Всё для Учёбы — студенческий файлообменник
2 монеты
docx

Шпаргалка «Экзаменационная» по Метрологии, стандартизации и сертификации (Позняк Е. С.)

Шкала оценки качественных свойств: разновидности, определение, матем. действия, примеры шкал

Качественными называют показатели, значения которых измеряются в номинальной или порядковой шкале.

Шкала наименований – используется для классификации эмпирических объектов, свойства которых проявляются только в отношении эквивалентности. Сюда относятся не отражаемые свойства к тому или другому классу эквивалентности, определяются с помощью чувств человека, и наиболее адекватный результат – выбранный большинством экспертов.

Шкала порядков (рангов) – определяется сравнением нескольких величин, ведется на базе экспертных оценок. В результате этих оценок выстраиваются шкалы рангов. Ранжирование – расстановка ФВ в порядке возрастания и убивания исходя из результатов экспертных оценок. С помощью шкал порядка можно сравнить ФВ, но нельзя установить во сколько раз и на сколько (из-за отсутствия единиц измерения). Для облегчения работы на шкалах вводятся раперные точки на которых фиксируются баллы.

Наибольшее распространение порядковые шкалы получили при измерении и сравнении качественных свойств, которые нельзя оценить непосредственно каким-либо числом. Однако при этом, как правило, качественным суждениям человека приписывают количественные оценки, которые называются баллами. Баллы — это обычно натуральные числа, которые показывают ранг тех или иных объектов и следуют в порядке убывания или возрастания их предпочтительности.

Шкала оценки применяется в установлении качественных свойств или при расстановке их в порядке возрастания или убывания экспертным методом.

Шкалы измерения количественных свойств: разновидности, определение, математические действия, примеры шкал.

Количественными называют показатели, значения которых измеряются в любой метрической шкале.

Шкала количественных свойств представляет собой шкалу ФВ – упорядоченную совокупность значений заданной ФВ, которая служит для её измерения и принятое по соглашению на основании точных измерений.

Шкала интервалов или разности является более совершенным по отношению к шкалам порядка. Они имеют шкалу, разбитую на равные интервалы. Шкалы интервалов состоят из одинаковых интервалов, имеет единицу измерений и произвольно выбранное начало отсчета. Шкала интервалов применяется для объектов, свойства которых проявляются в отношении эквивалентности. Шкала описывается уравнением:

Q= Q0 + q [Q1] , где

Q0 – произв. выбранная нулевая точка,

q - численные значения велич. отсчета,

[Q1]–размерность.

Примеры: обращение Земли вокруг солнца, годы, сутки и т.д.

Шкала отношений описывает св-ва эмпирических объектов, которые удовлетворяют отношениям порядка, аддитивности. Шкала отношений имеет однозначное проявление свойств, имеет длину измерений.

Примеры: шкала Кельвина, Цельсия, длины, массы.

Абсолютные шкалы имеют естественный 0, но измерения по этим шкалам не зависит от принятой системы единиц измерений. Измерения относятся к измерениям относительных величин.

Примеры: коэффициент пропускания, коэффициент усиления.

3. Основные требования к системе единиц ФВ. Примеры систем единиц ФВ

Изначально единицы ФВ выбирались произвольно и не связывались между собой. Значительно число произвольно выбранных единиц для одной величины создавали трудности для сопоставления результатов.

Основные требования по Гауссу:

1. Выбираются независимые ФВ, единицы которые должны стать основой системы

2. Система единиц м.б. построена для любых величин, между которыми имеется связь, выраженная в математическом виде уравнений, т.н. производные единицы: [Q]= KАα ВβСγ

3. Система единиц д.б. когерентной, т.е. K=1 д.б. во всех форматах производных единиц в отличие от основных.

4. Выбор количественной величины, единицы, кот. должна стать основной огранич. сообр. рациональности. Оптимальное решение – выбор такого числа основных единиц, позволяющих обрабатывать максимальное число произвольных величин.

Основные единицы СИ (1960): метр, кг, сек, ампер. кандела, моль, Кельвин.

Системы: 1. СГС (см, градус, с);

2. МКС (м, кг, с);

3. МКСА (м, кг, с, Ампер);

4. МКСГ (м, кг, с, градус).

5. МКгСС (метр, килограмм-сила, с).

4. Понятие о системных и внесистемных единицах.

Единицы ФВ делятся на системные и внесистемные.

Системная единица – единица ФВ, входящая в одну из принятых систем. Все основные, производные, кратные и дольные единица являются системными.

Основные единицы СИ. Семь основных единиц: Метр, Килограмм, Секунда, Ампер, Кельвин, Моль, Кандела. Основная единица массы – килограмм определена как масса международного прототипа килограмма, кот. представляет собой цилиндр, сделанный из сплава платины и иридия. Он хранится в Международном Бюро Мер и Весов. Другие шесть единиц определены с помощью физических экспериментов.

