Международная стандартизация. Принципы и государственное регулирование метрологии

Размещено на http://www.allbest.ru/

28

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский Государственный

Архитектурно-Строительный Университет

Контрольная работа

Метрология, сертификация и стандартизация

Выполнил: студент группы 2ПГСу-2

Факультета безотрывных форм обучения

Кутушев Н.Р.

Санкт-Петербург 2011

Введение

В физике и технике единицы измерения (единицы физических величин), используются для стандартизованного представления результатов измерений. Численное значение физической величины представляется как отношение измеренного значения к некоторому стандартному значению, которое и является единицей измерения. Число с указанием единицы измерения называется именованным.

Различают базовые единицы измерения, которые определяются с помощью эталонов, и производные единицы, определяемые с помощью базовых. Выбор величины и количества базовых единиц измерения может быть произвольным и определяется только традициями или соглашениями. Существует большое количество различных систем единиц измерения, которые различаются выбором базовых единиц измерения.

Государство, как правило, законодательно устанавливает какую-либо систему единиц. Метрология непрерывно работает над улучшением единиц измерения и базовых единиц и эталонов.

1. Метрология в современном понимании - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности

Единство измерений предполагает, что результаты измерений выражены в указанных единицах и погрешности известны с заданной вероятностью.

Для качественного выполнения процесса измерений и обеспечения требуемой точности показаний измерительных приборов необходимо так организовать измерительное дело, чтобы обеспечить единообразие измерений, т.е. совпадение результатов измерений, производимых в разных местах разными приборами.

Под единообразием средств измерений понимают градуировку их в указанных единицах и соответствие нормам их метрологических свойств.

В метрологии рассматривают:

- единицы физических величин и их системы, методы и средства измерений;

- общую теорию измерений;

- основы обеспечения единства и единообразия средств измерений;

- эталоны и образцовые средства измерений;

- методы передачи размеров единиц от эталонов или образцовых средств измерений рабочим средствам измерений.

Основной целью метрологического обеспечения в строительстве является повышение качества возводимых зданий и сооружений и эффективности организации и управления строительно-монтажным производством. В частности отметим, что количественная оценка качества монтажа и стабильности технологических процессов предполагают наличие достоверной информации, получаемой посредствам измерений показателей качества продукции.

Поэтому оснащение монтажных участков средствами измерений, содержание их в исправном состоянии - необходимая предпосылка, достоверности результатов контроля качества строительной продукции.

2. Физические величины

Физическая величина является понятием как минимум двух наук: физики и метрологии. По определению физическая величина представляет собой некое свойство объекта, процесса, общее для целого ряда объектов по качественным параметрам, отличающееся, однако, в количественном отношении (индивидуальная для каждого объекта). Есть целый ряд классификаций, созданных по различным признакам. Основными из них является деления на:

1) активные и пассивные физические величины - при делении по отношению к сигналам измерительной информации. Причем первые (активные) в данном случае представляют собой величины, которые без использования вспомогательных источников энергии имеют вероятность быть преобразованными в сигнал измерительной информации. А вторые (пассивные) представляют собой такие величины, для измерения которых нужно использовать вспомогательные источники энергии, создающие сигнал измерительной информации;

2) аддитивные (или экстенсивные) и неаддитивные (или интенсивные) физические величины - при делении по признаку аддитивности. Считается, что первые (аддитивные) величины измеряются по частям, кроме того, их можно точно воспроизводить с помощью многозначной меры, основанной на суммировании размеров отдельных мер. А вторые (неаддитивные) величины прямо не измеряются, так как они преобразуются в непосредственное измерение величины или измерение путем косвенных измерений. В 1791 г. Национальным собранием Франции была принята первая в истории система единиц физических величин. Она представляла собой метрическую систему мер. В нее входили: единицы длин, площадей, объемов, вместимостей и веса. А в их основу были положены две общеизвестные ныне единицы: метр и килограмм.

В основу своей методики ученый заложил три основные независимые друг от друга величины: массу, длину, время. А в качестве основных единиц измерения данных величин математик взял миллиграмм, миллиметр и секунду, поскольку все остальные единицы измерения можно с легкостью вычислить с помощью минимальных. Так, на современном этапе развития выделяют следующие основные системы единиц физических величин:

1) система СГС (1881 г.);

2) система МКГСС (конец XIX в.);

3) система МКСА (1901 г.)

3. Международная система единиц

СИ (SI, фр. Systиme International d'Unitйs) (Система Интернациональная) -- международная система единиц, современный вариант метрической системы. СИ является наиболее широко используемой системой единиц в мире, как в повседневной жизни, так и в науке и технике. Тем не менее, в большинстве научных работ по электродинамике используется Гауссова система единиц, из-за ряда недостатков системы СИ. В частности, в системе СИ напряжённость и индукция имеют разную размерность: возникает т. н. диэлектрическая проницаемость вакуума, что лишено физического смысла.

В настоящее время СИ принята в качестве основной системы единиц большинством стран мира и почти всегда используется в области техники, даже в тех странах, в которых в повседневной жизни используются традиционные единицы. В этих немногих странах (например, в США) определения традиционных единиц были изменены -- они стали определяться через единицы СИ.

Единицы международной системы единиц СИ

Названия единиц СИ пишутся со строчной буквы, после обозначений единиц СИ точка не ставится, в отличие от обычных сокращений.

