требованиям этого регламента.
Объектом обязательного подтверждения соответствия может быть только продукция, выпускаемая в обращение на территории Российской Федерации.
При ввозе на территорию РФ продукции, подлежащей обязательному подтверждению соответствия, в таможенные органы одновременно с таможенной декларацией заявителем (либо лицом, уполномоченным заявителем) представляется декларация о соответствии или сертификат соответствия. При этом полученные за пределами РФ документы о подтверждении соответствия, знаки соответствия, протоколы исследований (испытаний) и измерений продукции, могут быть признаны в соответствии с международными договорами Российской Федерации.
Правовое обеспечение технического регулирования (сертификации).
Обязательное подтверждение соответствия может осуществляться только в случаях, предусмотренных законодательными актами РФ, то есть законами, техническими регламентами и нормативными актами Правительства РФ.
Эта деятельность в России обеспечивается следующими законодательными документами:
Нормативно-методическая база сертификации включает:
Аккредитация органов по сертификации (ОС) и испытательных (измерительных) лабораторий (ИЛ).
Подтверждение соответствия и контроль (надзор) за соблюдением требований технических регламентов (заключается в проверке выполнения юридическим лицом или индивидуальным предпринимателем требований технических регламентов к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации и принятие мер по результатам проверки) проводится органами, аккредитованными для данной деятельности в установленном порядке.
Юридическое лицо или индивидуальный предприниматель, аккредитованные в установленном порядке для выполнения работ по сертификации представляют орган по сертификации.
Орган по сертификации привлекает на договорной основе для проведения исследований (испытаний) и измерений испытательные лаборатории (центры), аккредитованные в порядке, установленном Правительством РФ.
По закону «О техническом регулировании» аккредитация органов по сертификации и испытательных лабораторий (центров) осуществляется в целях:
Аккредитация этих органов осуществляется на основе принципов:
Общее руководство и координацию деятельности по аккредитации осуществляет специально созданное самостоятельное подразделение Госстандарта – отдел по аккредитации, который сертификацией не занимается.
Схема аккредитующих органов Российской системы аккредитации приведена на схеме.
Объектами аккредитации являются организации, осуществляющие деятельность в области оценки соответствия:
Лекция 9.
Обязательное и добровольное подтверждение соответствия.
Схемы сертификации.
Обязательное и добровольное подтверждение соответствия.
Обязательное подтверждение соответствия осуществляется в формах: принятия декларации о соответствии (декларирование соответствия) или обязательной сертификации.
Декларирование соответствия.
В настоящее время широко распространена система декларирования, когда сам производитель проводит все необходимые процедуры, которые также установлены в технических регламентах. Подписывая декларацию, производитель гарантирует, что его товар соответствует всем необходимым требованиям и тому, что написано в документации.
Декларирование осуществляется по заявлению о том, что изготовитель принимает личную ответственность за то, что все установленные технические требования выполнены. В этом случае к декларации прилагается так называемый технический файл, который содержит результаты исследований и испытаний, но проведенные уже самим изготовителем. Место проведения испытаний может быть любое: или собственная лаборатория или другая лаборатория, это определяется самим изготовителем.
Декларирование соответствия осуществляется по одной из следующих схем:
Круг заявителей и схема декларирования устанавливается соответствующим техническим регламентом.
Декларация о соответствии - документ, удостоверяющий соответствие выпускаемой в обращение продукции требованиям технических регламентов.
Информирование приобретателей о соответствии выпускаемой в обращение продукции требованиям технических регламентов осуществляется специальным обозначением - знаком обращения на рынке.
Экономическая целесообразность новой формы технического регулирования очевидна - декларирование стоит достаточно дешево, так как, можно воспользоваться собственной испытательной лабораторией.
Обязательная сертификация.
Обязательная сертификация, осуществляется органом по сертификации на основании договора с заявителем. Схемы сертификации, применяемые для сертификации определенных видов продукции, устанавливаются соответствующим техническим регламентом.
В соответствии со ст. 7 Закона РФ «О защите прав потребителей» перечни товаров (работ, услуг), подлежащих обязательной сертификации, утверждаются правительством РФ. На основании этих перечней разрабатывается и вводится в действие постановление Госстандарта России «Номенклатура продукции и услуг (работ), в отношении которых законодательными актами Российской Федерации предусмотрена их обязательная сертификация».
К объектам сертификации относятся продукция, услуги, работы, системы качества, персонал, рабочие места и пр.
Соответствие продукции требованиям технических регламентов подтверждается сертификатом соответствия, выдаваемым заявителю органом по сертификации. В процессе сертификации изготовитель сертифицирует свою продукцию в сертификационном центре, который проводит необходимые испытания и подтверждает соответствие продукции техническим условиям, а затем выдает сертификат соответствия.
Знак соответствия - обозначение, служащее для информирования приобретателей о соответствии объекта сертификации требованиям системы добровольной сертификации или национальному стандарту.
В России действует 26 систем обязательной сертификации. Самая известная – Система обязательной сертификации ГОСТ Р (в редакции 2002г.), образованная и возглавляемая Госстандартом России.
В соответствии с Постановлением Правительства РФ от 13 июля 1997 года № 1013 в перечень работ и услуг, подлежащих обязательной сертификации, включены следующие группы бытовых услуг:
1) ремонт и техническое обслуживание бытовой радиоэлектронной аппаратуры, бытовых машин и бытовых приборов;
2) техническое обслуживание и ремонт автотранспортных средств;
3) химическая чистка и крашение;
4) транспортные услуги (услуги по перевозке пассажиров автомобильным транспортом);
5) жилищно-коммунальные услуги (услуги гостиниц и прочих мест проживания);
6) туристские и экскурсионные услуги;
7) услуги парикмахерских;
8) услуги торговли и общественного питания.
Таким образом, получается, что контроль качества продукции осуществляется не только на производстве, а главным образом на рынке. Производителю становится невыгодным изготовлять некачественную продукцию, т.к. его недобросовестность будет обнаружена потребителем, который может заявить об этом в надзорные государственные органы. В этом случае производитель не только теряет деньги в виде штрафа и товар, но и, что для него важнее, хорошую репутацию.
Сейчас происходит процесс гармонизации нашей системы технического регулирования с общемировой, поэтому перечень продукции, которая должна пройти сертификацию, и перечень товаров, подлежащих декларированию, постоянно пересматривается и переутверждается.
Таким образом, идет постоянный процесс перевода продукции из-под обязательной сертификации под декларирование и в будущем декларирование вероятнее всего максимально заменит обязательную сертификацию. Обязательная сертификация останется там, где этого требуют международные соглашения или это продиктовано общемировой практикой. Одновременно растет роль добровольной сертификации.
Добровольное подтверждение соответствия – добровольная сертификация
Существует также сертификация в добровольном порядке. Принимая добровольную сертификацию, изготовитель показывает своё преимущество перед конкурентами. Одна или несколько добровольных сертификаций и получение знаков соответствия, которые означают, что у него помимо обязательных требований выполнены и другие. Изготовитель платит за сертификацию дополнительные деньги, но в этом случае потребитель, покупая товар, имеет больше гарантий качества.
Добровольное подтверждение соответствия (добровольная сертификация) осуществляется по инициативе заявителей (изготовителей, продавцов, исполнителей) на условиях договора между заявителем и органом по сертификации. Добровольное подтверждение соответствия может осуществляться для установления соответствия национальным стандартам, стандартам организаций, системам добровольной сертификации, условиям договоров, техническим условиям, рецептурам, другим документам, определяемым заявителем.
Добровольная сертификация не может заменить обязательную сертификацию, если данная продукция подлежит обязательной сертификации. Однако в рамках добровольной сертификации по продукции, прошедшей обязательную сертификацию, могут проверяться дополнительные требования.
Системой добровольной сертификации может предусматриваться применение знака соответствия.
Госстандарт России ведет единый реестр зарегистрированных систем добровольной сертификации.
Схемы сертификации.
Схема сертификации – форма сертификации, определяющая совокупность действий, результаты которых рассматриваются в качестве доказательств соответствия продукции установленным требованиям.
Схемы сертификации, применяемые в России и разработанные с учетом рекомендаций ИСО/МЭК, приведены в таблице 1.
Конкретную схему сертификации определяет орган сертификации или заявитель.
Таблица 1. Схемы сертификации продукции.
|
Номер схемы |
Испытания в аккредитованных испытательных лабораториях и другие способы доказательства соответствия |
Проверка производства (системы качества) |
Инспекционный контроль сертифицированной продукции (системы качества, производства) |
|
1 |
Испытания типа |
||
|
1а |
Испытания типа |
Анализ состояния производства |
|
|
2 |
Испытания типа |
у прдавца |
|
|
2а |
Испытания типа |
Анализ состояния производства |
Испытания образцов, взятых у прдавца Анализ состояния производства |
|
3 |
Испытания типа |
Испытания образцов, взятых у изготовителя |
|
|
3а |
Испытания типа |
Анализ состояния производства |
Испытания образцов, взятых у изготовителя Анализ состояния производства |
|
4 |
Испытания типа |
Испытания образцов, взятых у продавца и у изготовителя |
|
|
4а |
Испытания типа |
Анализ состояния производства |
Испытания образцов, взятых у продавца и у изготовителя Анализ состояния производства |
|
5 |
Испытания типа |
Сертификация производства или системы качества |
(производства) Испытания образцов, взятых у продавца и (или) у изготовителя |
|
6 |
Рассмотрение декларации о соответствии прилагаемым документам |
Сертификация системы качества |
Контроль сертифицированной системы качества |
|
7 |
Испытания партии |
||
|
8 |
Испытания каждого образца |
||
|
9 |
Рассмотрение декларации о соответствии прилагаемым документам |
||
|
9а |
Рассмотрение декларации о соответствии прилагаемым документам |
Анализ состояния производства |
|
|
10 |
Рассмотрение декларации о соответствии прилагаемым документам |
Испытания образцов, взятых у продавца и у изготовителя |
|
|
10а |
Рассмотрение декларации о соответствии прилагаемым документам |
Анализ состояния производства |
Испытания образцов, взятых у продавца и у изготовителя Анализ состояния производства |
При выборе схемы должны учитываться особенности производства, испытаний, поставки и использования конкретной продукции, требуемый уровень доказательности, возможные затраты заявителя.