Производные единицы СИ образуются из основных единиц на основании законов или математических формул. При образовании производных ед. СИ, полученная единица имеет наименование, состоящее из наименований соответствующих основных единиц. Рекомендуется использовать только специальные наименования и обозначения. При вычислениях во избежание ошибок необходимо производные ед. выражать через основные единицы.

Кратная единица ФВ в целое число раз больше системной или внесистемной

Дольная единица ФВ в целое число раз меньше системной или внесистемной единицы.

Внесистемная единица – это единица ФВ, не входящая ни в одну из принятых систем единиц. Внесистемные единицы по отношению е единицам СИ разделяют на 4 вида:

допускаемые наравне с единицами СИ, например: единицы массы – тонна; плоского угла – градус, минута, секунда; объема – литр и др.

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.

5. Понятие об основных и производных единицах ФВ. Выражение производных единиц через основные единицы.

По степени условной независимости друг от друга ФВ различают на:

-основные -дополнительные

-производные Основные единицы СИ. Семь основных единиц: Метр, Килограмм, Секунда, Ампер, Кельвин, Моль, Кандела. Основная единица массы – килограмм определена как масса международного прототипа килограмма, кот. представляет собой цилиндр, сделанный из сплава платины и иридия (масса 1 дм2 чистой воды при Т=40С). Он хранится в Международном Бюро Мер и Весов. 1м = ¼ *1/10 000 000 длины меридиана, проход через Париж.

Производные единицы СИ образуются из основных единиц на основании законов, устанавливающих связь между ФВ, или математических формул. При образовании производных ед. СИ, полученная единица имеет наименование, состоящее из наименований соответствующих основных единиц. Рекомендуется использовать только специальные наименования и обозначения. Например, следует использовать эти специальные обозначения Па, а не Н/м2.

Правила образования производных ед-ц.:

Размерность лев и прав части ур-ний должны быть одинаковыми. След суммированию подлежат тольтко одинаковые св-ва.

Алгебра размерностей мультипликативная (*, ÷, ^, √х).

Размерность произведения:

dimK=ABC=dimA*dimB*dimC; dimK=A/B=dimA/dimB; dimK=An=dimnA.

6. СИ – система единиц ФВ, её основные единицы. Отличительные особенности данной системы.

По степени условной независимости друг от друга ФВ различают на:

-основные -дополнительные

-производные

Основные единицы СИ. Семь основных единиц были отобраны по историческим и практическим причинам. Основная единица массы – килограмм определена как масса международного прототипа килограмма, кот. представляет собой цилиндр, сделанный из сплава платины и иридия. Он хранится в Международном Бюро Мер и Весов. Другие шесть единиц определены с помощью физических экспериментов.

Основные единицы СИ: м, кг, сек, А, Кельвин, кд, моль.

Принцип построения СИ:

Базируется на 7 основных единицах, которые не завис друг от друга;

Производные единицы образуются при помощи простейших уравнений связи между величинами;

Производные + основной единицы = когерентная система (к=1).

Допускается применение ограниченного числа внесистемных единиц;

Единицы СИ или внесистемные могут применяться с приставкой, что означает умножение ед-цы на 10 в степени. Такие ед-цы называют кратными или дольными.

Система ФВ – совокупность ФВ, образованная в соответствии с принятыми принципами. когда одни величины принимают за независимые, а другие определяются, как функции независимых величин.

7. Экспертный метод оценки качественных свойств ФВ, схема метода. Критерий согласованности результатов экспертных оценок.

Экспертный метод применяется для оценки ФВ в разных областях. Применения экспертного метода предлагает соблюдение следующих условий:

- оценка производится только когда невозможно или трудоемко использовать объективные методы;

- экспертная оценка производится экспертной группой;

- вопросы, поставленные перед экспертной группой не должны допускать различных толкований;

- отсутствие факторов, влияющих на искренность суждение экспертов;

- независимость мнений;

- компетентность экспертов;

- оптимальное количество экспертов;

- однозначные ответы экспертов и возможность их математической обработки;

При подборе экспертов большое внимание уделяется согласованности их мнений, которое характеризуется смещенной или несмещенной оценкой дисперсии отсчета. При формировании эксп. группы проводятся контрольные измерения с математической обработкой результатов. Нередко при этом используется не 1, а несколько объектов измерений, необходимо определить их ранг.

За меру согласованности мнений экспертов принимается коэф. конкордации W:

W = 12S/n2(m3-m), где

S – сумма квадратов отклонений от ср. арифм.,

R – ранг, n – число экспертов,

m – число объектов.

S= Σ(ΣR – Rcp)2 W=0.9-1.1

Если W> 1,1 излишний разброс мнений, если WF(x1), если х2>х1.

При изменении х от -∞ до +∞ ф-я F(x) меняется от 0 до1.

Вер-ть того, что результат сравнения окажется в интервале [x1;x2], равна разности значений F(x) на границах этого интервала: P(x1≤x≤x2)=F(x2)-F(x1)

Функция плотности распределения вероятности р(х) связана с ф-ей распределения вер-ти F(x) соотношением

Р(х)=F’(x)

Поэтому р(х) часто называют дифференциальной функцией распределения вероятности.

