К основным задачам метрологических служб относятся:

КУРСАНТЫ ГР.121, 202, 220

до 21.11.2020 самостоятельно изучаете материал по теме: «Метрология» (конспект приведен ниже) и изучаете ФЗ «О техническом регулировании» глава 4 Подтверждение соответствия

Если по предложенному материалу есть вопросы

моя электронная почта mensh _ ig @ mail . ru

Краткий конспект по метрологии

Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

Метрология имеет большое значение для прогресса естественных и технических наук, так как повышение точности измерений – одно из средств совершенствования путей познания природы человеком, открытий и практического применения точных знаний. Для обеспечения научно-технического прогресса метрология должна опережать в своем развитии другие области науки и техники, ибо для каждой из них точные измерения являются одним из основных путей их совершенствования.

В зависимости от цели различают три раздела метрологии: теоретический, законодательный и прикладной.

В теоретической 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.

Понятие о физической величине

Физическая величина – это одно из свойств физического объекта, общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого физического объекта.

Физические величины делятся на измеряемые и оцениваемые. Измеряемые физические величины могут быть выражены количественно в установленных единицах измерения. Оцениваемые физические величины – это величины, для которых единицы измерения не могут быть введены. Их определяют при помощи установленных шкал.

Единицей физической величины называется физическая величина фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение равное единице, и которое применяется для количественного выражения однородных с ней физических величин.

Различают основные и производные единицы физических величин.

Для некоторых физических величин единицы устанавливаются произвольно, такие единицы физических величин называют основными.

Производные единицы физической величины получают по формулам из основных единиц физических величин.

Совокупность основных и производных единиц физических величин, образованную в соответствии с принятыми принцами для заданной системы физических величин, называют системой единиц физических величин. В РФ используется система единиц СИ. В качестве основных единиц системы СИ приняты метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль и кандела.

Подробно о системе СИ читаем c амостоятельно ГОСТ 8.417-2002

Основные характеристики измерений

Основные требования к измерениям – это обеспечение единства и необходимой точности измерений. Единство измерений – состояние измерений, при котором их результаты выражены в допущенных к применению в РФ единицах величин, а показатели точности измерений не выходят за установленные границы. Единство измерений необходимо для того, чтобы можно было сопоставить результаты измерений, выполненных в разное время, с использованием различных методов и средств измерений, а также в различных по территориальному расположению местах. Точность измерений характеризует качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины. Точность измерений определяется такими свойствами измерений как сходимость, правильность и воспроизводимость измерений. Сходимость измерений – это близость друг к другу результатов измерений одной и той же величины, выполненных повторно одними и теми же средствами, одним и тем же методом в одинаковых условиях и с одинаковой тщательностью, и близость к нулю случайных погрешностей. Правильность измерений – это близость к нулю систематических погрешностей, т.е. таких погрешностей, которые остаются постоянными или закономерно изменяются при повторных измерениях одной и той же величины. Правильность измерений определяется правильностью как самих методик измерений и выбранных средств измерений, так и правильностью их использования в процессе измерений. Воспроизводимость – это близость результатов измерений одной и той же величины, полученных в разных местах, разными методами, разными средствами, разными операторами, в разное время, но приведенных к одним и тем же условиям измерений (температуре, давлению, и т д)

Виды и методы измерений

Измерение – нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Можно выделить следующие виды измерений.

1 По характеру зависимости измеряемой величины от времени измерения методы измерений подразделяются на: статические, при которых измеряемая величина остается постоянной во времени; динамические, в процессе которых измеряемая величина изменяется и является непостоянной во времени.

2 По способу получения результатов измерений методы измерений разделяют на прямые, косвенные, совокупные и совместные. При прямом измерении искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных; при косвенном измерении искомое значение величины определяют на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям; совместными называют измерения, производимые одновременно двух или нескольких неодноименных величин; совокупные – это такие измерения, в которых значения измеряемых величин по данным повторных измерений одной и нескольких одноименных величин при различных сочетаниях мер или этих величин.

3. По способу выражения результатов измерений различают абсолютные и относительные измерений. Абсолютное измерение основано на прямых измерениях величины и использовании значений физических констант. При относительных измерениях величину сравнивают с одноименной, играющей роль единицы или принятой за исходную.