В качестве способов доказательства используются следующие:
1) испытание,
2) проверка производства,
3) инспекционный контроль,
4) рассмотрение декларации о соответствии прилагаемым документам.
Испытание. В схемах 1-5 производится испытание типа, то есть одного или нескольких образцов, являющихся типовыми представителями продукции. Испытание в схеме 7 – это уже контроль качества партии путем испытания выборки, отбираемой от партии с использованием метода статистического контроля. В схеме 8 испытанию подвергается каждая единица продукции. Жесткость испытаний, а значит и их надежность и стоимость возрастают от схемы 1 к схеме 8.
Проверка производства применяется тогда, когда для объективной оценки качества недостаточно испытаний, а необходим анализ технологического процесса для оценки стабильности качества продукции. Например, для оценки производства скоропортящейся продукции этот способ доказательства является главным (схема 6), так как сроки годности продукции меньше времени, необходимого для организации и проведения испытаний в измерительной лаборатории.
Проверка производства также проходит с различным уровнем жесткости. При проверке в форме «анализ состояния производства» (схемы 1а, 2а, 3а, 4а, 9а, 10а) проверяются два элемента качества, предусмотренные ГОСТ Р ИСО 9001-96. В схеме 5, предусматривающей сертификацию производства, проверяется 10 элементов качества. При сертификации системы качества (схемы 5, 6) проверяется 20 элементов, причем проверку имеют право проводить эксперты, аккредитованные в области проверки систем качества.
Инспекционный контроль (ИК) предусмотрен в большинстве схем. Его проводят после выдачи сертификата. Он может проводиться в форме испытания образцов (схемы 2, 2а, 3, 3а, 4, 4а) либо в форме контроля сертифицированной системы качества (производства). В последнем случае порядок ИК регламентирован ГОСТ Р 40.005-2000, касающимся сертифицированных систем качества (производства).
Рассмотрение декларации о соответствии – это способ доказательства, который представляет первая сторона – изготовитель. Он заключается в том, что руководитель предприятия представляет в орган сертификации заявление-декларацию, прилагая к последнему протоколы испытаний, а также информацию об организации на предприятии контроля качества продукции. Этот способ используют при сертификации продукции зарубежного изготовителя с высокой репутацией на рынке, продукции отечественных индивидуальных производителей (например, фермеров), продукции малых предприятий.
Применение отдельных схем. Схемы 1 – 6 и 9а – 10а применяются при сертификации серийно выпускаемой продукции, схемы 7, 8, 9 – при сертификации выпущенной партии или единичного изделия. Схему 1 рекомендуется использовать при ограниченном объеме реализации продукции. Схемы 1а. 2а, 3а, 4а, 9а и 10а рекомендуется применять (вместо соответствующих схем 1. 2, 3, 4, 9 и 10), если у органа сертификации нет информации о возможности изготовителя данной продукции обеспечить стабильность ее характеристик, подтвержденных испытаниями. Схема 5 является наиболее жесткой. Ее применяют в случае, если установлены повышенные требования к стабильности характеристик выпускаемой продукции (потенциально опасные изделия техники, продукция на экспорт). Схемы 3а, 4а, и 5 используют также при проведении работ по добровольной сертификации на соответствие требованиям государственных стандартов.
Органы сертификации, испытательные лаборатории и центры сертификации.
Обязательное подтверждение соответствия осуществляется органами сертификации, испытательными лабораториями и центрами.
Орган по сертификации (ОС) выполняет следующие функции:
ОС несет ответственность за обоснованность и правильность выдачи сертификата соответствия, за соблюдение правил сертификации.
Специально уполномоченный федеральный орган исполнительной власти в области сертификации (в России – Госстандарт) выполняет следующие функции:
В работах по сертификации участвует ряд федеральных органов исполнительной власти. Национальный орган по сертификации осуществляет координацию их деятельности в этом направлении. Координация, как правило, проводится в форме соглашения, в котором регламентируется выбор системы сертификации, объекта сертификации, аккредитующего органа и пр. Например, такими органами, занимающимися вопросами сертификации, являются: Госстрой России, Госкомсвязи России, Госпожарнадзор МВД России, Российский Морской Регистр, Российский Речной Регистр, Российский Авиарегистр и пр.
Для организации и координации работ в системах сертификации однородной продукции или группы услуг создаются центральные органы систем сертификации (ЦОС). Например, функции ЦОС в системе сертификации систем качества и производства выполняет Технический центр Регистра систем качества, действующий в структуре Национального органа по сертификации России. Функции ЦОС по добровольной сертификации на соответствие требованиям государственных стандартов в Системе сертификации ГОСТ Р возложены на ВНИИ сертификации.
В обязанности ЦОСа входит:
Главным участником работ по сертификации является эксперт - лицо, аттестованное на право проведения одного или нескольких видов работ в области сертификации. От его компетентности зависит объективность и достоверность решения о возможности выдачи сертификата.
Добровольная сертификация осуществляется органами по добровольной сертификации, входящими в систему добровольной сертификации.
Органом по добровольной сертификации может быть юридическое лицо и (или) индивидуальный предприниматель, образовавшие систему добровольной сертификации, а также юридическое лицо, взявшее на себя функции органа по добровольной сертификации на условиях договора с юридическим лицом и (или) индивидуальным предпринимателем, образовавшим данную систему.
Орган по добровольной сертификации выполняет функции:
Аккредитованные испытательные лаборатории (ИЛ) осуществляют испытания конкретной продукции или конкретные виды испытаний и выдают протоколы испытаний для целей сертификации.
ИЛ несет ответственность за соответствие проведенных ею сертификационных испытаний требованиям нормативных документов (НД) а также за достоверность и объективность результатов.
Если орган по сертификации аккредитован как ИЛ, то его именуют сертификационным центром.
Правила и порядок проведения сертификации.
Сертификация осуществляется в рамках определенной системы и по выбранной схеме. Порядок ее проведения устанавливается правилами конкретной системы, но основные этапы процесса сертификации неизменны независимо от вида и объекта сертификации.
В процессе сертификации можно выделить пять основных этапов:
Этап заявки на сертификацию. Заявитель выбирает орган по сертификации, способный провести оценку соответствия соответствующего объекта (это определяется областью аккредитации ОС). Если таких ОС несколько, заявитель может выбрать любой из них. Заявитель направляет заявку в соответствующий орган по сертификации. Орган по сертификации рассматривает заявку и в срок, установленный порядком сертификации однородной продукции, сообщает заявителю решение. В решении, в числе различных сведений, необходимых заявителю, предлагается перечень соответствующих аккредитованных организаций и испытательных лабораторий, которые могут выполнить указанный объем работ.
Этап оценки соответствия имеет особенности в зависимости от объекта сертификации. Для продукции он состоит из отбора образцов продукции и их испытаний. Образцы должны быть такими же, как поставляемые потребителю. Образцы для испытаний отбирает, как правило, испытательная лаборатория или другая организация по ее поручению. В случае проведения испытания в двух и более ИЛ отбор образцов может быть осуществлен органом по сертификации.
Протоколы испытаний представляются заявителю и в орган по сертификации, их хранение соответствует сроку действия сертификата.
Этап анализа практической оценки соответствия объекта сертификации установленным требованиям заключается в рассмотрении результатов испытаний, экзамена или проверки системы качества в ОС. Протоколы испытаний, результаты оценки производства, другие документы о соответствии продукции, поступившие в орган по сертификации, подвергаются анализу для окончательного заключения о соответствии продукции заданным требованиям. По результатам оценки составляется заключение эксперта.
При необходимости анализа состояния или сертификации производства проводятся:
Конструкторско-технологическая экспертиза нормативно-технической документации (НТД) на производство изделия. Проводится анализ правильности принятия решений, оценка работоспособности и других показателей назначения, в соответствии с требованиями технических условий (ТУ).
Метрологическая экспертиза. Проводится анализ состояния парка средств измерения и контроля, используемых в производственном цикле.
Оценка производства. В зависимости от выбранной схемы сертификации проводится анализ состояния производства, сертификация производства либо сертификация системы управления качеством. Метод оценки производства указывается в сертификате соответствия продукции.
Решение по сертификации сопровождается выдачей сертификата соответствия или отказа в нем.
Продукция, на которую выдан сертификат соответствия, маркируется знаком соответствия, принятым в системе.
Маркирование продукции знаком соответствия осуществляет изготовитель (продавец). Право маркирования знаком соответствия предоставляется лицензией, выданной ОС.
Знак соответствия ставится на изделие и (или) тару, сопроводительную техническую документацию. При невозможности нанесения знака на продукцию (сыпучие, жидкие, газообразные вещества), знак соответствия ставится на тару.