При расширении интервала до бесконечности рассматриваемое событие становится достоверным. Поэтому площадь, ограниченная графиком ф-и р(х) и осью абсцисс, равна 1.

∫_(-∞)^(+∞)▒〖p(x)dx=1〗

Если справедливо соотношение р(х)=F’(x), то функция может быть получена интегрированием р(х) в соответ-щих пределах:

F(x_i )=∫_(-∞)^(+∞)▒p(x)dx

Так как F(x) – неубывающая функция, то ее производная не может быть отрицательной, то вероятность всегда р(х)>0.

Вероятность того, что отдельный результат окажется в интервале [x1;x2], равна площади, ограниченной графиком функции р(х), осью абсцисс и перпендикулярами к ней на границах интервала, то есть соответствуют уравнению

p(x_1≤x≤x_2 )=∫_(x_1)^(x_2)▒p(x)dx

Описание отсчета или результата измерения с помощью законов распределения вероятности яв-ся наиболее полным, но не всегда удобным. Во многих случаях ограничиваются приближенным описанием закона распределения вероятности с помощью его числовых характеристик, или моментов. Все они представляют собой некоторые средние значения, причем, если усредняются величины, отсчитываемые от начала координат, моменты называют начальными, а если от центра закона распределения – центральными. Первый начальный момент – среднее значение

x^-=∫_(-∞)^(+∞)▒p(x)dx

Сред. значение характеризует математическое ожидание отсчета при бесконечном повторении процедуры измерения.

Второй центральный момент – дисперсия σ_x^2=∫_(-∞)^(+∞)▒〖(x-x^- )^2 dx〗.

Подчиняется ли распределение нормальному з-ну можно узнать из гистограммы, если при ее построении соблюд след условия: 1) интервалы ΔQ по возможности должны быть одинаковыми, 2) количество интервалов завис от кол-ва измерений, 3) масштаб выбирается так, чтобы высота гистограммы относ к основанию примерно 5:8.

Существует неск критериев согласия, по кот проверяется соотв распределению. Один из них – критерий Пирсона

χ2=∑_(i=1)^k▒〖n/p_i (m_i/n- p_i )^2= ∑_(i=1)^k▒〖(m_i- np_i)〗^2/(np_i )〗

Вероятность того, что случайное число примет значение, меньшее аргумента этой функции определяется по интегральной функции χ2-распределения.

25. Понятие о доверительном интервале и уровне значимости. Роль параметров tp и Р в определении погрешностей.

Наиболее полный показатель точности – размер интервала возможных погрешностей, т.е. доверительного. Степень доверия тому, что погрешность не выйдет за его пределы, определяется доверительной вероятностью.

ℇ=±t_p σ_x ̅ - абсолютная погрешность,

tp – аргумент ф-ии вероятности: Рt=f(tp)

X=Х ̅±ℇ=Х ̅±t_p σ_x ̅

Нахождение tp при заданном значении доверительной вер-ти рt:

а) для случая нормального распределения пользуются табл. Лапласа и находят tp;

б) при числе измерений n30 и неизвестном законе распределения пользуются неравенством Чебышева,

вычисляя tp из уравнения: рt=1-1/tp2

Определив tp, находят границы доверительного интервала для случайной погрешности:

ℇ=±t_p σ_x ̅

Окончательный результат записывают в виде Х ̅±ℇ при доверительной вероятности рt

рt=1-q, q – уровень значимости, если рt≥0,997 и q=0.003, то событие считается достоверным.

26. Доверительный интервал: неравенство Чебышева. Применение критерия.

Доверительный интервал - это интервал, построенный с помощью случайной выборки из распределения с неизвестным параметром, такой, что он содержит данный параметр с заданной вероятностью.

При n>30 и неизвестном законе распределения пользуются неравенством Чебышева,

вычисляя tp из уравнения: рt=1-1/tp2

Определив tp, находят границы доверительного интервала для случайной погрешности:

ℇ=±t_p σ_x ̅ Окончательный результат записывают в виде Х ̅±ℇ при доверительной вероятности рt

27. Правило «трех сигм» в метрологии

Грубые погрешности измерений (промахи) могут сильно исказить х ̅,  (отклонение) и доверительный интервал, поэтому их исключение из серии измерений обязательно. Обычно в ряду полученных результатов они сразу видны, но в каждом конкретном случае это необходимо доказать. Существует ряд критериев для оценки промахов.

Критерий З. применяется этот критерий для результатов измерений, подчиняющихся нормальному закону распределения. В этом случае считается, что результат, возникающий с вероятностью Р З

Величины х ̅ и  и вычисляют без учета хi (результат измерений, поставленный под сомнение). Данный критерий надежен при числе измерений п > 20,. ..,50 и более.

28. Семейство распределения Стьюдента в метрологии.

Распределение Стьюдента используется для точечного оценивания, построения доверительных интервалов и тестирования гипотез, касающихся неизвестного среднего… выборки из нормального распределения.