4. По количеству измерительной информации различают однократные и многократные измерения. Однократные измерения – это одно измерение одной величины, т. е. число измерений равно числу измеряемых величин. Практическое применение такого вида измерений всегда сопряжено с большими погрешностями, поэтому следует проводить не менее трех однократных измерений и находить конечный результат как среднее арифметическое значение. Многократные измерения характеризуются превышением числа измерений количества измеряемых величин. Обычно минимальное число измерений в данном случае больше трех. Преимущество многократных измерений – в значительном снижении влияний случайных факторов на погрешность измерения.

Можно выделить следующие методы измерений.

1. По способу получения значений измеряемых величин различают два основных метода измерений: метод непосредственной оценки и метод сравнения с мерой:

– метод непосредственной оценки – метод измерения, при котором значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия;

– метод сравнения с мерой – метод измерения, при котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой.

2. При измерении линейных величин независимо от рассмотренных методов различают контактный и бесконтактный методы измерений.

Эталон: виды, свойства

Эталон – средство измерений (или комплекс СИ), предназначенное для воспроизведения и хранения единицы и передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме СИ и утвержденное в качестве эталона в установленном порядке. Эталон должен обладать, по крайней мере, тремя взаимосвязанными свойствами: неизменностью, воспроизводимостью и сличаемостью. Неизменность – свойство эталона удерживать неизменным размер воспроизводимой им единицы в течение длительного интервала времени.

Воспроизводимость – возможность вопроизведения единицы ФВ с наименьшей погрешностью для существующего уровня развития измерительной техники.

Сличаемость – возможность сличения с эталоном других СИ, нижестоящих по поверочной схеме, в первую очередь вторичных эталонов, с наивысшей точностью для существующей техники измерения.

Различают следующие виды эталонов:

1) международный – эталон, принятый по международному соглашению в качестве международной основы для согласования с ним размеров единиц, воспроизводимых и хранимых национальными эталонами;

2) государственный или национальный – это первичный или специальный эталон, официально утвержденный в качестве исходного для страны. Первичный – обеспечивает хранение и воспроизведение с наивысшей в стране (по сравнению с другими эталонами) точностью. Такие эталоны составляют основу государственной системы обеспечения единства измерений;

Государственные эталоны создаются, хранятся и применяются центральными метрологическими научными институтами страны;

3) вторичный – хранит размер единицы, полученной путем сличения с первичным эталоном соответствующей ФВ. Совокупность государственных первичных и вторичных эталонов, являющихся основой обеспечения единства измерений в стране, составляет эталонную базу страны;

4) рабочий эталон – применяется для передачи размера единицы рабочим средствам измерений. Поверка – это операция, проводимая уполномоченным органом и заключающаяся в установлении пригодности 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. Различают поверки: первичную, периодическую, внеочередную, инспекционную.

Если СИ не подлежат обязательному змерений, 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.

Средства измерений

Для практического измерения единицы величины применяются технические средства, которые имеют нормированные погрешности и называются средствами измерений.

К средствам измерений относятся: меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы, измерительные установки и системы

Мерой называют средство измерения, предназначенное для воспроизведения физических величин заданного размера. К данному виду средств измерений относятся гири, концевые меры длины и т. п. На практике используют однозначные (воспроизводят величины только одного размера (гиря)) и многозначные меры (воспроизводят несколько размеров физической величины (миллиметровая линейка)).

Измерительные преобразователи - это средства измерений, перерабатывающие измерительную информацию в форму, удобную для дальнейшего преобразования, передачи, хранения и обработки, но не доступную для непосредственного восприятия наблюдателем (термопары, измерительные усилители).

Измерительные приборы - это средства измерений, которые позволяют получать измерительную информацию в форме, удобной для восприятия пользователем. (амперметры, вольтметры, термометры).

Измерительные установки и системы - это совокупность средств измерений, объединенных по функциональному признаку со вспомогательными устройствами, для измерения одной или нескольких физических величин объекта измерений.

Погрешность измерения

Любые измерения направлены на получение результата, т. е. оценки истинного значения физической величины в принятых единицах. Вследствие несовершенства средств и методов измерений, воздействия внешних факторов и многих других причин результат каждого измерения неизбежно отягощен погрешностью, т.е. отклонением значений величины, найденной путем ее измерения, от истинного значения измеряемой величины.