Таблица 1. Основные единицы СИ

Величина	Единица
Наименование	Размерность	Наименование	Обозначение	Определение
			международное	русское
Длина	L	метр	m	м	Метр есть длина пути, проходимого светом в вакууме за интервал времени 1/299 792 458 s [ХVII ГКМВ (1983 г.) Резолюция 1]
Масса	М	килограмм	kg	кг	Килограмм есть единица массы, равная массе международного прототипа килограмма [I ГКМВ (1889 г.) и III ГКМВ (1901 г.)]
Время	Т	секунда	s	с	Секунда есть время, равное 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133 [XIII ГКМВ (1967 г.), Резолюция 1]
Сила электрического тока	I	ампер	А	А	Ампер есть сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 m один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 m силу взаимодействия, равную 210-7 N [МКМВ (1946 г.), Резолюция 2, одобренная IX ГКМВ (1948 г.)]
Термодинамическая температура		кельвин	К	К	Кельвин есть единица термодинамической температуры, равная 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды [XIII ГКМВ (1967 г.), Резолюция 4]
Количество вещества	N	моль	mol	моль	Моль есть количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 kg. При применении моля структурные элементы должны быть специфицированы и могут быть атомами, молекулами, ионами, электронами и другими частицами или специфицированными группами частиц [XIV ГКМВ (1971 г.), Резолюция 3]
Сила света	J	кандела	cd	кд	Кандела есть сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 5401012 Hz, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 W/sr [XVI ГКМВ (1979 г.), Резолюция 3]

Примечания:

1. Кроме термодинамической температуры (обозначение Т) допускается применять также температуру Цельсия (обозначение t), определяемую выражением t = T - T₀, где Т₀ = 273,15 К. Термодинамическую температуру выражают в Кельвинах, температуру Цельсия -- в градусах Цельсия. По размеру градус Цельсия равен кельвину.

2. Интервал или разность термодинамических температур выражают в кельвинах. Интервал или разность температур Цельсия допускается выражать как в кельвинах, так и в градусах Цельсия.

3. Обозначение Международной практической температуры в Международной температурной шкале 1990г., если ее необходимо отличить от термодинамической температуры, образуется путем добавления к обозначению термодинамической температуры индекса «₉₀» (например, Т₉₀ или t₉₀).

4. Виды измерений

Измерения как экспериментальные процессы весьма разнообразны. Это объясняется множеством экспериментальных величин, различным характером измерения величин, различными требованиями точности измерения и другие.

Наиболее распространена классификация видов измерений в зависимости от способа обработки экспериментальных данных. В соответствии с этой классификацией измерения делятся на прямые, косвенные, совместные и совокупные.

Косвенное измерение

Косвенное измерение -- измерение, при котором искомое значение величины находится на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям.

· сопротивление резистора находим на основании закона Ома подстановкой значений силы тока и напряжения, получаемых в результате прямых измерений. (Проводим прямое измерение напряжения, проводим прямое измерение тока, потом на основании полученных ДВУХ чисел получаем косвенное "измерение" сопротивления)

Замечания (касается РФ)

Проблема данного определения в том, что под такую трактовку понятия "Косвенного измерения" попадают любые программные расчеты на ЭВМ. Это не гипотетическая ситуация - ВНИИМС выпустил соответсвующие МИ 2955-2010,МИ3290-2010,МИ3286. МИ 2955-2010 это "Типовая методика аттестации программного обеспечения средств измерений". Теперь, все программное обеспечение АИИС (автоматизированные информационно-измерительные системы), обрабатывающее результаты измерений считается выполняющим "косвенные (или совокупные) измерения" и тебует фиксации, аттестации, поверки. Под "фиксацией" в данных методиках испытаний (МИ) понимают расчет контрольных сумм файлов, и при любых изменениях контрольных сумм необходимо переповерять и переаттестовывать систему. Под подобную трактовку попадают любые программы, связанные с расчетами за электроэнергию, газ, воду, тепло и т.д. Естественно, поверку и аттестацию предполагается выполнять не бесплатно.

Совместное измерение

Совместное измерение -- одновременное измерение нескольких неодноименных величин, для нахождения зависимости между ними. При этом решается система уравнений.

· определение зависимости сопротивления от температуры. При этом измеряются неодноименные величины, по результатам измерений определяется зависимость.

· определение зависимости тока от напряжения: меняем напряжение, и смотрим, как при этом меняется ток, проводим соответствующие измерения меняющихся напряжения и тока, получаем зависимость тока от напряжения, а потом определяем, что это за зависимость, и все ее параметры.

Совокупное измерение

Совокупное измерение -- это проведение ряда измерений (чаще всего прямых, но, вообще-то, измерения из ряда могут быть любыми - вспомните, как получаются сложные функции в математике) нескольких величин одинаковой размерности в различных сочетаниях, после чего искомые значения величин находятся решением системы уравнений. Число уравнений при этом должно быть равно числу измерений.

· измерение сопротивления резисторов, соединённых треугольником. При этом измеряется значение сопротивления между вершинами. По результатам определяются сопротивления резисторов.

· определение масс гирь набора гирь (1, 2, 2, 5) кг с использованием одной эталонной гири 1 кг и компаратора масс ("весов", предназначенных для определения разности масс двух грузов). Компарируют, например:

- эталон с гирей 1 кг из набора; - эталон + гирю 1 кг из набора с гирей 2 кг из набора; - эталон + гирю 1 кг из набора с другой гирей 2 кг из набора; - гири 1 + 2 + 2 кг из набора с оставшейся гирей 5 кг из набора.