Инспекционный контроль сертифицированного объекта проводится органом, выдавшим сертификат, если это предусмотрено схемой сертификации. Он проводится в течение всего срока действия сертификата – обычно один раз в год в форме периодических проверок. В комиссии органа по сертификации могут участвовать специалисты территориальных органов Госстандарта России, представители обществ потребителей и других заинтересованных организаций.
Лекция 10.
Объекты стандартизации, ее цели, задачи и основные понятия.
Государственная система стандартизации (ГСС) Российской Федерации. Органы и службы стандартизации. Государственный контроль и надзор.
Объекты стандартизации, ее цели, задачи и основные понятия.
В 1993г. был принят Закон РФ «О стандартизации», который определил меры государственной защиты интересов потребителей посредством разработки и применения нормативных документов по стандартизации.
Правовые основы стандартизации в РФ устанавливает Закон РФ «О техническом регулировании» от 27.12.2002 года №184-ФЗ. Он обязателен для всех государственных органов управления, а также предприятий и предпринимателей, общественных объединений. В нем отражены меры государственной защиты интересов потребителей посредством разработки и применения нормативных документов по стандартизации.
Стандартизация (в соответствии с законом «О техническом регулировании») – это деятельность по установлению правил и характеристик в целях их добровольного многократного использования, направленная на достижение упорядоченности в сферах производства и обращения продукции и повышение конкурентоспособности продукции, работ или услуг.
В развитом обществе стандартизация является одним из инструментов управления народным хозяйством. Она непосредственно влияет на повышений эффективности общественного производства, представляя собой научный метод оптимального упорядочения в масштабах государства номенклатуры и качества выпускаемой продукции.
Объекты стандартизации
Объектом стандартизации являются продукция, работа (процесс), услуга, подлежащие или подвергшиеся стандартизации, которые в равной степени относятся любому материалу, компоненту, оборудованию, системе, их совместимости, правилу, процедуре, функции, методу или деятельности.
При этом услуга как объект стандартизации охватывает как услуги населению, так и производственные услуги для предприятий и организаций.
Продукция производственно-технического назначения и товары народного потребления являются наиболее традиционными объектами стандартизации, на которые разработано наибольшее количество стандартов. Однако объектами стандартизации являются также типовые технологические процессы, формы и методы организации труда и производства, правила выполнения производственных и контрольных операций, правила транспортировки и хранения продукции и т.п.
В социальной жизни объектами стандартизации являются охрана труда и здоровья населения, охрана и улучшение природной среды обитания человека, рациональное использование природных ресурсов, средства информации и взаимопонимания людей и т.п.
Цели стандартизации:
Основные задачи стандартизации:
Основные понятия стандартизации.
Нормативный документ – документ, устанавливающий правила, общие принципы или характеристики, касающиеся различных видов деятельности или их результатов.
Нормативными документами являются:
Регламент – документ, содержащий обязательные правовые нормы и принятый органами власти.
Технических регламент – документ, который принят международным договором РФ, ратифицированным в установленном порядке, и устанавливает обязательные для применения и исполнения требования к объектам технического регулирования (продукции, в т.ч. зданиям, строениям и сооружениям, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации).
Стандарт – документ, в котором в целях добровольного многократного использования устанавливаются характеристики продукции, правила осуществления и характеристики процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнения работ или оказания услуг. Стандарт также может содержать требования к терминологии, символике, упаковке, маркировке или этикеткам и правилам их нанесения.
Комплекс стандартов – совокупность взаимосвязанных стандартов, объединенных общей целевой направленностью и устанавливающих согласованные требования к взаимосвязанным объектам стандартизации.
Правила – документ в области стандартизации, метрологии, сертификации, аккредитации, устанавливающий обязательные для применения организационно-технические и (или) общетехнические положения, порядки (правила, процедуры), методы (способы, приемы) выполнения работ соответствующих направлений, а также обязательные требования оформлению результатов этих работ.
Рекомендации - документ в области стандартизации, метрологии, сертификации, аккредитации, устанавливающий добровольные для применения организационно-технические и (или) общетехнические положения, порядки (правила, процедуры), методы (способы, приемы) выполнения работ соответствующих направлений, а также рекомендуемые требования оформлению результатов этих работ.
Соответствие государственному стандарту (государственным стандартам) – соблюдение изготовителем всех установленных в государственном стандарте(государственных стандартах) требований к продукции.
Контроль (надзор) за соблюдением требований технических регламентов – проверка выполнения юридическим лицом или индивидуальным предпринимателем требований технических регламентов к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации и принятие мер по результатам проверки.
Безопасность – отсутствие недопустимого риска, связанного с возможностью нанесения ущерба.
Совместимость – пригодность продукции, процессов и услуг к совместному, не вызывающему нежелательных взаимодействий, использованию при заданных условиях для выполнения установленных требований.
Взаимозаменяемость – пригодность одного изделия, процесса, услуги для использования вместо другого изделия, процесса, услуги в целях выполнения одних и тех же требований.
Унификация – выбор оптимального числа разновидностей продукции, процессов и услуг, значения их параметров и размеров.
Государственная система стандартизации (ГСС) Российской Федерации.
Стандартизацию следует рассматривать как практическую деятельность, как систему управления и как науку.
Стандартизация как практическая деятельность заключается в установлении нормативных документов по стандартизации и применению правил, норм и требований, обеспечивающих оптимальное решение повторяющихся задач в сферах общественного производства и социальной жизни.
Эта деятельность направлена на:
Стандартизация как система управления практической деятельностью осуществляется в РФ на основе Государственной системы стандартизации (ГСС), являющейся системой планового управления практической деятельностью по стандартизации. Она опирается на комплекс нормативно-технических документов, устанавливающих взаимоувязанные требования по организации и методике выполнения практических работ по стандартизации.
Стандартизация как наука о методах и средствах стандартизации выявляет, обобщает и формулирует закономерности деятельности по стандартизации в целом и по ее отдельным направлениям.
Государственная система стандартизации (ГСС) устанавливает общие организационно-технические правила системы стандартизации в Российской Федерации.
Положения стандартов ГСС применяют государственные органы управления, субъекты хозяйственной деятельности, научно-технические, инженерные общества и другие общественные объединения, в том числе технические комитеты (ТК) по стандартизации.
ГСС изложена в следующих документах:
Органы и службы стандартизации.
Государственное управление стандартизацией в РФ осуществляет Государственный комитет РФ по стандартизации метрологии (Госстандарт России). Работы по стандартизации в области строительства организует Государственный комитет по жилищной и строительной политике (Госстрой России).
По закону «О техническом регулировании» Госстандарт России в области стандартизации решает следующие вопросы:
Для организации и осуществления работ по стандартизации определенных видов продукции и технологии или видов деятельности, а также проведения по указанным объектам работ по международной (региональной) стандартизации создают технические комитеты (ТК) по стандартизации.
К работе в ТК привлекаются на добровольной основе полномочные представители заинтересованных предприятий и организаций. К работе в ТК должны привлекаться ведущие ученые и специалисты. Технические комитеты создаются на базе предприятий (организаций), специализирующихся по определенным видам продукции и технологий или видам деятельности и обладающих в данной области наиболее высоким научно-техническим потенциалом, в том числе на базе организаций Госстандарта России или Госстроя России.
Госстандарт осуществляет свои функции непосредственно и через созданные им органы. К территориальным органам Госстандарта относятся центры стандартизации и метрологии (ЦСМ), которых на территории РФ более 100 (в основном в центрах экономических районов).
К российским службам стандартизации относятся технические комитеты по стандартизации и 20 научно-исследовательских институтов Госстандарта России. В число научно-исследовательских институтов входят, например, НИИ стандартизации (ВНИИстандарт) – головной институт в области Государственной системы стандартизации; ВНИИ сертификации продукции (ВНИИС) – головной институт в области сертификации продукции (услуг) и систем управления качеством продукции (услуг); ВНИИ по нормализации в машиностроении (ВНИИМАШ) - головной институт в области разработки научных основ унификации и агрегатирования в машиностроении и приборостроении; ВНИИ комплексной информации по стандартизации и качеству (ВНИИКИ) – головной институт в области разработки и дальнейшего развития Единой системы классификации и кодирования технико-экономической информации, стандартизации научно-технической терминологии.
Кроме упомянутых организаций, деятельность по стандартизации выполняется и другими федеральными органами. В частности, роль технических регламентов выполняют санитарные нормы и правила (СанНиП), вводимые Минздравом России; строительные нормы и правила (СНиП) Госстроя России, государственные образовательные стандарты Министерства образования РФ и др.
Субъекты хозяйственной деятельности также организуют и проводят работы по стандартизации. Их подразделения (службы) стандартизации (конструкторско-технологические и научно-исследовательские отделы, лаборатории, бюро) выполняют научно-исследовательские, опытно-конструкторские и другие работы по стандартизации. Руководители предприятий несут ответственность за организацию и состояние выполняемых работ по стандартизации на этих предприятиях.
Государственный контроль и надзор за соблюдением требований государственных стандартов.
Государственный контроль и надзор проводится в целях предупреждения, выявления и пресечения нарушений обязательных требований в области стандартизации, подтверждения соответствия (сертификации), качества и безопасности продукции (товаров), работ и услуг.
Государственный контроль и надзор проводится:
По содержанию контроль и надзор идентичны. В отличие от контроля надзор осуществляется в отношении объектов, не находящихся в ведомственном подчинении органам, которые его осуществляют.