Распределение Стьюдента в метрологии применяют в методе серий. Этот метод позволяет выявлять систематические погрешности посредствам анализа серий измерений. Если есть 2 ряда измерений п1 и п2, и их средние арифметические (х_1 ) ̅и (х_2 ) ̅, то вероятность того, что разность

|(х_1 ) ̅-(х_2 ) ̅ |≥ε

является случайной величиной, определяется равенством

Р(|(х_1 ) ̅-(х_2 ) ̅ |≥ε)=1-Р_(tp.n),где

t_p=|(х_1 ) ̅-(х_2 ) ̅ |/σ; n=n_1+n_2-2

Величина Р определяется по таблице Стьюдента.

Если полученная вероятность Р > 0,95, то разность |(х_1 ) ̅-(х_2 ) ̅ | носит систематический характер.

29. Понятие о систематических погрешностях. Общая классификация.

Систематическая погрешность – это cоставляющая погрешности результата измерения, остающаяся постоянной или же закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же физической величины.

1. В зависимости от характера изменения систематические погрешности подразделяют на постоянные, прогрессивные и погрешности.

Постоянные погрешности - погрешности, которые длительное время сохраняют свое значение, например, в течение времени выполнения всего ряда измерений. Они встречаются наиболее часто.

Прогрессивные погрешности - непрерывно возрастающие или убывающие погрешности.

Периодические погрешности - погрешности, значение которых является периодической функцией времени или функцией перемещения указателя измерительного прибора. Погрешности, изменяющиеся по сложному закону, происходят вследствие совместного действия нескольких систематических погрешностей.

2. В зависимости от причин появления систематические погрешности подразделяют на:

инструментальные;

погрешности метода измерений;

субъективные (влияние оператора);

погрешности вследствие отклонения условий измерения от установленных (t, P)

Систематические погрешности могут быть обнаружены и исключены. Однако в реальных условиях пол-ностью исключить систематическую составляющую погрешности невозможно. Всегда остаются какие-то неисключенные остатки, которые нужно учитывать, чтобы оценить их границы. Это и будет систематическая погрешность измерения.

30. Выявление и исключение систематических погрешностей методом серий.

В практике измерений часто бывает необходимо выяснить наличие систематических погрешности результатов наблюдений, обусловленной влиянием какого-либо фактора, или определить, вызывают ли изменения этого фактора систематическое смещение результатов измерений. С этой целью проводят многократные измерения, состоящие из и достаточного числа серий, каждая из которых соответствует определенным значениям влияющего фактора (ими могут быть внешние условие – температура, давление, или временная последовательность измерений и т.п.).

Выявление систематических погрешностей посредством метода серий с применением распределения Стьюдента:

Если есть 2 ряда измерений одной и той же величины п1 и п2, то средние результаты этих измерений, как правило, будут различны (х_1 ) ̅и (х_2 ) ̅. Это расхождение может быть объяснено случайной или систематической составляющей. Методика выявления характера погрешности заключается в следующем:

1. Из двух рядов п1 и п2 независимых измерений находят средние арифметические (х_1 ) ̅и (х_2 ) ̅.

2. Определяют значения

S=√(1/(n_1+n_2-2) [∑_(i=1)^(n_i)▒〖(x_i-x ̅)〗^2 +∑_(i=1)^(n_i)▒〖(x_j-x ̅)〗^2 ] )

3.Вычисляют σ=S√(1/n_1 +1/n_2 )

4. Вероятность того, что разность

|(х_1 ) ̅-(х_2 ) ̅ |≥εявляется случайной величиной, определяется равенством

Р(|(х_1 ) ̅-(х_2 ) ̅ |≥ε)=1-Р_(tp.n),где, где t_p=|(х_1 ) ̅-(х_2 ) ̅ |/σ; n=n_1+n_2-2

Величина Рt определяется по таблице Стьюдента.

Если полученная вероятность Рt > 0,95, то разность |(х_1 ) ̅-(х_2 ) ̅ | носит систематический характер.

31. Выявление и исключение систематических погрешностей дисперсным методом.

В практике измерений часто бывает необходимо выяснить наличие систематических погрешности результатов наблюдений, обусловленной влиянием какого-либо фактора, или определить, вызывают ли изменения этого фактора систематическое смещение результатов измерений. С этой целью проводят многократные измерения, состоящие из и достаточного числа серий, каждая из которых соответствует определенным значениям влияющего фактора (ими могут быть внешние условие – температура, давление, или временная последовательность измерений и т.п.).

Выявление систематических погрешностей с помощью дисперсионного анализа (универсальный метод Фишера).

Проведено N измерений, разбиваем на s серий (s>3) по nj в каждой серии. snj= N. Определяем имеется или отсутствует систематическое расхождение.

Характеристикой совокупности случайных внутрисерийных погрешностей будет ср сумма дисперсий результатов наблюдений, вычисленных раздельно для каждой серии.