5. Методы измерений

Точность измерений зависит от точности применяемого средства, применяемого метода и от воздействия внешних факторов. Под методикой выполнения измерений понимают совокупность методов, средств, процедур, условий подготовки и проведения измерений, а также правил обработки результатов при выполнении конкретных измерений. Основной законодательной базой является закон «Об обеспечении единства измерений»: «Необходимо при измерении пользоваться аттестованными в установленном порядке методиками».

Разработка методик должна включать:

1. Анализ технических требований к точности измерений.

2. Определение конкретных условий измерений.

3. Выбор испытательного и вспомогательного оборудования, а также средств измерений.

4. Исследование влияния условий проведения измерений и подготовки объектов к измерению.

5. Определение порядка подготовки средств измерения к работе, последовательности и количества измерений.

6. Разработку или выбор алгоритма обработки результатов и правил оформления результатов.

Методики измерений отражены в следующей нормативно-технической документации: государственные стандарты или методические указания, отраслевые методики (ОСТ), стандарты предприятий и организаций (СТП, СТО). В нормативно-технической документации на методики предусматриваются: нормы точности, специфика измеряемой величины, уровень автоматизации, правила обработки данных и т. д. Методики выполнения измерений перед их вводом в действие должны быть аттестованы или стандартизированы. При аттестации необходимо учитывать все факторы, влияющие на точность измерений, устанавливающие достоверность результатов. Аттестацию проводят государственные или ведомственные службы.

Аттестация включает в себя:

1. Разработку и утверждение программы аттестации.

2. Выполнение исследований в соответствии с программой.

3. Составление и оформление отчёта.

4. Оформление аттестата методики выполнения измерений.

6. Характеристики средств измерения

Метрологические характеристики - это технические характеристики, описывающие свойства и оказывающие влияние на результаты и погрешности измерений.

В зависимости от специфики и назначения средств измерений нормируются различные наборы метрологических характеристик, которые должны быть достаточными для учёта свойств средств измерения и погрешности измерения.

Набор метрологических характеристик выбирают таким образом, чтобы обеспечить возможность их контроля при приемлемых затратах.

В эксплуатационной документации указывают рекомендуемые методы расчёта инструментальной погрешности измерений при использовании средств измерений данного типа в реальных условиях измерения.

По ГОСТ 8.009 предусмотрена следующая номенклатура метрологических характеристик:

1. Характеристики, предназначенные для определения результатов измерения:

1.1. Функция преобразования измеряемого преобразователя.

1.2. Значение однозначной или многозначной меры.

1.3. Цена деления шкалы измерительного прибора или многозначной меры.

1.4. Вид входного кода или число разрядов, или цена единицы наименьшего разряда, предназначенных для выдачи результатов в цифровом коде.

2. Характеристики погрешностей средств измерений:

2.1. Значение погрешности самого прибора.

2.2. Систематическая составляющая.

2.3. Случайная составляющая.

2.4. Вариация.

3. Характеристики чувствительности средств измерения:

3.1. Функция влияния.

3.2. Измерения значения метрологических характеристик.

3.3. Измерение самих влияющих величин в установленных пределах.

4. Динамические характеристики - отражают инерционные свойства средства измерения при воздействии на него меняющихся во времени величин, таких как параметры входного сигнала, влияющие величины (внешние) и различные нагрузки. По степени полноты описания свойств средства измерения динамические характеристики делятся на:

4.1. Полные (Дифференциальное уравнение, описывающее работу средств измерения, передаточная функция, амплитудно-фазовые и амплитудно-частотные характеристики и их совокупность).

4.2. Частичные (Отдельные параметры полных динамических характеристик, время реакции, коэффициент деформирования, значение амплитудных характеристик на определённой частоте, собственные частоты).

7. Классы точности средств измерения

Класс точности даёт обобщённую метрологическую характеристику.

Классы точности присваиваются средствам измерения с учётом результатов государственных приёмочных испытаний. Обозначение классов точности наносится на циферблаты, щитки и корпуса средств измерения, а также приводятся в нормативно-технической документации. Классы точности обозначаются заглавными буквами латинского алфавита или римскими цифрами. Обозначение классов точности осуществляется по ГОСТ 8.401 и может сопровождаться дополнительными условными знаками (например, 1.5, 0.6, 2.5). Приведённая погрешность для приборов составляет соответственно 1.5, 0.6, 2.5 % от нормируемого значения.

Виды погрешности:

1. Абсолютная погрешность (измеряется в тех же единицах измерения, что и измеряемая величина).

2. Относительная погрешность.

3. Приведенная погрешность (отношение абсолютной погрешности к наибольшему значению величины или длине шкалы).

Примеры:

(0.1)(0.2)(1.0) - приборы, у которых относительная погрешность составляет соответственно 0.1, 0.2, 1.0 % непосредственно от полученного значения измеряемой величины.

0.02/0.01 - приборы, у которых измеряемая величина не может отличаться от значения x, показанного прибором на величину, равную

[c + d(xk/x - 1)],

где c - числитель (0.02), d - знаменатель (0.01), а xk/x - предел измерений прибора.

8. Проверка средств измерений

Под проверкой средства измерений понимают контроль его метрологической исправности (соответствие установленным требованиям) и (или) определение конкретных значений метрологических характеристик средства измерений (обычно диапазона и погрешности измерения).

Проверка различают первичные - при выпуске средства измерений из производства или ремонта, и периодические - осуществляемые через определенные промежутки времени.

Проверки состоят из метода, средства и операции.