Правовой основой Государственного контроля и надзора за соблюдением требований государственных стандартов (далее – Госнадзор) являются законы РФ «О техническом регулировании», «Об обеспечении единства измерений», «О защите прав потребителей», «О защите прав юридических лиц и индивидуальных предпринимателей при проведении государственного контроля и надзора».
Государственный контроль и надзор в области стандартизации, обеспечения единства измерений и обязательной сертификации включает в себя:
При проведении государственного контроля и надзора проверке подлежат:
Государственный контроль и надзор осуществляется за соблюдением юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями:
Государственный контроль и надзор осуществляется следующими органами и организациями, составляющими систему государственного контроля, в том числе должностными лицами, уполномоченными осуществлять этот контроль:
Госнадзор за соблюдением обязательных требований государственных стандартов и за сертифицированной продукцией осуществляет государственный инспектор или комиссия, им возглавляемая. Госнадзор за соблюдением правил обязательной сертификации осуществляет комиссия, состав которой определяет председатель Госстандарта.
Госстандарт России координирует деятельность федеральных органов исполнительной власти, осуществляющих в соответствии с законом РФ «О защите прав потребителей» контроль и надзор за качеством и безопасностью товаров (работ, услуг). К таким органам относятся, например:
Государственный контроль и надзор проводится посредством выборочных проверок.
Плановые не более чем один раз в два года в отношении одного юридического лица или индивидуального предпринимателя.
Внеплановые мероприятия по государственному контролю и надзору проводятся в случаях:
Государственные инспектора имеют право:
При проведении государственного контроля и надзора проводятся:
По результатам проверки главные государственные инспектора и государственные инспектора в пределах предоставленной им законодательством компетенции выдают обязательные для исполнения юридическим лицам и предписания.
В случае выявления нарушений обязательных требований, правил обязательной сертификации государственным инспектором составляется протокол об административном правонарушении на юридическое лицо, руководителя юридического лица, иное должностное лицо юридического лица или индивидуального предпринимателя в порядке, установленном законодательством Российской Федерации об административных нарушениях.
Лекция 11.
Нормативные документы по стандартизации.
Нормативные документы по стандартизации применяются государственными органами управления, субъектами хозяйственной деятельности на стадиях разработки, подготовки продукции к производству, ее изготовления, реализации (поставки, продажи), использовании (эксплуатации), хранения, транспортирования и утилизации, при выполнении работ и оказании услуг, при разработке технической документации (конструкторской, технологической, проектной), в том числе технических условий, каталожных листов на поставляемую продукцию (оказываемые услуги).
Таблица 1. Перечень нормативных документов по стандартизации, действующих в РФ.
|
Наименование документа |
Определение |
Обозна-чение |
Сфера действия |
|
Государственный стандарт РФ |
Стандарт, принятый Госстан-дартом России или Госстроем Росии |
ГОСТ Р |
Российская Федерация |
|
Региональный стандарт |
Стандарт, принятый региональ-ной организацией по стандар-тизации |
ГОСТ, СТ СЭВ |
Страны – члены региона |
|
Межгосударст-венный стандарт (стандарт регионального типа) |
Стандарт, принятый Межгосу-дарственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (МГС) или Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) |
ГОСТ |
Страны – члены МГС и (или) МНТКС |
|
Международный стандарт |
Стандарт, принятый междуна-родной организацией по стандартизации |
ИСО, МЭК, ИСО/МЭК |
Страны – члены и члены-корреспонденты ИСО и МЭК |
|
Общероссийский классификатор технико-экономической информации |
Документ, принятый Госстандартом России или Госстроем России |
ОК |
Российская Федерация |
|
Стандарт отрасли |
Стандарт, принятый государственным органом управления в пределах его компетенции применительно к продукции, работам и услугам отраслевого значения |
ОСТ |
В одной или нескольких отраслях |
|
Стандарт предприятия |
Стандарт, принятый предпри-ятием применительно к внут-ренним продукции, работам и услугам |
СТП |
На данном предприятии |
|
Стандарт научно-технического, инженерного общества |
Стандарт, принятый научно-техническим, инженерным обществом или другим общественным объединением |
СТО |
На принципиально новые виды продукции, про-цесссы, услуги, методы испытаний |
|
Наименование документа |
Определение |
Обозна-чение |
Сфера действия |
|
Технические условия |
Документ, разработанный на конкретную продукцию (изделие, материал, вещество) |
ТУ |
На конкретное изделие, материал, вещество |
|
Правила |
Документ в области стандартизации, метрологии, сертификации, аккредитации, устанавливающий обязател-ьные для применения организа-ционно-технические и (или) общетехнические положения, порядки (правила, процедуры), методы (способы, приемы) выполнения работ соответст-вующих направлений, а также обязательные требования к оформлению результатов этих работ |
ПР |
Российская Федерация |
|
Рекомендации |
Документ в области стандартизации, метрологии, сертификации, аккредитации, устанавливающий доброволь-ные для применения организа-ционно-технические и (или) общетехнические положения, порядки (правила, процедуры), методы (способы, приемы) выполнения работ соответст-вующих направлений, а также рекомендуемые требования к оформлению результатов этих работ |
Р |
Российская Федерация |
|
Правила по меж-государственной стандартизации |
См. «Правила» |
ПМГ |
Страны – члены МГС и (или) МНТКС |
|
Рекомендации по межгосударственной стандартизации |
См. «Рекомендации» |
РМГ |
Страны – члены МГС и (или) МНТКС |
|
Регламент |
Документ, содержащий обязательные правовые нормы и принятый органами власти |
- |
Сфера действия регламента |
Все действующие в РФ государственные, межгосударственные, региональные, национальные стандарты других стран вносятся в ежегодно переиздаваемый указатель «Государственные стандарты».
Разберем более подробно назначение и структуру различных видов нормативных документов по стандартизации.
Государственные стандарты (ГОСТ Р) разрабатываются на продукцию, работы и услуги, имеющие межотраслевое значение, и не должны противоречить законодательству Российской Федерации.
Государственные стандарты должны содержать:
В государственных стандартах содержатся как обязательные для выполнения требования к объекту стандартизации, так и рекомендательные.
К обязательным требованиям относятся все вышеперечисленные требования, а также иные требования, установленные законодательством Российской Федерации.
К требованиям безопасности в стандартах относят:
электробезопасность,
пожаробезопасность,
взрывобезопасность,
радиационную безопасность,
предельно допустимые концентрации (ПДК) химических и загрязняющих веществ,
безопасность при обслуживании машин и оборудования.
Нумерация государственных стандартов имеет определенную структуру, которую можно рассмотреть на следующих примерах:
ГОСТ Р 2.51 93
В случае отсутствия в структуре обозначения стандарта классификационной группы порядковый регистрационный номер проставляется непосредственно после кода системы:
ГОСТ Р 1.5 92.
В обозначение стандартов на изделия, используемые только в атомной энергетике, добавляется буква А, проставляемая после двух последних цифр года утверждения стандарта.
Международные и региональные стандарты.
Международные и региональные стандарты (при условии присоединения к ним РФ), а также национальные стандарты других стран (при наличии соответствующих соглашений с этими странами) применяют на территории РФ в качестве государственных стандартов. При этом они представляют собой:
а) аутентичный текст на русском языке соответствующего документа;
б) аутентичный текст на русском языке соответствующего документа с дополнительными требованиями, отражающими специфику потребностей народного хозяйства.
Государственный стандарт, оформленный по варианту а) на основе международного или регионального стандарта (например, ИСО/МЭК 2593) и не содержащий дополнительных требований, обозначается как
ГОСТ Р ИСО/МЭК 2593-98.
Если в государственном стандарте имеются дополнительные требования по сравнению с международным (региональным) стандартом (вариант б)), то в скобках приводится обозначение международного стандарта, например
ГОСТ Р 51295-99 (ИСО 2965-97).
Региональные стандарты для России – это межгосударственные стандарты (ГОСТ) и стандарты бывшего Совета Экономической Взаимопомощи (СТ СЭВ). До сих пор в странах СНГ (в том числе и в РФ) применяются стандарты СЭВ, действующие в качестве межгосударственных.
Межгосударственные стандарты (ГОСТ) действуют, как региональные стандарты в странах СНГ. Основу Межгосударственной системы стандартизации (МГСС) составили государственные стандарты бывшего Союза ССР. В РФ эти стандарты применяются постольку, поскольку они не противоречат законодательству РФ.
Межгосударственные стандарты принимаются Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (МГС) или Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС). Решение об отменен того или иного стандарта СССР на территории РФ принимают Госстандарт или Госстрой России.
Условные обозначения межгосударственных стандартов аналогичны обозначениям государственных стандартов РФ (см. обозначения выше), но без буквы «Р».
Международные стандарты (ИСО, МЭК, ИСО/МЭК) наиболее широко используются во всем мире; представляют собой тщательно отработанный вариант технических требований к продукции (услуге), что значительно облегчает обмен товарами, услугами и идеями между странами всего мира.
Международные стандарты ИСО, МЭК и ИСО/МЭК не имеют статуса обязательных для всех стран-участниц. Любая страна мира вправе применять или не применять их.
По своему содержанию стандарты ИСО в меньшей мере касаются требований к конкретной продукции. Основная масса нормативных документов касается требований безопасности, взаимозаменяемости, технической совместимости, методов испытаний продукции, а также других общих и методических вопросов. Таким образом, использование большинства международных стандартов ИСО предполагает, что конкретные технические требования к товару устанавливаются в договорных отношениях.