Различают истинное значение ФВ, которое идеальным образом отражало бы в качественном и количественном отношениях соответствующее свойство объекта, и действительное – найденное экспериментальным путем и настолько приближающееся к истинному значению, что для данной цели может быть использовано вместо него.

Поэтому принимается Хист = Хд

Погрешность по форме числового выражения может быть абсолютной, относительной и приведенной.

Абсолютной называют погрешность измерения, выраженную в тех единицах, что и измеряемая величина.

∆Xп = Xп- Xд,

где Xп – показание прибора,

Xд – действительное значение измеряемой физической величины.

Относительная погрешность измерения представляет собой отношение абсолютной погрешности измерения к истинному значению измеряемой величины и выражается в процентах или долях измеряемой величины:

σ = (∆Xп/ Xд) ·100 %,

Приведенная погрешность – это отношение абсолютной погрешности измерения к нормирующему значению, постоянному во всем диапазоне измерения или его части:

γ = ( ∆Xп/ ХN)·100 %

где XN – нормированное значение величины.

В зависимости от характера проявления, причин возникновения и возможностей устранения погрешности делятся на случайные, систематические и грубые (промахи).

Случайная погрешность – составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом (по знаку и значению) в серии повторных измерений одного и того же размера физической величины, проведенных с одинаковой тщательностью в одних и тех же условиях. В проявлении таких погрешностей не наблюдается какой-либо закономерности, они обнаруживаются при повторных измерениях одной и той же величины в виде некоторого разброса получаемых результатов. Случайные погрешности неизбежны, неустранимы и всегда присутствуют в результате измерений.

Систематическая погрешность – составляющая погрешности измерений, остающаяся постоянной или закономерно меняющаяся при повторных измерениях одной и той же физической величины. Их отличительный признак заключается в том, что они могут быть предсказаны, обнаружены и благодаря этому почти полностью устранены введением соответствующей поправки. Систематическая погрешность в зависимости от источников ее возникновения имеет 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 и неопытности оператора.

Методическая составляющая погрешности обусловлена несовершенством метода измерения, приемами использования СИ, некорректностью различных формул и округления результатов. Инструментальная составляющая возникает из-за собственной погрешности СИ, определяемой классом точности, влиянием СИ на результат и ограниченной разрешающей способностью СИ.

Грубая погрешность (промахи) – это случайная погрешность результат отдельного наблюдения, входящего в ряд измерений, которая для данных условий резко отличается от остальных результатов этого ряда. Они возникают из-за ошибок или неправильных действий оператора, кратковременных резких изменений условий проведения измерений.

В зависимости от условий измерения погрешности подразделяются на статические и динамические.

Статические называют погрешности, не зависящие от скорости изменения измеряемой величины во времени.

Динамическими называют погрешности, зависящие от скорости изменения измеряемой величины во времени.

По влиянию внешних условий различают основную и дополнительную погрешности СИ.

Основной называется погрешность СИ, определяемая в нормальных условиях его применения.

Дополнительной называется погрешность СИ, возникающая вследствие отклонения какой-либо из влияющих величин.

Правовые основы метрологической деятельности

В 1993 г. принят закон «Об обеспечении единства измерений». До этого по существу не было законодательных норм в области метрологии. Правовые нормы устанавливались постановлениями Правительства. Метрология относится к такой сфере деятельности, в которой основные положения обязательно должны быть закреплены именно законом, принимаемым высшим законодательным органом страны. В 2008году принят новый вариант закона «Об обеспечении единства измерений».

Цели Закона состоят в следующем:

- установление правовых основ обеспечения единства измерений в РФ,

- защита прав и законных интересов граждан, общества и государства от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений,

- обеспечение потребности граждан, общества и государства в достоверности и сопоставимых результатов измерений, используемых в целях защиты жизни и здоровья граждан, охраны окружающей среды, животного и растительного мира, обеспечение обороны и безопасности государства в т.ч. экономической безопасности,

- содействие развитию экономики РФ и научно-техническому прогрессу.

В России в современных условиях государство должно взять на себя регулирование той сферы практической метрологии, которая затрагивает жизненно-важные интересы граждан и общества в целом.