При этом под методом проверки понимают совокупность правил и приемов проведения проверки, а под средством проверки - технические средства (рабочие эталоны, образцовые средства измерений, аппаратура, устройства), необходимые для осуществления поверки. Операция поверки - отдельный самостоятельный этап, в результате, которого определяют фактическое значение метрологической характеристики (чаще всего погрешность измерения) поверяемого средства измерений.

Следующим видом контроля средств измерений является метрологическая аттестация, представляющая исследование средства измерений, выполняемого метрологическими органами, для установления его соответствия своему назначению. На основании аттестации выдается официальный документ с указанием полученных данных.

Метрологический надзор - контроль за производством, состоянием, применением и ремонтом средств измерений. Проверка или аттестация средств измерения сводится к сличению рабочих средств измерений с эталоном или образцовыми средствами измерений на основе применяемые средства измерений различают государственные ведомственные и локальные поверочные схемы.

9. Государственный контроль за средствами измерений

Закон "Об обеспечении единства измерений" устанавливает следующие виды государственного метрологического контроля:

* утверждение типа средств измерений;

* поверка средств измерений, в том числе эталонов;

* лицензирование деятельности юридических и физических лиц на право изготовления, ремонта, продажи и проката средств измерений. Государственный метрологический контроль и надзор (ГМК и Н) осуществляются только в сферах, установленных Законом. Поэтому разрабатываемые, производимые, поступающие по импорту и находящиеся в эксплуатации средства измерений делятся на две группы:

* предназначенные для применения и применяемые в сферах распространения ГМК и Н. Эти средства измерений признаются годными для применения после их испытаний и утверждения типа и последующих первичной и периодической поверок;

* не предназначенные для применения и не применяемые в сферах распространения ГМК и Н. За этими средствами измерений надзор со стороны государства (Госстандарта России) не проводится.

Юридические и физические лица -- владельцы такого рода средств измерений сами должны устанавливать систему поддержания их в работоспособном состоянии (в соответствии с условиями эксплуатации и установленными требованиями), в том числе в рамках Российской системы калибровки и добровольной сертификации средств измерений.

Данное обстоятельство говорит об отмене деления парка средств измерений на выпускаемые серийно и единичными экземплярами, но если последние применяются в сферах ГМК и Н, то они подлежат испытаниям (по сокращенной программе) с последующим утверждением типа.

Аналогом регистрации на право поверки выступает аккредитация метрологических служб юридических лиц на право поверки средств измерений.

Анализ сфер распространения ГМК и З показывает, что достаточно трудно разделить четко весь парк средств измерений на две указанные группы. Так, ГМК и З распространяются на:

* здравоохранение, ветеринарию, охрану окружающей среды, обеспечение безопасности труда; торговые операции и взаимные расчеты; обеспечение обороны государства;

* производство продукции, поставляемой по контрактам для государственных нужд в соответствии с законодательством Российской Федерации;

* испытания и контроль качества продукции в целях определения соответствия обязательным требованиям государственных стандартов Российской Федерации; обязательную сертификацию продукции, услуг и т.д.

* к защитным устройствам, к характеристикам детских игрушек, одежды и обуви, к прочностным характеристикам элементов изделий и т.п.;

* к уровню и времени вредных воздействий (уровню шума, вибрации, радиационных и электромагнитных излучений, допустимым нормам давления на почву, величине предельно допустимых выбросов и концентраций вредных веществ и другим опасным и вредным свойствам);

* к материалам, используемым при изготовлении продукции (ограничений по химическому составу, ограничений на допустимый уровень содержания вредных и опасных веществ, микробиологических критериев безопасности, требований к воздухонепроницаемости, гигроскопичности, электролизуемости и др.);

* к правилам эксплуатации (применения) продукции, ее технического обслуживания и ремонта, невыполнение которых может угрожать безопасности.

На основании сказанного выше можно сделать вывод, что для всех сфер измерений, предназначенных для серийного производства, целесообразно проводить испытания с целью утверждения типа. Надо также учесть, что пред приятию-изготовителю практически неизвестно, где будут использоваться выпускаемые им средства измерений. Априори можно говорить о большой вероятности применения их в тех случаях, на которые распространяется государственный метрологический контроль. В связи с чем предприятиям-изготовителям целесообразно проводить первичную поверку, если они имеют надлежащие условия.

Система испытаний и утверждения типа средств измерений (далее Система) включает:

* испытания средств измерений с целью утверждения типа;

* принятие решения об утверждении типа, его государственную регистрацию и выдачу сертификата об утверждении типа;

* испытания средств измерений на соответствие утвержденному типу;

* признание утверждения типа или результатов испытаний типа, проведенных компетентными организациями зарубежных стран;

* информационное обслуживание потребителей измерительной техники, контрольно-надзорных органов и органов государственного управления. Организационно в Систему входят:

* Научно-техническая комиссия по метрологии и измерительной технике (НТК) Госстандарта России;

* Управление Госстандарта России, на которое возложено руководство рабо-

* Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы (ВНИИМС);

* государственные центры испытаний средств измерений;

* органы Государственной метрологической службы.

Испытания средств измерений для целей утверждения типа проводят по программе, которая в отличие от ранее принятого порядка устанавливает не только объем и методику испытаний, но и продолжительность испытаний, номенклатуру и количество документов, представляемых на испытания, а также перечень документов, необходимых для государственной регистрации средств измерений утвержденных типов.