По содержанию стандарты МЭК отличаются от стандартов ИСО большей конкретикой: в них изложены технические требования к продукции и методам ее испытаний, а также требования по безопасности, что актуально не только для объектов стандартизации МЭК, но и для сертификации на соответствие требованиям стандартов по безопасности. Для обеспечения этой области, имеющей важное значение в международной торговле, МЭК разрабатывает специальные стандарты на безопасность конкретных товаров.
Общероссийские классификаторы технико-экономической информации создаются в рамках Единой системы классификации и кодирования технико-экономической и социальной информации (ЕСКК ТЭСИ), в которую входят общероссийские классификаторы, средства их ведения, нормативные документы по их разработке, ведению и применению.
Основные положения по системе ЕСКК изложены в следующих документах:
Действующие общероссийские классификаторы:
Общероссийский классификатор ОКП включает 98 классов промышленной и сельскохозяйственной продукции. В связи с тем, что в России выпускается более 200 миллионов наименований различной продукции, в производстве и распределении которой задействованы более 500 тысяч субъектов хозяйственной деятельности, планирование, учет и распределение продукции ведутся с использованием автоматической системы управления.
Одновременно с ОКП в России с 1991 года действует внешнеторговый классификатор - Торговая номенклатура внешнеэкономической деятельности (ТН ВЭД), которая является основой таможенного тарифа. Для увязки этих классификаторов используются переводные таблицы.
Составной частью ЕСКК ТЭСИ является каталогизация продукции. Она предусматривает составление перечней производимой, экспортируемой и импортируемой продукции с ее описанием (идентификацией). Источником информации для каталогизации являются каталожные листы (КЛ), представляемые в Центры метрологии и стандартизации при регистрации предприятием-изготовителем ТУ на продукцию.
Стандарты отраслей (ОСТ) не должны нарушать обязательные требования государственных стандартов, а также правила и нормы безопасности, установленные государственными надзорными органами по вопросам, отнесенным к их компетенции. Требования стандартов отраслей подлежат своевременному приведению в соответствие с достижениями науки, техники и технологии, а также требованиями государственных стандартов.
Стандарт отрасли применяют на территории Российской Федерации предприятия, подведомственные государственному органу управления, принявшему данный стандарт. Иные субъекты хозяйственной деятельности применяют стандарты отраслей на добровольной основе.
Требования стандартов отраслей к продукции, работам (процессам) и услугам подлежат обязательному соблюдению субъектами хозяйственной деятельности, если об этом указывается в технической документации изготовителя (поставщика) продукции, исполнителя работ и услуг в договоре.
Ответственность за соответствие требований стандартов отраслей обязательным требованиям государственных стандартов несут принявшие их государственные органы управления.
Пример условного обозначения отраслевого стандарта:
ОСТ 56 98 93
(56 – условное обозначение Федеральной службы лесного хозяйства),
Стандарты предприятий (СТП) могут разрабатываться и утверждаться предприятиями самостоятельно, исходя из необходимости их применения в целях совершенствования организации и управления производством. При этом стандарты предприятий не должны нарушать обязательные требования государственных стандартов.
Требования стандартов предприятий подлежат обязательному соблюдению другими субъектами хозяйственной деятельности, если в договоре на разработку, производство и поставку продукции, на выполнение работ и оказание услуг сделана ссылка на эти стандарты.
В соответствии с ГОСТ Р 1.4 – 93 стандарты предприятий могут разрабатываться субъектами хозяйственной деятельности в следующих случаях:
Основным назначением СТП является решение внутренних задач, широко применяются они и в системах управления качеством.
Некоторые российские и зарубежные фирмы в своих стандартах задают более жесткие требования, чем государственные, поскольку это способствует успеху в конкурентной борьбе на рынке.
Пример условного обозначения стандарта предприятия:
СТП СПбГМТУ 05 98
Стандарты научно-технических, инженерных обществ и других общественных объединений (СТО) разрабатываются и принимаются этими общественными объединениями для динамичного распространения и использования полученных в различных областях знаний результатов фундаментальных и прикладных исследований и разработок. Их разрабатывают, как правило, на принципиально новые виды продукции, процессы и услуги, методы испытаний, в том числе нетрадиционные технологии, принципы организации и управления производством или других видов деятельности.
СТО не должны нарушать обязательные требования государственных стандартов и подлежат согласованию с соответствующими органами государственного контроля и надзора, если устанавливаемые в них положения затрагивают безопасность для окружающей среды, жизни, здоровья и имущества.
По мере апробации СТО происходит отработка требований к объектам стандартизации и на их базе могут разрабатываться государственные стандарты.
Пример условного обозначения стандарта общества:
СТО РОО 1.01 95
Система регистрационной нумерации разрабатывается обществом и согласовывается с Госстандартом России.
Технические условия (ТУ) изготовителей на поставляемую продукцию используют не только как технические документы, но и в роли нормативных документов, если на них делается ссылка в договорах между изготовителем и потребителем на изготовление и поставку продукции. Этот документ разрабатывается на одно или несколько конкретных изделий, материалов, веществ и т. п. и подлежит согласованию с заказчиком (потребителем) или с приемочной комиссией при постановке продукции на производство. Подписание акта приемки опытного образца (опытной партии) продукции членами приемочной комиссии означает согласование ТУ.
Требования, установленные ТУ не должны противоречить обязательным требованиям государственных стандартов, относящихся к данной продукции.
Содержание и оформление ТУ регламентируется ГОСТ 2.114 – 95. ТУ утверждается разработчиком документации на продукцию.
Пример условного обозначения технических условий:
ТУ 1115 017 38576343 93
Правила (ПР), (ПМГ) и Рекомендации (Р), (РМГ).
Правила (в соответствии с ГОСТ Р 1.10 – 95) устанавливают обязательные для применения организационно-технические и (или) общетехнические положения, порядки (правила, процедуры), методы (способы, приемы) выполнения работ соответствующих направлений, а также обязательные требования к оформлению результатов этих работ.
Правила разрабатывают при необходимости детализации обязательных требований соответствующих основополагающих организационно-технических или общетехнических стандартов, при отсутствии таких стандартов, а также при нецелесообразности разработки и принятия в обоснованных случаях соответствующих стандартов.
Рекомендации содержат добровольные для применения организационно-технические и (или) общетехнические положения, порядки (правила, процедуры), методы (способы, приемы) выполнения работ соответствующих направлений, а также рекомендуемые требования к оформлению результатов этих работ.
Рекомендации разрабатывают при целесообразности предварительной проверки на практике не устоявшихся, еще не ставших типовыми организационно-технических и (или) общетехнических положений, порядков (правил, процедур), методов (способов, приемов) выполнения работ определенных видов, а также правил оформления результатов этих работ, то есть до разработки и принятия соответствующих правил или стандартов.
Правила и рекомендации не должны дублировать обязательные требования действующих государственных, а также межгосударственных стандартов, принятых для применения в РФ, или противоречить этим требованиям.
Обозначение правил и рекомендаций по стандартизации, метрологии, сертификации и аккредитации состоит из:
например ПР 50.1.005 – 95.
Межгосударственные правила и рекомендации обозначаются следующим образом:
ПМГ 13-95,
РМГ 19-96,
Информация о принятых правилах и рекомендациях издательство стандартов публикует в ежемесячном информационном указателе (ИУС) «Государственные стандарты».
Технические регламенты по закону «О техническом регулировании» принимаются в целях:
Технические регламенты с учетом степени риска причинения вреда устанавливают минимально необходимые требования, обеспечивающие:
В РФ действуют общие и специальные технические регламенты. Требования общего технического регламента обязательны для применения и соблюдения в отношении любых видов продукции, процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации. Требованиями специального технического регламента учитываются технологические и иные особенности отдельных видов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации.
Лекция 12.
Межгосударственная и международная системы стандартизации.
Система предпочтительных чисел. Методы стандартизации.
Межгосударственная система стандартизации (МГСС).
Представителями стран СНГ 13 марта 1992г. подписано «Соглашение о проведении согласованной политики в области стандартизации, метрологии и сертификации» и образованы Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации (МГС) и Межгосударственная научно-техническая комиссия по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве» (МНТКС).
В 1995г. Совет ИСО признал МГС региональной организацией по стандартизации в странах СНГ.
В Соглашении участвуют следующие государства:
Членами МГС являются руководители национальных органов по стандартизации, метрологии и сертификации 12 государств – участников Соглашения. МГС открыта и для других государств, признающих ее принципы и присоединяющихся к Соглашению.
Целями межгосударственной стандартизации в соответствии с ГОСТ 1.0 – 92 являются:
Объектами межгосударственной стандартизации являются:
В рамках СНГ действует «Соглашение о взаимном признании результатов сертификации».
В области метрологии реализуются программы совместных работ в нескольких направлениях:
Рабочим органам МГС является постоянно действующий технический секретариат (расположен в Минске). Органами по разработке стандартов являются межгосударственные технические комитеты (МТК), которых создано свыше 200.
МГС расширяет сотрудничество с международными организациями по стандартизации, метрологии и сертификации (ИСО, МЭК, Европейский комитет по стандартизации СЕН).
Международные организации по стандартизации (ИСО, МЭК).
Международная организация по стандартизации (ИСО).
В 1946г. на заседании комитета по координации стандартов ООН было решено создать международную организацию по стандартизации (ИСО). С 1947г. организация начала свою работу. СССР был одним из ее основателей и постоянным членом руководящих органов. Штаб-квартира ИСО находится в Женеве.
Деятельность ИСО направлена на содействие развитию стандартизации и смежных видов деятельности для обеспечения международного обмена товарами и услугами, а также развития сотрудничества в интеллектуальной, научно-технической и экономической области.