〖σ_вс〗^2=1/(N-s) ∑_(j=1)^s▒∑_(i=1)^(n_j)▒〖(x_ij-x_j^-)〗^2

x_j^-=1/n_j ∑_(i=1)^(n_j)▒〖x_ij; 〗 x_ij- результат i-того измерения в j-той серии.

Внутрисерийная дисперсия 〖σ_вс〗^2 хар-т случайные погр измерений. Далее рассчитывается усредненная межсерийная дисперсия.

〖σ_мс〗^2=1/(s-1) ∑_(j=1)^s▒〖(x_j^--x^-)〗^2 ;x_j^-- выражает силу действия фактора, вызывающего систематические различия между сериями.

Т.о. σ_вс^2/σ_вс^2+σ_мс^2 - коэффициент ошибки - харак-т долю дисперсии всех результатов наблюдений, обусловленную наличием случайных погрегностей измерений, а σ_мс^2/σ_вс^2+σ_мс^2 - показатель дифференциации – долю дисперсии, обусловленную межсирийными различиями результатов наблюдений. Чем больше отнашение показателя дифференциации к коэффициенту ошибки, тем сильнее действие фактора, по которому группировались серии и тем больше систематическое различие между ними.

Критерий оценки наличия сист погр явл дисперсиооный критерий Фишера F=62мс/62вс. Критическая область для критерия Фишера соответствует Р(F >Fq)=q.

Значение Fq для различных уровней значимости q, числа и змерений N и числа серий s представляют собой табличные данные, где даются степени свободы k2=N-s, k1=s-1. Если полученное знач критерия Фишера больше, то обнар сист погрешность.

F_(расп.)>F_(теор.) - это есть систематическая ошибка.

32. Основные методы выявления и исключения грубых погрешностей.

Грубая погрешность или промах – это погрешность отдельного результата измерения, входящего в ряд измерений, которая для данных условий резко отличается от остальных результатов этого ряда. Грубые погрешности измерений (промахи) могут сильно исказить х ̅,  и доверительный интервал, поэтому их исключение из серии измерений обязательно. Обычно в ряду полученных результатов они сразу видны, но в каждом конкретном случае это необходимо доказать. Существует ряд критериев для оценки промахов.

Критерий З. В этом случае считается, что результат, возникающий с вероятностью Р З

Величины х ̅, и  и вычисляют без учета хi . Данный критерий надежен при числе измерений п > 20,. ..,50.

Если 4 1,7∙σ_x, при n = 6;

>1,9∙σ_x, при n = 8;

>2,0∙σ_x, при n = 10;

33. Средства измерений (СИ) – определение, классификация.

СИ – техническое средство, предназначенное для измерений, имеющие нормальные МХ, воспроизведение или хранение единици ФВ, размер которой принимается неизменным в пределах установленной погрешности в течении известного интервала времени.

СИ подлежат поверкам.

Разновидности СИ:

Меры- СИ воспроизведения и хранения единицу ФВ заданного размера

Меры: Однозначные - воспроизведение только одного значения ФВ (гиря, образец твердости, шероховатости)

Многозначные – ряд значений ФВ (измер.линейкой, набор гирь)

Измерительные приборы – СИ, предназначенные для переработки измер. информации в другие формы, доступные для непосредственного наблюдения оператором.

Прямого действия (амперметры, вольтметры

Приборы сравнения (компараторы)

Измерительные приборы могут иметь в своем устройстве измерительные преобразователи, это части СИ которая может вырабатывать сигнал измерения информации в форме удобной для передачи, наблюдения, обработки и хранения. При этом исходный измер.сигнал чаще всего оказывается недоступным для непосредственного восприятия наблюдателем.

По месту занимающему в измерительной цепи преобразователи делятся на :

Первичные Промежуточные ит.д.

Конструкционно они выполняются либо отдельными блоками, либо составной часть СИ.

Измерительные установки – совакупность функционально объединенных СИ и вспомогательных устройств.

Все основные и дополнительные СИ конструктивно объединены на одной платформе.

Измерительные системы – комплекс СИ и вспомогательных устройств с компонентами. В отличие от измерительных установок измерительная система своей частью каналов связи не действует на измерительную процедуру, а используется только для передачи, хранения и обработки измеряемой информации.

Информационно-вычислительные комплексы.

МХ СИ. Основные нормированные МХ

МХСИ - это характеристики си, которые влияют на рез-т и определенную точность измерений.

Их вводят с целью:

- обеспечения возможности установления точности измерений;

- достижения взаимозаменяемости си;

- сравнения си между собой;

- определения погрешностей измерит. Систем;

- оценки технического состояния Ми при проверке.

По ГОСТу устанавливают перечень МХ, способы их нормирования и формы представления.

Основные МХ СИ:

диапазон измерений – область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые пределы погрешности СИ;

предел измерения – наибольшее и наименьшее значение диапазона измерения;

цена деления шкалы – разность значений величин, соответствующих двум соседним отметкам шкалы;

чувствительность – отношение изменения сигнала ∆yна выходе СИ к вызвавшему это изменение изменению ∆x сигнала на входе.