10. Испытания и утверждение средств измерений

Порядок проведения испытаний и утверждения типа средств измерений включает:

- испытания средств измерений для целей утверждения их типа;

- принятие решения об утверждении типа, его государственную регистрацию и выдачу сертификата об утверждении типа;

- испытания средств измерений на соответствие утвержденному типу при контроле соответствия средств измерений утвержденному типу;

- признание утверждения типа или результатов испытаний типа средств измерений, проведенных компетентными организациями зарубежных стран;

- информационное обслуживание потребителей измерительной техники.

Утверждение типа средств измерений является видом государственного метрологического контроля и проводится в целях обеспечения единства измерений в стране.

Решение об утверждении типа принимается Госстандартом России по результатам обязательных испытаний средств измерений для целей утверждения их типа.

Заявки на проведение испытаний средств измерений для целей утверждения типа направляют в Управление Госстандарта России по форме.

Управление Госстандарта России принимает решение по заявке и направляет поручение государственным центрам испытаний средств измерений (ГЦИ СИ) на проведение испытаний средств измерений для целей утверждения их типа.

Аккредитованные ГЦИ СИ регистрируются в Государственном реестре средств измерений (далее - Государственный реестр) в разделе «Государственные центры испытаний средств измерений».

При испытаниях средств измерений для целей утверждения их типа проверяют соответствие технической документации и технических характеристик средств измерений требованиям технического задания, технических условий и распространяющихся на них нормативных и эксплуатационных документов, включающих методики поверки средств измерений.

Положительные результаты испытаний являются основанием для принятия Госстандартом России решения об утверждении типа средств измерений, которое удостоверяется сертификатом .

Срок действия сертификата устанавливает Госстандарт России при его выдаче.

Средства измерений, на которые выданы сертификаты об утверждении типа, подлежат регистрации в Государственном реестре в разделе «Средства измерений утвержденных типов».

Заявитель наносит на средства измерений, тип которых утвержден, и на эксплуатационную документацию, сопровождающую каждый экземпляр средств измерений.

Если из-за особенностей конструкции нецелесообразно наносить Знак утверждения типа на средство измерений, допускается его нанесение только на эксплуатационные документы.

В соответствии с международными соглашениями, заключенными Россией с другими странами, Госстандартом России может быть принято решение о признании результатов испытаний или утверждения типа, что является основанием для внесения типа импортируемых средств измерений в Государственный реестр и их применения в Российской Федерации.

Возмещение расходов, связанных с проведением испытаний средств измерений для целей утверждения их типа, рассмотрением их материалов и оказанием других услуг, производится в соответствии с условиями договора, заключаемого между заявителем, представляющим средства измерений на испытания, и исполнителями этих работ в соответствии со статьей 27 Закона.

11. Систематические, прогрессирующие и случайные погрешности

Статические и динамические погрешности, присущие как средствам, так и методам измерений, различают по их зависимости от скорости изменения измеряемой величины во времени. Погрешности, не зависящие от этой скорости, называются статическими. Погрешности же, отсутствующие, когда эта скорость близка к нулю, и возрастающие при ее отклонении от нуля, называются динамическими. Таким образом, динамические погрешности являются одной из разновидностей дополнительных погрешностей, вызываемой влияющей величиной в виде скорости изменения во времени самой измеряемой величины.

Систематическими называются погрешности, не изменяющиеся с течением времени или являющиеся не изменяющимися во времени функциями определенных параметров. Основной отличительный признак систематических погрешностей состоит в том, что они могут бить предсказаны и благодаря этому почти полностью устранены введением соответствующих поправок.

Особая опасность постоянных систематических погрешностей заключается в том, что их присутствие чрезвычайно трудно обнаружить, В отличие от случайных, прогрессирующих или являющихся функциями определенных параметров погрешностей постоянные систематические погрешности внешне себя никак не проявляют и могут долгое время оставаться незамеченными. Единственный способ их обнаружения состоит в поверке прибора путем повторной аттестации по образцовым мерам или сигналам,

Примером систематических погрешностей второго вида служит большинство дополнительных погрешностей, являющихся не изменяющимися во времени функциями вызывающих их влияющих величин (температур, частот, напряжения и т.п.). Эти погрешности благодаря постоянству во времени функций влияния также могут быть предсказаны и скорректированы введением дополнительных корректирующих преобразователей воспринимающих влияющую величину и вводящих соответствующую поправку в результат измерения.

Прогрессирующими (или дрейфовыми) называются непредсказуемые погрешности, медленно изменяющиеся во времени. Эти погрешности, как правило, вызываются процессами старения тех или иных деталей аппаратуры (разрядкой источников питания, старением резисторов, конденсаторов, деформацией механических деталей, усадкой бумажной ленты в самопишущих приборах и т.п.). Особенностью прогрессирующих погрешностей является то, что они могут быть скорректированы введением поправки лишь в данный момент времени, а далее вновь непредсказуемо возрастают. Поэтому в отличие от систематических погрешностей» которые могут быть скорректированы поправкой, найденной один раз на весь срок службы прибора, прогрессирующие погрешности требуют непрерывного повторения коррекции и тем более частой, чем меньше должно быть их остаточное значение. Другая особенность прогрессирующих погрешностей состоит в том, что их изменение во времени представляет собой нестационарный случайный процесс и поэтому в рамках хорошо разработанной теории стационарных случайных процессов они могут быть описаны лишь с оговорками.