Диапазон объектов стандартизации ИСО охватывает такие сферы деятельности, как: системы обеспечения качества продукции, машиностроение, химия, неметаллические материалы, руды и металлы, информационная техника, сельское хозяйство, строительство, специальная техника, охрана здоровья и медицина, основополагающие стандарты, упаковка и транспортировка товаров, охрана окружающей среды и др.
Исключение составляют электротехника, электроника и радиотехника, относящиеся к компетенции МЭК. Вопросы информационных технологий, микропроцессорной техники, сертификации и т. п. являются объектами совместных разработок ИСО/МЭК.
В состав ИСО входят 120 стран со своими национальными организациями по стандартизации, в том числе и Россия, представляемая Госстандартом РФ.
Высшим органом управления ИСО является Генеральная ассамблея. В период между сессиями Генеральной ассамблеи работой организации руководит Совет ИСО, в который входят представители национальных организаций по стандартизации.
Совету ИСО подчиняются семь комитетов: СТАКО, ПЛАКО, КАСКО, ДЕФКО, КОПОЛКО И РЕМКО.
СТАКО – Комитет по изучению научных принципов стандартизации – проводит изучение основополагающих принципов стандартизации и подготовку рекомендаций по достижению оптимальных результатов в данной области. СТАКО также занимается терминологией и организацией семинаров по применению международных стандартов для развития торговли.
ПЛАКО – Техническое бюро – подготавливает предложения по планированию работы ИСО, организации и координации технических сторон работы.
КАСКО – Комитет по оценке соответствия – занимается вопросами подтверждения соответствия продукции, услуг, процессов и систем качества требованиям стандартов, компетентности испытательных лабораторий и органов по сертификации. Важная область деятельности КАСКО – содействие взаимному признанию и принятию национальных и региональных систем сертификации.
ДЕВКО – Комитет по оказанию помощи развивающимся странам – изучает запросы развивающихся стран в области стандартизации и разрабатывает рекомендации по содействию этим странам в данной области.
КОПОЛКО – Комитет по защите интересов потребителей – изучает вопросы обеспечения интересов потребителей и возможности содействия этому через стандартизацию, а также доведения до них необходимой информации о международных стандартах. Большую роль в этом играют издаваемые им руководства «Сравнительные испытания потребительских товаров», «Информация о товарах для потребителей», «Разработка стандартных методов измерения эксплуатационных характеристик потребительских товаров» и др.
РЕМКО – Комитет по стандартным образцам – занимается разработкой руководств по вопросам, касающимся стандартных образцов (эталонов). Корме того, РЕМКО является координатором деятельности ИСО по стандартным образцам с международными метрологическими организациями, в частности с МОЗМ – Международной организацией законодательной метрологии.
Проекты международных стандартов разрабатываются в технических комитетах (ТК). В рамках ТК работают подкомитеты (ПК) и рабочие группы (РГ).
Значительными достижениями ИСО являются: разработка международной системы единиц измерения, принятие метрической системы резьбы, принятие системы стандартных размеров и конструкций контейнеров для перевозки грузов всеми видами транспорта. Активная работа ведется в ТК 176 «Системы обеспечения качества», к этой работе относятся стандарты серии ИСО 9000.
Международные стандарты ИСО не являются обязательными, каждая страна вправе применять их целиком, частично, или вообще не применять. Однако применение этих стандартов служит для поддержания конкурентоспособности выпускаемых товаров на международном рынке.
Международная электротехническая комиссия (МЭК).
Международная электротехническая комиссия (МЭК) начала свою работу еще в 1906г. Советский Союз входил в МЭК с 1922 года. Россия принимает участие в более, чем 190 технических комитетах и подкомитетах МЭК.
Основными объектами стандартизации МЭК являются:
Высшим руководящим органом МЭК является Совет. Основным координационным органом является Комитет действий, в подчинении у которого работают комитеты по направлениям и консультативные группы:
Структура рабочих органов МЭК, непосредственно разрабатывающих международные стандарты, аналогична структуре ИСО: это технические комитеты (ТК), подкомитеты (ПК) и рабочие группы (РГ).
Самостоятельный статус в МЭК имеет Международный специальный комитет по радиопомехам (СИСПР), так как является совместным комитетом участвующих в нем заинтересованных международных организаций (создан в 1934г.)
Система предпочтительных чисел.
Теоретической базой для современной стандартизации является система предпочтительных чисел. Предпочтительными называются числа, которые рекомендуется выбирать преимущественно перед всеми другими при назначении величин параметров для вновь создаваемых изделий.
В науке и технике широко применяются ряды предпочтительных чисел, на основе которых выбирают предпочтительные размеры. Ряды предпочтительных чисел нормированы ГОСТ 8032 – 84, который разработан на основе рекомендаций ИСО. По этому стандарту установлено четыре основных десятичных ряда предпочтительных чисел (R5, R10, R20, R40) и два дополнительных (R80, R160), применение которых допускается только в отдельных, технически обоснованных случаях. Эти ряды построены в геометрической прогрессии со знаменателем φ, равным:
Они являются бесконечными как в сторону убывания, так и в сторону возрастания значений.
Номер ряда предпочтительных чисел указывает количество членов ряда в десятичном интервале (от 1до10). При этом число 1.00 не входит в десятичный интервал как завершающее число предыдущего десятичного интервала (от 0.10 до1.00).
Допускается образование специальных рядов путем отбора каждого второго, третьего или n-ого числа из существующего ряда. Так образуется ряд R10/3, состоящий из каждого третьего значения основного ряда, причем начинаться он может с первого, второго или третьего значения, например:
R10 1.00; 1.25; 1.6; 2.00; 2.50; 3.15; 4.00; 5.00; 6.30; 8.00; 10.00; 12.50; …
R10/3 1.00; 2.00; 4.00; 8.00; …
R10/3 1.25; 2.50; 5.00; 10.00; …
R10/3 1.6; 3.15; 6.30; 12.50; …
Можно составлять специальные ряды с разным φ в различных интервалах ряда.
Геометрическая прогрессия имеет ряд полезных свойств, используемых в стандартизации:
По ГОСТ 8032 – 84 допускается в технически обоснованных случаях производить округление предпочтительных чисел путем применения рядов R' и R” вместо основных рядов R. В ряду R' отдельные предпочтительные числа заменены величинами первой степени округления, а в ряду R” – второй степени округления.
В радиоэлектронике часто применяются предпочтительные числа, построенные по рядам Е. Они установлены Международной электротехнической комиссией (МЭК) и имеют следующие значения знаменателя геометрической прогрессии:
При стандартизации иногда применяют ряды предпочтительных чисел, построенные по арифметической прогрессии. Арифметическая прогрессия положена в основу рядов размеров в строительных стандартах, при установлении размеров изделий в обувной и швейной промышленности и т. п.
Для выбора номинальных линейных размеров изделий (диаметров, длин, высот и т. п.) на основе рядов предпочтительных чисел разработан ГОСТ 6636 – 69 «Нормальные линейные размеры» для размеров от 0.001 до 100000 мм. Ряды в этом стандарте обозначены как Ra5, Ra10, Ra20, Ra40 и Ra80.
Государственный стандарт на предпочтительные числа имеет большое общепромышленное значение, и его необходимо применять во всех отраслях народного хозяйства при установлении параметров, числовых характеристик и количественных показателей всех видов продукции. Использование предпочтительных чисел способствует ускорению процесса разработки новых изделий, так как упрощает расчеты и облегчает выбор рациональных параметров и числовых характеристик в процессе проектирования.
Методы стандартизации.
При стандартизации широкое применение получили следующие методы:
Симплификация - метод стандартизации, заключающийся в сокращении типов изделий в рамках определенной номенклатуры до такого числа, которое является достаточным для удовлетворения существующей потребности на данное время.
Являясь простейшей формой и начальной стадией более сложных форм стандартизации, симплификация оказывается экономически выгодной, так как приводит к упрощению производства, облегчает материально-техническое снабжение, складирование, отчетность.
Систематизация заключается в расположении объектов в определенном порядке и последовательности, образующей четкую систему, удобную для пользования.
При систематизации необходимо учитывать взаимосвязь объектов. Наиболее простой формой систематизации является алфавитная система расположения объектов. Такую систему используют, например, в энциклопедических и политехнических справочниках, в библиографиях и т. п. Применяют также порядковую нумерацию систематизируемых объектов или расположение их в хронологической последовательности. Примером такой систематизации является обозначение стандартов по порядку номеров, после которого в каждом стандарте указывается год его утверждения. Для систематизации параметров и размеров машин, их частей и деталей рекомендуются ряды предпочтительных чисел.
Классификация заключается в упорядочении путём расположения предметов, явлений или понятий по классам, подклассам и разрядам в зависимости от их общих признаков.
В качестве международной системы принята универсальная десятичная система классификации (УДК). УДК принята в качестве международной системы рубрикации индексами технической и гуманитарной литературы, Например: УДК 62 - техника; УДК 621- общее машиностроение и электроника; УДК 621.3 - электроника и т. п.
Для классификации промышленной и сельскохозяйственной продукции используют Единую десятичную систему классификации продукции (ЕДСКП). Все множество продукции делят на 100 классов в соответствии с отраслями производства и конкретизируют ее по свойствам и назначению. Затем каждый класс делят на 10 подклассов, каждый подкласс на 10 групп, каждую группу на 10 подгрупп и каждую подгруппу на 10 видов. Каждый вид может включать 9999 конкретных наименований продукции.