S=∆y/∆x

порог чувствительности – наименьшее значение измеряемой величины, вызывающее заметное изменение показаний прибора;

постоянная прибора С=1/S;

вариация – (гистерезис) – разность между показаниями СИ в данной точке диапазона измерения при возрастании и убывании измерений величины и неизменных внешних условиях:

H=|x_в-x_y | , где xв xу – значения измерений образцовыми СИ при возрастании и убывании величины x;

8) погрешность – разность между показаниями СИ и действительным значением ФВ.

36. Понятие класса точности СИ. Способы назначения классов точности СИ

Строгое нормирование МХ СИ, ис-пользуемых при высокоточных лабораторных измерениях и мет-рологической аттестации, а также других СИ – неотъемлемая часть проведения любых испытаний или измерений, обеспечивающих получение действительных значений ФВ с определенной точностью.

При технических измерениях можно пользоваться более грубым нормированием — присвоением СИ определенного класса точности по ГОСТу.

Класс точности — это обобщенная МХ, определяющая различные свойства СИ. Поскольку точность измерения зависит и от метода измерения, от взаимодействия си с объектом, от условий измерения и т.д. В частности, чтобы измерить величину с точностью до 1%, не-достаточно 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 МХ, ГОСТ устанавливает несколько способов назначения классов точности. Эти способы базируются на следующих положениях:

в качестве норм принимаются пределы допускаемых погрешностей, которые включают систематические и случайные составляющие.

основная осн и все виды дополнительных погрешностей доп нормируются порознь.

Второе положение направлено на обеспечение максимальной однородности однотипных СИ.

Замена одного СИ другим не всегда будет эквивалентной, поскольку одно СИ будет иметь большую температурную погрешность, другое — частотную, что при конкретном измерении неизвестно.

Определяя класс точности, нормируют прежде всего пределы допускаемой основной погрешности осн. Пределы допускаемой дополнительной погрешности устанавливают в виде дольного значения [осн].

Классы точности разработанным и вводимым для применения СИ присваивают по результатам государственных приемочных испытаний.

Для СИ, предназначенных измерения одной и той же физической величины или для измерения разных физических величин. Таким СИ присваиваются 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 условий класс точности, присвоенный на производстве, в эксплуатации может понижаться.

Таким образом, снять показание — не значит измерить. Надо оценить еще и погрешность измерения, учитывая, что случайные погрешности делают результат ненадежным, а систематические — неверным. Допускаемая величина относительной погрешности СИ определяется требуемой точностью ИЗМ измерений.

И так, под классом точности понимается обобщенная характеристика всех средств измерений данного типа, обеспечивающая правильность их показаний.

37. Способы обозначения классов точности СИ

Класс точности – это обобщенная характеристика СИ, обеспечивающая правильность их показаний и устанавливающая оценку снизу точности показаний. Классы точности по разработанным и вводимым для применения си присваивают на основании результатов государственных приемочных испытаний. В качестве норм принимаются пределы допускаемых погрешностей. При этом при однократном отсчете применяемое СИ обеспечивает учет величины общей погрешности, а основная и все виды дополнительных погрешностей нормируются порознь. При этом прежде всего нормируются пределы допускаемой основной погрешности, пределы допускаемой дополнительной погрешности устанавливают в виде дольного (кратного) значения основной погрешности.

Для СИ, предназначенных для измерения одной и той же ФВ или для измерения разных ФВ, присваиваются разные классы точности, как по диапазонам, так и по измеряемым ФВ.

Обозначения классов точности наносятся на циферблаты, щитки и корпуса СИ, приводятся в НТД.

Для СИ с равномерной, почти равномерной или степенной шкалой, нулевое значение сигнала у которых находится на краю диапазона измерений, обозначение класса точности одной из перечисленных цифр означает, что значение измеряемой величины не отличается от значения, которое показывает прибор, более чем на соответствующее число процентов от верхнего предела измерений. Иными словами, эта цифра указывает значение основной допустимой приведенной погрешности. У приборов, которые имеют неравномерную шкалу, цифра класса точности заключается в окружности.

Пределы допускаемых основной и дополнительной погрешностей выражают в формах абсолютной, относительной и приведенной погрешностей.

Класс точности, назначенный в форме абсолютной погрешности может выражаться одним числом∆=±а, при неизменных границах; двучленом

∆=±(a+bx)- при линейном изменении границ абсолютной погрешности.

Классы точности обозначают прописными буквами латинского алфавита или римскими цифрами. При этом, чем дальше буква от начала алфавита, тем больше значение допускаемой абсолютной погрешности.

Класс точности, устанавливаемый по допускаемой относительной погрешности, назначается соответственно рекомендуемому ряду чисел

δ=±A∙〖10〗^n где А=1;1,5;(1,6);2;2,5;(3); 4; 5; 6;

n=1;0;-1;-2;…

Класс точности через относительную погрешность СИ назначается двумя способами:

если погрешность СИ имеет в основном мультипликативную составляющую, то пределы допускаемой основной относительной погрешности устанавливают по формуле

δ=(±∆)/х*100%=±A∙〖10〗^n=±q

Так обозначают классы точности мостов переменного тока, счетчиков электроэнергии, делителей напряжения, измерительных трансформаторов. Цифры, обозначающие класс точности, при этом изображаются в кружке.