Случайными погрешностями называют непредсказуемые ни по знаку, ни по размеру (либо недостаточно изученные) погрешности. Они определяются совокупностью причин, трудно поддающихся анализу. Присутствие случайных погрешностей (в отличие от систематических) легко обнаруживается при повторных измерениях в виде некоторого разброса получаемых результатов. Таким образом, главной отличительной чертой случайных погрешностей является их непредсказуемость от одного отсчета к другому. Поэтому описание случайных погрешностей может быть осуществлено только на основе теории вероятностей в математической статистики.

Примерами систематических аддитивных погрешностей являются погрешности от постороннего груза на чашке весов, от неточной установки прибора на нуль перед измерением, от термо-ЭДС в цепях постоянного тока и т. п. Для устранения таких погрешностей во многих СИ предусмотрено механическое или электрическое устройство для установки нуля (корректор нуля).

Примерами случайных аддитивных погрешностей являются погрешность от наводки переменной ЭДС на вход прибора, погрешности от тепловых шумов, от трения в опорах подвижной части измерительного механизма, от ненадежного контакта при измерении сопротивления, погрешность от воздействия порога строгания приборов с ручным или автоматическим уравновешиванием и т. п.

Причинами возникновения мультипликативных погрешностей могут быть:

*изменение коэффициента усиления усилителя;

*измерение жесткости мембраны датчика манометра или пружинки прибора;

*изменение опорного напряжения в цифровом вольтметре и т.д.

Стандартизация

1.Перечень нормативных документов по стандартизации

Единые государственные системы стандартов обеспечивают единообразие и наивысшую эффективность проведения важнейших видов работ, общих для различных отраслей народного хозяйства. К подобным системам относятся Государственная система стандартизации (ГСС), Единая система конструкторской документации (ЕСКД), Единая система технологической подготовки производства (ЕСТПП), Единая система технологической документации (ЕСТД), Единая система классификации и кодирования технико-экономической информации, Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ), Государственная система стандартов безопасности труда (ГССБТ) и др.

Рассмотрим некоторые из них.

Единая десятичная система классификации и кодирования технико-экономической информации. Огромные масштабы производства и связанное с этим увеличение потоков информации требуют оперативной ее обработки для планирования, учета и эффективного управления деятельностью предприятий и отраслей. Этой цели служит общегосударственная автоматизированная система сбора и обработки информации на базе государственной системы вычислительных центров и единой автоматической сети связи страны.

Под системой классификации объектов технико-экономической информации понимают совокупность правил, определяющих распределение объектов по классам (классификационным группам) на основании общих признаков, присущих объектам данного рода и отличающих их от других. В основу классификации закладывается логическая последовательность признаков, следовательно, процесс кодирования предмета существенно упрощается, так как он осуществляется в однозначном соответствии с принятой системой классификации.

Кодирование технико-экономической информации на основе системы классификации позволяет непосредственно по коду объекта судить о его характеристиках (конструкциях, технологических, эксплуатационных). Система классификации и кодирования должна обеспечивать четкую систематизацию всех объектов по их техническим и экономическим характеристикам с присвоением каждому объекту единого кода.

Комплексы стандартов, составляющие системы классификации и кодирования, обеспечивают единообразие методов классификации и кодирования экономической информации, устанавливают единство кодовых обозначений и создают условия для стандартизации технической документации.

Разработанный у нас в стране Общесоюзный классификатор промышленной и сельскохозяйственной продукции (ОКП) внедряется в практику планирования, учета и управления народным хозяйством. Он представляет собой систематизированный свод кодов и наименований продукции, выпускаемой в народном хозяйстве, иначе говоря, ОКП - это своеобразный словарь, предназначенный для кодирования продукции (изделий) цифровыми кодами для последующей машинной обработки.

Основой ОКП является Единая десятичная система классификации промышленной и сельскохозяйственной продукции (ЕДСКП).

Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Эта система устанавливает для всех организаций страны 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. Используя ЕСКД, можно применять ЭВМ для проектирования и обработки технической документации. Она будет способствовать развитию кооперирования промышленности и использованию при проектировании новых изделий отдельных частей и деталей ранее созданных конструкций.

Весь комплекс утвержденных стандартов Единая система конструкторской документации, включающий свыше 200 стандартов, делит на следующие основные части:

· ГОСТ 2.001-70, 2.101-68...2.121-73. Основные положения (виды изделий, виды конструкторской документации, стадии разработки, требования к чертежам и т.д.);

· ГОСТ 2.201-77. Классификация и обозначение изделий в конструкторских документах;

· ГОСТ 2.301-68...2.317-69. Общие правила выполнения чертежей;

· ГОСТ 2.401-68...2.427-75. Правила выполнения чертежей различных изделий;

· ГОСТ 2.501-68...2.503-74. Правила обращения конструкторских документов (учет, хранение, дублирование, внесение изменений);

· ГОСТ 2.601-68...2.603-72. Правила выполнения эксплуатационной и ремонтной документации;

· ГОСТ 2.701-68...2.792-74. Правила выполнения схем;

· ГОСТ 2.801-74...2.857-75. Правила выполнения строительных документов и документов для судостроения;

· прочие стандарты.

Единая система технологической подготовки производства (ЕСТПП). Важнейшим этапом обеспечения высокого качества продукции является технологическая подготовка производства (ТПП).

Единая система подготовки производства включает комплекс стандартов, устанавливающих современные методы и средства организации управления и решения задач технологической подготовки производства, и решает следующие задачи:

· технологический анализ изделия;

· организационно-технологический анализ производства;

· планирование, учет и управление ТПП;

· разработка комплекса технологических процессов;

· построение системы контроля качества;

· проектирование и изготовление средств производства;

· разработка нормативной базы производства;

· отладка технологических процессов, оборудования и оснастки.