Унификация - рациональное уменьшение числа типов, видов и размеров объектов одинакового функционального назначения.
Унификация сводится к приведению объектов одинакового функционального назначения к единообразию (например, к оптимальной конструкции) по установленному признаку и рациональное сокращение числа этих объектов.
Объектами унификации являются изделия, составные части, детали, комплектующие изделия, марки материалов и т. п. Систематизация и классификация являются основой унификации.
Применение унификации позволяет заметно уменьшить объем конструкторских работ и сократить сроки проектирования; уменьшить время на подготовку производства и освоения выпуска новой продукции; повысить объем выпуска продукции за счет специализации, а также качество выпускаемой продукции.
Параметрическая стандартизация применяется для установления рациональной номенклатуры изготавливаемых изделий с целью унификации, повышения серийности и развития специализации их производства. Для этого разрабатываются стандарты на параметрические ряды этих изделий.
Параметрическим рядом является закономерно построенная в определенном диапазоне совокупность числовых значений главного параметра изделия одного функционального назначения и принципа действия.
Анализируя параметры, выделяют главные и основные параметры изделий.
Главным называют параметр, который определяет важнейший эксплуатационный показатель изделия. Главный параметр не зависит от технических усовершенствований изделия и технологии изготовления, он определяет показатель прямого назначения изделия.
Например, главным параметром мостового крана является грузоподъемность. Главными параметрами токарного станка являются высота центров и расстояние между центрами передней и задней бабки, определяющих габаритные размеры обрабатываемых заготовок. Редуктор, характеризуется передаточным отношением, электродвигатель - мощностью, средства измерений - диапазоном измерения и т.д.
Главный параметр принимают за основу при построении параметрического ряда. Выбор главного параметра и определение диапазона значений этого параметра должны быть технически и экономически обоснованы, крайние числовые значения ряда выбирают с учетом текущей и перспективной потребности в данных изделиях, для чего проводятся маркетинговые исследования.
Параметрический ряд называют типоразмерным или просто размерным рядом, если его главный параметр относится к геометрическим размерам изделия. На базе типоразмерных параметрических рядов разрабатываются конструктивные ряды конкретных типов или моделей изделий одинаковой конструкции и одного функционального назначения. В машиностроении чаще всего используют ряд R10.
Основными называют параметры, которые определяют качество изделия как совокупности свойств и показателей, определяющих соответствие изделия своему назначению. Например, для металлорежущего оборудования за основные можно принять: точность обработки, мощность, число оборотов шпинделя, производительность.
Для измерительных приборов основными параметрами являются: погрешность измерения, цена деления шкалы, измерительное усилие.
Основные и главный параметры взаимосвязаны, поэтому иногда удобно выражать основные параметры через главный параметр. Например, главным параметром поршневого компрессора является диаметр цилиндра, а одним из основных - производительность, которые связаны между собой определенной зависимостью.
Агрегатирование – метод создания новых машин, приборов и другого оборудования из отдельных стандартных, унифицированных узлов и агрегатов, обладающих геометрической и функциональной взаимозаменяемостью.
Агрегатирование обеспечивает расширение области применения машин, приборов, оборудования разного функционального назначения путем их компоновки из отдельных узлов, изготовленных на специализированных предприятиях. Эти агрегаты должны обладать полной взаимозаменяемостью по всем эксплуатационным показателям и присоединительным размерам.
Агрегатирование дает возможность уменьшить объем проектно-конструкторских работ, сократить сроки подготовки и освоения производства, снизить трудоемкость изготовления изделий и снизить расходы на ремонтные операции.
Результатом развития агрегатирования является модульный принцип конструирования систем (изделий, поточных и автоматических производственных линий и т. п.).
Типизация – метод стандартизации, заключающаяся в разработке и установлении типовых решений (конструктивных, технологических, организационных и т. п.) на основе наиболее прогрессивных методов и режимов работы. Эти типовые решения служат базой при создании других объектов, близких по функциональному назначению.
Применительно к конструкциям типизация состоит в том, что некоторое конструктивное решение принимается за основное – базовое для нескольких одинаковых или близких по функциональному назначению изделий. Требуемая же номенклатура и варианты изделий строятся на основе базовой конструкции путем внесения в нее ряда второстепенных изменений и дополнений.
Типизация развивается в направлениях:
Лекция 13.
Межотраслевые системы (комплексы) стандартов.
В настоящее время глубокая кооперация, межотраслевые связи предприятий, а также необходимость гармонизации стандартов с международными обусловили необходимость создания комплексных систем межотраслевых стандартов. Эти системы объединяют в каждом комплексе несколько десятков прогрессивных стандартов, охватывающих все стадии жизненного цикла изделий: исследование и проектирование, подготовку производства, производство, эксплуатацию и ремонт.
В настоящее время действуют следующие межотраслевые системы (комплексы) стандартов:
1 – Государственная система стандартизации РФ (ГСС);
2 – Единая система конструкторской документации (ЕСКД);
3 - Единая система технологической документации (ЕСТД);
4 – Система показателей качества продукции (СПКП);
6 – Унифицированная система документации (УСД);
7 – Система информационно-библиографической документации (СИБДД);
8 – Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ);
9 – Единая система защиты от коррозии и старения материалов и изделий (ЕСЗКС);
10 – Стандарты на товары, поставляемые на экспорт;
12 – Система стандартов безопасности труда (ССБТ);
13 – Репрография;
14 – Технологическая подготовка производства;
15 – Система разработки и постановки продукции на производство (СРПП);
17 – Система стандартов в области охраны природы и улучшения использования природных ресурсов (ССОП(;
19 – Единая система программных документов (ЕСПД);
21 – Система проектной документации для строительства (СПДС);
22 – Безопасность в чрезвычайных ситуациях (БЧС);
23 – Обеспечение износостойкости изделий;
24 – Система технической документации на АСУ;
25 – Расчеты и испытания на прочность;
26 – Средства измерений и автоматизации;
27 – Надежность в технике;
29 – Система стандартов эргономических требований и эргономического обеспечения;
31 – Технологическая;
34 – Информационная технология;
40 – Система сертификации ГОСТ Р.
В стандартах, входящих в комплекс, первые одна или две цифры с точкой относятся к шифру комплекса.
Процесс комплектования вышеуказанных комплексов до сих пор продолжается. Уже почти сформированы некоторые новые комплексы (например, Система автоматического проектирования – САПР или Единая система допусков и посадок – ЕДСП), но им пока не присвоен шифр комплекса.
Единая система конструкторской документации (ЕСКД)
ЕСКД устанавливает для всех организаций страны единый порядок организации проектирования, единые правила выполнения и оформления чертежей и ведения чертежного хозяйства, что упрощает проектно-конструкторские работы, способствует повышению качества и уровня взаимозаменяемости изделий и облегчает чтение и понимание чертежей в разных организациях. ЕСКД дает возможность применять компьютерные технологии для проектирования и обработки технической документации. В стандартах ЕСКД сохранена преемственность с ранее действовавшими стандартами, а также обеспечена согласованность правил оформления чертежей и схем с рекомендациями ИСО и МЭК.
Комплекс стандартов ЕСКД разделяется на следующие группы:
При проектировании изделий различают следующие стадии: техническое предложение, эскизный проект, технический проект, рабочая документация.
Основные направления развития ЕСКД связаны с применением компьютерных технологий 2D и 3D моделирования с использованием программ Solid Works, T-Flex, AutoCAD и т.п. Широкое применение находят системы автоматизации проектно-конструкторских работ (САПР) на базе систем расчёта деталей машин Quick Calc и приходящей ей на смену Win Machine. Применение при проектировании новых изделий информационных технологий, работа в интегрированной среде CAD-CAM, работа с 3-х мерными моделями деталей и сборочных единиц позволяет использовать большой объем информации. Результатом этой работы является возможность получения ассоциативных 2-мерных чертежей, составления технологии обработки деталей как на станках с ЧПУ, так и на простом оборудовании.
Единая система технологической документации (ЕСТД)
Технологическая документация, как и конструкторская, в значительной степени определяет трудоемкость, продолжительность подготовки производства и качество продукции. ЕСТД представляет собой комплекс государственных стандартов, устанавливающих взаимосвязанные правила разработки, оформления и обращения технологической документации. Основное назначение стандартов ЕСТД заключается в установлении единых правил оформления и обращения технологических документов в организациях и на предприятиях. Установленные в стандартах ЕСТД правила и положения по разработке, оформлению и обращению документации распространяются на все виды технологических документов.
Стандарты этой системы должны обеспечивать преемственность основных положений стандартов ЕСКД; они должны предусматривать возможность ее разработки, заполнения и обработки средствами информационных технологий. Документация должна базироваться на основе широкого применения типовых (групповых) технологических процессов (операций). Расширение области применения типовых технологических процессов резко сокращает объем работы технолога и объем разрабатываемой документации. Внедрение стандартов ЕСТД играет существенную роль в выборе единого технологического языка, применяемого промышленными организациями и предприятиями, что позволяет повысить уровень технологических разработок и заложить в технологические процессы высокие гарантии качества выпускаемой продукции и повышения производительности труда.Совместно с другими странами проводится работа по созданию системы технологических документов с использованием компьютерных технологий, что способствует расширению технических международных связей.
Весь комплекс стандартов ЕСТД разделяется на классификационные группы:
В условном обозначении стандарта после кода комплекса - цифры 3 с точкой стоит код производства, для которого разработан стандарт (например, 1 - для машиностроения и приборостроения).