Эта сфера регулирования в области обеспечения единства измерений затрагивает следующие области деятельности:

- осуществление деятельности в области здравоохранения;

- осуществление ветеринарной деятельности;

- осуществление деятельности в области охраны окружающей среды;

- осуществление деятельности в области гражданской обороны, защи-ты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, обеспечения пожарной безопасности, безопасности людей на водных объектах;

- выполнение работ по обеспечению безопасных условий и охраны труда;

- осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта;

- осуществление торговли, выполнении работ по расфасовке товаров;

- выполнение государственных учетных операций и учете количества энергетических ресурсов;

- оказание услуг почтовой связи, учете объема оказанных услуг электросвязи операторами связи и обеспечении целостности и устойчивости функционирования сети связи общего пользования;

- осуществление деятельности в области обороны и безопасности государства;

- осуществление геодезической и картографической деятельности;

- осуществлении деятельности в области гидрометеорологии, мониторинга состояния и загрязнения окружающей среды;

- проведение банковских, налоговых, таможенных операций и таможенного контроля;

- выполнение работ по оценке соответствия продукции и иных объектов обязательным требованиям в соответствии с законодательством Российской Федерации о техническом регулировании;

- проведение официальных спортивных соревнований, обеспечении подготовки спортсменов высокого класса;

- выполнение поручений суда, органов прокуратуры, государственных органов исполнительной власти;

- осуществление мероприятий государственного контроля (надзора);

- осуществление деятельности в области использования атомной энергии;

- обеспечение безопасности дорожного движения.

Регулирование производится с помощью обязательных к исполнению государственных документов (указы, постановления, законы). Но остальная сфера саморегулирования подчиняется законам рынка. Здесь могут использоваться метрологические документы на условиях добровольности.

Статьей 14 закона предусмотрены следующие формы государственного регулирования в области обеспечения единства измерений:

- утверждение типа стандартных образцов или типа средств измерений,

- поверка средств измерений,

- Федеральный государственный метрологический надзор,

- аттестация методик (методов) измерений,

- метрологическая экспертиза,

-аккредитация юридических лиц и индивидуальных предпринимателей на выполнение работ и оказание услуг в области обеспечения единства измерений.

Метрологическая служба – это совокупность субъектов деятельности и видов работ, направленных на обеспечение единства измерений.

В настоящее время метрологическая служба России состоит из метрологической службы, руководство которой осуществляется Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандартом), а также из метрологических служб органов государственного управления и юридических лиц.

Государственные научные метрологические центры несут ответственность за создание, совершенствование, хранение и применение государственных эталонов, а также за разработку нормативных документов по обеспечению единства измерений. Они являются хранителями государственных эталонов, ведут исследования в области теории измерений, принципов и методов высокоточных измерений, разработки научно-методических основ совершенствования российской системы измерений.

Метрологическая служба юридического лица (ранее применялся термин метрологическая служба предприятия) выполняет работы по обеспечению единства измерений и осуществляющая метрологический контроль и надзор на данном предприятии (в организации).

К основным задачам метрологических служб относятся:

поверка и калибровка средств измерения;

надзор за состоянием и применением средств измерения, за аттестованными методиками выполнения измерений и эталонами единиц величин, применяемыми для калибровки средств измерения, за соблюдением метрологических правил и норм и нормативных документов по обеспечению единства измерений;

выдача обязательных предписаний, направленных на предотвращение, прекращение или устранение нарушений метрологических правил и норм;

проверка своевременности представления средств измерения на испытания для утверждения типа, а также на поверку и калибровку;

анализ состояния измерений, испытаний и контроля на предприятии.

Вопросы для повторения и усвоения материала

1. Что изучает метрология?

2. Дайте определение физической величины.

3. Какими свойствами определяется точность измерений?

4. Дайте определения прямых, косвенных, совместных и совокупных измерений. Приведите примеры измерений каждого вида.

5. Перечислите признаки, по которым могут быть классифицированы измерения. Расскажите о классификации измерений по каждому из названных признаков.

6. Расскажите об эталонах и свойствах, которыми они должны обладать.

7. Какие виды эталонов различают?

8. Дайте определение понятиям «поверка», «калибровка».

9. Дайте характеристику следующим средствам измерений: мера, измерительные преобразователи, измерительные приборы, измерительные установки и системы.

10. Назовите признаки, по которым классифицируются погрешности.

11. Сформулируйте свойства случайной, систематической и прогрессирующей составляющей погрешности измерений.

12. Дайте характеристику Закону «Об обеспечении единства измерений».

Дата добавления: 2021-01-21; просмотров: 129; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!