Как единая система, ЕСТПП выдвигает ряд требований к другим общетехническим и отраслевым системам: типизация и стандартизация средств и технологических процессов основного и вспомогательного производства; стандартизация правил оформления технологической и организационно-технической документации. Последнее регламентируется стандартами Единой системы технологической документации (ЕСТД).

Единая система технологической документации представляет собой комплекс государственных стандартов, устанавливающих:

· формы документации общего назначения (маршрутная карта технологического процесса, сводная спецификация, карта эскизов, схем и наладок и др.);

· правила оформления технологических процессов и формы документации для процессов литья, раскроя и нарезания заготовок, механической и термической обработки, сварочных работ, процессов, специфичных для отраслей радиотехники, электроники и др.

Существует тесная связь между ЕСТД и ЕСКД. Эти системы играют большую роль в улучшении управления производством, повышении его эффективности, во внедрении автоматизированных систем управления и т. д.

Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). На современном этапе научно-технического прогресса измерительная информация нужна практически во всех областях человеческой деятельности: научной, производственной, экономической, международного сотрудничества.

Общие правила и нормы метрологического обеспечения устанавливаются в стандартах Государственной системы обеспечения единства измерений (ГСИ). Основными объектами стандартизации ГСИ являются:

· единицы физических величин;

· государственные эталоны и общесоюзные поверочные схемы;

· методы и средства поверки средств измерений;

· номенклатура нормируемых метрологических характеристик средств измерений;

· нормы точности измерений;

· способы выражения и формы представления результатов измерений и показателей точности измерений;

· методика выполнения измерений;

· методика оценки достоверности и формы представления данных о свойствах веществ и материалов;

· требования к стандартным образцам состава и свойств веществ и материалов;

· организация и порядок проведения государственных испытаний, поверки и метрологической аттестации средств измерений, метрологической экспертизы нормативно-технической, проектной, конструкторской и технологической документации, экспертизы и аттестации данных о свойствах веществ и материалов;

· термины и определения в области метрологии.

Сеть государственных и ведомственных метрологических органов, осуществляющих деятельность, направленную на обеспечение единства и точности измерений в стране (т.е. метрологическое обеспечение), образует метрологическую службу, структура которой аналогична структуре органов и служб по стандартизации.

12. Международная стандартизация. Стандарты серий ISO 9000 и ISO 14000

метрология погрешность международный

В настоящее время стандарты серий ISO 9000 и ISO 14000 стали необходимыми нормами для большинства предприятий. Концептуальной основой ISO 9000 и ISO 14000 является то, что организация создает, обеспечивает и улучшает качество продукции при помощи сети процессов, которые должны подвергаться анализу и постоянному улучшению. Это подразумевает комплексное решение технических, экономических и социальных задач. Кроме того, очевидным становится тот факт, что игнорирование требований экологической безопасности и рационального использования ресурсов в конечном итоге приводит к неконкурентоспособности продукции, услуг и всего предприятия в целом.

По замыслу ISO (International Standart Organization), система сертификации должна создаваться на национальном уровне. По опыту Канады ведущую роль в процессе создания национальной инфраструктуры сертификации играют национальные агентства по стандартизации, такие как Госстандарт, а также Торгово-промышленные палаты, союзы предпринимателей и т.д.

Стандарты серии ISO 9000 и ISO 14000 - это пакет документов по обеспечению качества и управлению окружающей средой, подготовленный членами международной делегации, известной как “ISO / Технический Комитет 176” (ISO / TC 176). Стандарты серии ISO 9000 способствуют обеспечению качества при проектировании, разработке, производстве, монтаже и обслуживании продукции, а ISO 14000 - охране окружающей среды и предотвращению загрязнений наряду с обеспечением социально-экономических потребностей самого предприятия.

Рассмотрим более подробно структуру серии ISO 9000. В настоящее время серия ISO 9000 включает:

· все международные стандарты с номерами ISO 9000-9004, в том числе все части стандарта ISO 9000 и стандарта ISO 9004;

· все международные стандарты с номерами ISO 10001-10020, в том числе все их части;

· ISO 8402.

Три стандарта из серии ISO 9000 (ISO 9001, ISO 9002 и ISO 9003) являются основополагающими документами Системы Качества, описывающими модели обеспечения качества и представляющими три различные формы функциональных или организационных взаимоотношений в контрактной ситуации. Стандарты ISO 9000 и ISO 9004 представляют собой справочники по общему руководству качеством, стандартам по обеспечению качества, которые помогают пользователю прояснить трактовку требований стандартов ISO 9001, ISO 9002 и ISO 9003.

Из вышесказанного следует, что ни ISO 9000, ни ISO 9004 не являются моделями Обеспечения Качества и не должны рассматриваться как обязательные требования. Таким образом, бессмысленно говорить о сертификации или регистрации по ISO 9000 или ISO 9004. Могут быть получены только сертификаты на соответствие ISO 9001, 9002 или 9003.

К другим вспомогательным стандартам в области качества относятся:

· ISO 10011 - Руководящие указания по проверке системы качества.

Данная группа является нормативной базой для органов, осуществляющих проверку системы качества предприятия (в том числе и при проведении сертификационного аудита);

· ISO 10012 - Требования, гарантирующие качество измерительного оборудования.