Стандарты по безопасности жизнедеятельности
Система обеспечения безопасности жизнедеятельности представлена тремя комплексами стандартов:
Система стандартов безопасности труда (ССБТ) выполняет важную социальную функцию по предупреждению аварий и несчастных случаев с целью обеспечения охраны здоровья людей на производстве и в быту. В рамках этой системы производятся взаимная увязка и систематизация всей существующей нормативной и нормативно-технической документации по безопасности труда, в том числе многочисленных норм и правил по технике безопасности производственной санитарии как федерального, так и отраслевого значения. ССБТ представляет собой многоуровневую систему взаимосвязанных стандартов, направленную на обеспечение безопасности труда.
Система ССБТ стандартизована ГОСТ 12.0.001-82 и состоит из следующих групп:
Требования стандартов CCБТ должны быть включены в отраслевые стандарты и стандарты предприятий и соответственно в во все виды конструкторской, технологической и проектной документации. Практические пункты реализованы в виде инструкций по технике безопасности на предприятиях. Основные положения ССБТ содержатся в других комплексах стандартов, таких как: ЕСКД, ЕСТД, СРПП, ГСИ и др.
ССБТ является нормативной базой для проведения обязательной сертификации. Требования ССБТ максимально гармонизированы с аналогичными документами ИСО и МЭК. Подготовка стандартов по безопасности направлена на выявление параметров объектов стандартизации, оказывающих негативное воздействие на человека и окружающую среду. Устанавливаются также методы обеспечения безопасности по каждому из этих параметров.
Главной целью стандартизации в области безопасности является поиск защиты от различных видов опасностей. Так, например, МЭК в сферу вопросов безопасности включила: опасность поражения электротоком, пожароопасность, вэрывоопасность, химическую опасность, биологическую опасность, опасность излучений оборудования от: звуковых, инфракрасных, радиочастотных, ультрафиолетовых, ионизирующих, радиационных источников и др.
Система стандартов в области охраны природы и улучшения использования природных ресурсов (ССОП) представляет собой совокупность взаимосвязанных стандартов, направленных на сохранение, восстановление и рациональное использование природных ресурсов (ССОП). Эта система направлена на обеспечение рационального взаимодействия деятельности человека с окружающей природной средой. Система предусматривает обеспечение, сохранение и восстановление природных богатств, рациональное использование природных ресурсов. ССОП направлена на предупреждение вредного влияния (прямого или косвенного) результатов деятельности человеческого общества на природу и здоровье самого человека.
Система разработана в соответствии с действующим законодательством с учетом экологических, санитарно-гигиенических, технических и экономических требований.
Система стандартов в области охраны природы состоит из 9 групп стандартов (см. таблицу 1).
Таблица 1. Классификационные группы ССОП.
|
Номер группы |
Наименование |
Кодовое название |
|
0 |
Организационно-методические стандарты |
Основные положения |
|
1 |
Стандарты в области охраны и рационального использования вод |
Гидросфера |
|
2 |
Стандарты в области защиты атмосферы |
Атмосфера |
|
3 |
Стандарты в области биологических ресурсов |
Биологические ресурсы |
|
4 |
Стандарты в области охраны и рационального использования почв |
Почвы |
|
5 |
Стандарты в области улучшения использования земель |
Земля |
|
6 |
Стандарты в области охраны флоры |
Флора |
|
7 |
Стандарты в области охраны фауны |
Фауна |
|
8 |
Стандарты в области охраны и рационального использования недр |
Недра |
В зависимости от характера стандартизуемого объекта стандарты ССОП подразделяются на следующие классификационные виды:
Обозначение стандарта системы ССОП видно на примере ГОСТ 17.1.3.13-86 «Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к охране поверхностных вод от загрязнения».
Безопасность в чрезвычайных ситуациях (БЧС) представлена комплексом стандартов, основной целью которых является:
В комплекс БЧС входят классификационные группы, представленные в таблице 2.
Таблица 2. Классификационные группы БЧС.
|
Номер группы |
Наименование |
Кодовое название |
|
0 |
Основополагающие стандарты |
Основные положения |
|
1 |
Стандарты в области мониторинга и прогнозирования |
Мониторинг и прогнозирование |
|
2 |
Стандарты в области обеспечения безопасности объектов народного хозяйства |
Безопасность объектов народного хозяйства |
|
3 |
Стандарты в области обеспечения безопасности населения |
Безопасность населения |
|
4 |
Стандарты в области обеспечения безопасности продовольствия, пищевого сырья и кормов |
Безопасность продовольствия |
|
5 |
Стандарты в области обеспечения безопасности сельскохозяйственных животных и растений |
Безопасность животных и растений |
|
6 |
Стандарты в области обеспечения безопасности водоисточников и систем водоснабжения |
Безопасность воды |
|
7 |
Стандарты на средства и способы управления, связи и оповещения |
Управление, связь, оповещение |
|
8 |
Стандарты в области ликвидации чрезвычайных ситуаций |
Ликвидация чрезвычайных ситуаций |
|
9 |
Стандарты в области технического оснащения аварийно-спасательных формирований, средств специальной защиты и экипировки спасателей |
Аварийно-спасательные средства |
|
10, 11 |
Резерв |
Система разработки и постановки продукции на производство (СРПП).
Главной целью системы СРПП является обеспечение выпуска качественной продукции.
Она распространяется на продукцию всех отраслей промышленности за исключением военной.
СРПП устанавливает организационно-технические принципы и порядки проведения работ, направленные на решение следующих задач:
Объектами стандартизации СРПП являются:
Стандарты СРПП могут быть государственными, межгосударственными, отраслевыми и предприятий.
По ГОСТ 15.00-82* СРПП включает в себя классификационные группы, представленные в таблице 3.
Таблица 3. Классификационные группы СРПП.
|
Код группы |
Наименование |
Устанавливаемые положения и требования |
|
0 |
Общие положения |
Общие (основные) положения СРПП по всей продукции и на определенные группы продукции межотраслевого назначения, а также термины и определения |
|
1 |
Научно-исследовательские работы (НИР) |
Порядок проведения научных исследований, непосредственно предшествующих разработке продукции |
|
2 |
Опытно-конструкторские (ОКР) и опытно-техноло-гические работы (ОТР) |
Требования к опытно-конструкторским (ОКР) и опытно-технологическим (ОТР) работам |
|
3 |
Производство |
Требования к постановке продукции на производство и изготовлению продукции единичного, серийного и массового производств |
|
4 |
Поставка (обращение и реализация) |
Требования по обращению и реализации продукции, проведению работ при ее передаче заказчику (основному потребителю) |
|
5 |
Эксплуатация |
Требования по порядку введения продукции в эксплуатацию и снятию ее с эксплуатации |
|
6 |
Ремонт |
Требования к порядку проведения ремонта изделий с учетом условий подготовки и освоения ремонтного производства и контроля качества отремонтированных изделий |
|
7 |
Обеспечение эксплуатации и ремонта промышленностью |
Требования к обеспечению эксплуатации и ремонта изделий промышленностью, в том числе изготовление запасных частей к изделиям, находящимся в эксплуатации |
|
8 |
Снятие с производства |
Требования к снятию продукции с производства |
|
9 |
Прочие стандарты |
Стандарты, не обладающие квалификационными признаками других групп |
Разработка и постановка продукции на производство предусматривает разработку технического задания (ТЗ), чертежной и другой нормативно-технической документации, изготовление и испытание образцов продукции, приемку результатов разработки, технологическую подготовку и освоение производства. В разделах стандарта четко регламентируются функции разработчика, заказчика (потребителя), изготовителя продукции.
Конечный результат подготовки производства подтверждается проведением квалификационных испытаний образцов первой промышленной партии. При положительных результатах этого испытания освоение изделия считается завершенным, а продукция может поставляться заказчику.
Единая система программных документов (ЕСПД)
Система ЕСПД устанавливает правила разработки, оформления и обращения программ и программной документации. Единые требования к разработке, сопровождению, изготовлению и эксплуатации программ и программной документации обеспечивают:
В состав ЕСПД входят следующие классификационные группы:
Развитию системы ЕСПД способствует интенсивное развитие информационных технологий, например CALS-технологий. Стандартизацией в области CALS-технологий занимаются многие организации, в том числе ИСО, принявшей международные стандарты ИСО 10303, ИСО 13584 и др. В настоящее время CALS-технологии применяют передовые предприятия России. Современная аббревиатура CALS имеет трактовку: Continuous Acquisition and Life cycle Support - непрерывная информационная поддержка жизненного цикла (ЖЦ) продукта. CALS-технологии направлены на обеспечение глобальной бизнес-стратегии перехода на безбумажную электронную технологию. Такая технология повышает эффективность бизнес-процессов, выполняемых в ходе ЖЦ продукта за счет информационной интеграции и совместного использования информации на всех стадиях ЖЦ.
В настоящее время во многих странах, в том числе и в России, действуют национальные организации, координирующие вопросы развития CALS-технологий. Предметом CALS являются технологии совместного использования и информации (информационной интеграции) в процессах, выполняемых в ходе ЖЦ продукта. В основе CALS лежит комплекс единых информационных моделей, стандартизация способов доступа к информации. Важным является регулирование правовых отношений в области корректной интерпретации информации, обеспечения безопасности информации, а также юридические вопросы совместного использования информации, в частности в вопросах защиты интеллектуальной собственности.
Юридические лица,
отвечающие установленным
требованиям
ругие федеральные
органы исполнительной
власти
Госстандарт
России
В добровольной
(законодательно
нерегулируемой) сфере
В обязательной
(законодательно
регулируемой) сфере
Аккредитующие органы