Если СИ имеют как мультипликативную, так и аддитивную составляющие, то класс точности обозначается двумя цифрами, соответствующими значениям с и d формулы^

δ=±[c+d(|x_0/x|-1)]

где x0- больший по модулю из пределов измерений;

с и d – числа, обозначающие класс точности, причем, как правило, с > d.

При назначении класса точности по приведенной погрешности

γ=(±∆х)/х_н

используются цифры того же ряда, как и при назначении класса точности по относительной погрешности. Однако, в случае применения приведенной погрешности цифры класса точности приводятся без кружка.

38. Алгоритм обработки многократных равноточных измерений.

Последовательность обработки:

Обнаружить и исключить систематическую погрешность;

Вычислить среднеарифметическое значение;

Рассчитать выборки численных характеристик с исключением из полученного результата, который ставится под сомнение (предположительно промах),

Обнаруживаем и исключаем грубые погрешности.

Вычисляем выборочное СКО σ_х ̅ от значения погрешности измерения;

Определяют закон распределения случайной составляющей:

- при заданном значении доверительной вероятности Р и числе измерений n по таблицам определяют коэффициент Стьюдента;

- находят границы доверительного интервала для случайной погрешности:

ℇ=±t_p σ_x ̅

39. Метод проверки нормального распределения погрешности измерений (критерий Пирсона)

При обработке экспериментальных данных существенное значение имеет вопрос о том, подчиняется ли результат измерения нормальному закону распределения вероятности. Такая гипотеза должна быть обязательно проверена.

Проверить эту гипотезу можно по виду гистограммы, построенной на основании экспериментальных данных.

Правила построения гистограммы:

интервалы, на которые разбивается ось абсцисс, по возможности, следует выбирать одинаковыми;

число интервалов k устанавливается в соответствии со следующими рекомендациями:

Число измерений Число интервалов

40-100 7-9

100-500 8-12 500-1000 10-16

1000-10000 12-22

масштаб нужно выбирать таким, чтобы высота гистограммы относилась к основанию примерно5/8.

Существует несколько критериев согласия, по которым проверяются гипотезы о соответствии экспериментальных данных тому или иному закону распределения вероятности результата измерения. Наиболее распространенным является критерий Пирсона.

При использовании этого критерия за меру расхождения экспериментальных данных с теоретическим законом распределения вероятности результата измерения принимается сумма квадратов отклонения частостей m/n от теоретической вероятности Pi попадания отдельного значения результата измерения в i-й интервал, причем каждое слагаемое берется с коэффициентом n/Pi:

χ^2=∑_(i=1)^k▒〖n/p_i (m_i/n-p_i ) 〗=∑_(i=1)^k▒(((m_i-〖np〗_i ))/〖np〗_i )

Если расхождение случайно, то χ^2 подчиняется χ^2- распределению.

Вероятность того, что случайное число примет значение, меньшее аргумента этой функции определяется по интегральной функции χ^2-квадрат распределения. Можно построить кривые интегральной функции этого распределения для различных значений k. Здесь k соответствует числу интервалов только при проверке соответствия нормальному закону распределения вероятности результата измерения. Поэтому, задавшись значением интегральной функции распределения К.Пирсона F(χ_0^2), можно проверить, больше или меньше ее аргумента χ_0^2 вычисленное значение χ^2.

Если χ^2 χ_0^2,то с той же вероятностью можно признать, что χ^2 не подчиняется распределению К.Пирсона.

40. Алгоритм обработки результатов неравноточных измерений.

Необх. уточнить рез-ты измерений, найти наиб. достоверное знач-е. Ряды наблюдений назыв. неравномерными и неравнорассеянными, если они выполнены разными людьми, группами.

Оценка среднего близка и чем она ближе др. к другу, тем высоковоспр. измерения.

Ряды наблюдений хар-ся дисперсией.

1) если при высокоточных измер. необх. убедиться в отсутствии систематич. погрешностей, измерения проводят в разных цехах, разл. операторами. Если ср. ариф. показ. отсутствие разницы- нет сист. погрешности.

2) аналогич. измерения м.б. выполнены в разных лабораториях, разными средствами и рез-ты отличаться => необх. исправить получ. рез-ты , обработать и получить наиб. достоверные оценки рассеяния вокруг среднего и среднего.

3) измерения востребованы при выполнении поверчных или калибровочных работ. СИ претерпевает физич износ, т.е. уменьшается рассеяние.

При обработке рез-ов неравноточн. измерений в основе расчетов лежат след. данные:

-ср. знач-я по рядам измерений ((Х_1 ) ̅,(Х_2 ) ̅,(Х_m ) ̅);

-σ1х, σ2х, σ3х, …. σmх

-кол-во измерений в отдельных рядах измерений (n1,n2… nm)

-m-кол-во рядов наблюдений.