Выполнение данных требований не является обязательным для соискателей сертификата соответствия стандартам ISO 9001, 9002 или 9003, однако трудно представить себе соблюдение требований ISO 9001, 9002 или 9003 без выполнения требований ISO 10012 или отсутствие у предприятия собственной метрологической базы;

· ISO 10013 - Руководящие указания по разработке руководств по качеству.

Представлены основные рекомендации по составлению головного документа Системы Качества - Руководства по Качеству;

· ISO 8402 - Управление качеством и обеспечение качества: Словарь.

Поскольку многие обычные слова, используемые повседневно, применяются в области качества в специфическом или ограниченном значении по сравнению с полным диапазоном определений, приводимым в словарях, то данный стандарт ставит целью пояснить и стандартизировать термины по качеству.

Общность и универсальность стандартов ISO 9000 заключается в том, что модели Обеспечения Качества не были разработаны для какой-либо специфической области - они предназначены для применения во всех областях промышленности и для всех стран.

Международный комитет ISO / TC 176 предлагает выбрать модель обеспечения качества из трёх возможных.

ISO 9001 - Система Качества: Модель обеспечения качества при проектировании, разработке, производстве, монтаже и обслуживании.

ISO 9001 является наиболее обширным стандартом; он применим в случае договорной ситуации, когда соответствие специфическим требованиям должно обеспечиваться в течение нескольких стадий, включающих: разработку, производство, монтаж и обслуживание. Это применимо, когда:

· необходимо проектирование продукции и требования к ней определены в виде эксплуатационных характеристик;

· доверие к соответствию продукции может быть достигнуто путем соответствующей демонстрации поставщиком его возможностей в проектировании, разработке, производстве, монтаже и обслуживании.

ISO 9002 - Система Качества: Модель обеспечения качества при производстве, монтаже и обслуживании.

ISO 9002 применим в договорной ситуации когда:

· специфические требования к продукции установлены в проекте или в технических условиях;

· доверие к соответствию продукции может быть достигнуто путем соответствующей демонстрации поставщиком его возможностей в производстве, монтаже и обслуживании.

ISO 9003 - Система Качества: Модель обеспечения качества при окончательном контроле и испытаниях.

ISO 9003 применим в договорной ситуации, когда:

· доверие к соответствию продукции установленным требованиям может быть достигнуто путем соответствующей демонстрации поставщиком его возможностей в окончательном контроле и испытаниях.

Таким образом, ISO 9001 является наиболее обширным: в нем описывается система качества, которая распространяется на все возможные виды деятельности предприятия, ISO 9002 в меньшей степени описывает эту систему, исключив из рассмотрения деятельность по проектированию, ISO 9003 еще в меньшей степени, чем ISO 9002 описывают систему, не затрагивая проектную, производственную и послепродажную деятельность.

13. Система допусков и посадок

С учетом опыта использования и требований национальных систем допусков ЕСДП состоит из двух равноправных систем допусков и посадок: системы отверстия и системы вала.

Выделение названных систем допусков и посадок вызвано различием в способах образования посадок.

Система отверстия -- система допусков и посадок при которой предельные размеры отверстия для всех посадок для данного номинального размера dH сопряжения и квалитета остаются постоянными, а требуемые посадки достигаются за счет изменения предельных размеров вала .

Система вала -- система допусков и посадок, при которой предельные размеры вала для всех посадок для данного номинального размера сопряжения и квалитета остаются постоянными, а требуемые посадки достигаются за счет изменения предельных размеров отверстия .

Система отверстия имеет более широкое применение по сравнению с системой вала, что связано с ее преимуществами технико-экономического характера на стадии отработки конструкции. Для обработки отверстий с разными размерами необходима иметь и разные комплекты режущих инструментов (сверла, зенкера, развертки, протяжки и т. п.), а валы независимо от их размера обрабатывают одним и тем же резцом или шлифовальным кругом. Таким образом, система отверстия требует существенно меньших расходов производства как в процессе экспериментальной обработки сопряжения, так и в условиях массового или крупносерийного производства.

Система вала является предпочтительной по сравнению с системой отверстия, когда валы не требуют дополнительной разметочной обработки, а могут пойти в сборку после так называемых заготовительных технологических процессов.

Система вала применяется также в случаях, когда система отверстия не позволяет осуществлять требуемые соединения при данных конструктивных решениях.

При выборе системы посадок необходимо учитывать допуски на стандартные детали и составные части изделий: в шариковых и роликовых подшипниках посадки внутреннего кольца на вал осуществляются в системе отверстия, а посадки наружного кольца в корпус изделия - в системе вала.

Деталь, размеры которой для всех посадок при неизменных номинальном размере и квалитете не меняются, принято называть основной деталью.

В соответствии со схемой образования посадок в системе отверстия основной деталью является отверстие, а в системе вала - вал.

Основной вал -- вал, верхнее отклонение которого равно нулю.

Основное отверстие -- отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю.

Таким образом, в системе отверстия неосновными деталями будут валы, в системе вала -- отверстия.

Расположение полей допусков основных деталей должно быть постоянным и не зависеть от расположения полей допусков неосновных деталей. В зависимости от расположения поля допуска основной детали относительно номинального размера сопряжения различают предельно асимметричные и симметричные системы допусков.

ЕСДП -- предельно асимметричная система допусков, при этом Допуск задается "в тело" детали, т.е. в плюс - в сторону увеличения размера от номинального для основного отверстия и в минус - в сторону уменьшения размера от номинального для основного вала.