Наиб. достоверные знач-я явл. ф-ей от ср. знач-й, получ. по рядам. (x_0 ) ̅=F((x_1 ) ̅; (x_2 ) ̅;..; (x_m ) ̅)

Если есть действ знач-я ФВ: (х_0 ) ̅ = Q + ε0 где Q - действ знач-я ФВ

хj = Q + εj (∂(x_0 ) ̅)/∂Q=(∂F_(x_1 ) ̅ )/(∂(x_1 ) ̅ )∙(∂(x_1 ) ̅)/∂Q+(∂F_(x_2 ) ̅ )/(∂(x_2 ) ̅ )∙(∂(x_2 ) ̅)/∂Q+..,где (∂(x_1 ) ̅)/∂Q и (∂(x_2 ) ̅)/∂Q=1 ; (∂(Q+ε_(j)))/∂Q=1

⋇ ∂F/(∂(x_1 ) ̅ )+∂F/(∂(x_2 ) ̅ )+..=1 → слагаемые не зависят от ср. ариф. ср. рядов, т.к. ряды независимы.

Однако ср. знач. ряда измерений получ. в разных условиях или не одним наблюдателем и разными средствами измерений явл. независ вел-ми, но их объедин. общность МО=>произв лев. части м.б. только константой (x_0 ) ̅=∑_(j=1)^m▒a_j ∙(x_j ) ̅+C

Q=Q∙∑_(j=1)^m▒a_j +C это нер-во выполняется при условии ∑_(j=1)^m▒a_j =1 , где a_j - весовой коэфф-т исходных средних арифметических. ((x_0 ) ̅=∑_(j=1)^m▒a_j ∙(x_j ) ̅).

Желательно так выбрать аi, чтобы они обращали в мин. дисперсию среднеквадратичного, кот. м.б. представлен соотношением D[(x_0 ) ̅ ]=〖σ_(x_0 ) ̅ 〗^2=D[∑_(j=1)^m▒a_j ∙(x_j ) ̅ ]=∑_(j=1)^m▒〖a_j^2 D[(x_j ) ̅ ] 〗=∑_(j=1)^m▒a_j^2 (σ_(x_j)^2)/(n_j^2 )

Рабочая формула (x_0 ) ̅=∑_(j=1)^m▒P_j ∙(x_j ) ̅/∑_(j=1)^m▒P_j , где (x_0 ) ̅ - средневзвешенное.

41. Алгоритм обработки результатов косвенных измерений.

При косвенных измерениях ФВ получают на основании прямых измерений др ФВ, функций связанных с искомой.

Рассмотрим случай, когда Q_z= Q_x+ Q_y. Т.к. результаты прямых измерений величин Qx и Qy включ в себя некоторые случ погрешности, то Z ̅-λ_z=X ̅-λ_x+Y ̅-λ_y, где X ̅ и Y ̅ - ср арифметические; λ_x и λ_y - случайные погрешности средних. След.: Z ̅=X ̅+Y ̅; λ_z=λ_x+λ_y. Математическое ожидание = действительному значению искомой вел-ны. M[Z ̅ ]=M[X ̅+Y ̅ ]=M[X ̅ ]+M[Y ̅ ]=Q_x+Q_y=Q_z. Дисперсия: σ_z ̅^2=σ_X ̅^2+σ_Y ̅^2; σ_Z ̅ =√(σ_X ̅^2+σ_Y ̅^2 ).

Общ ур-ие косвенного измерения: Q=f(x_1,x_2,..,x_i ). Общая формула функций зависимости: Q ̅=a ̅^α∙b ̅^β∙c ̅^γ, где Q, a, b, c – средние значения; α, β, γ – показатели степени при соотв ФВ.

Абсолютная погрешность:

∆Q=√((∂f/∂a)^2 ∆a^2+(∂f/∂b)^2 ∆b^2+(∂f/∂c)^2 ∆c^2 )

Относительная погрешность:

δ=∆Q/Q ̅ =√((∂lnf/∂a)^2 ∆a^2+(∂lnf/∂b)^2 ∆b^2+(∂lnf/(∂c^2 ))^2 ∆c^2 )

В другой форме относит погрешность:

σ_Q/Q ̅ =√(α^2 (σ_a/a ̅ )^2+β^2 (σ_b/b ̅ )^2+γ^2 (σ_c/c ̅ )^2 )

Также можно воспользоваться др соотношением:

(σ_Q )^2=(∂Q/∂a)^2 〖(σ_a)〗^2+⋯.

Для определения результата косвенных измерений также нужно проверить наличие и исключить систематические и грубые погрешности рез-та прямых измерений, установить закон распределения.

В технических измерениях часто применяют упрощенный метод рез-та косвенных измерений, не требующий установления з-на распределения аргумента.

Q ̅=(Q_max-Q_min)/2; ∆Q=(Q_max-Q_min)/2, тогда относительная погрешность:

δ_Q ̅ =(Q_max-Q_min)/(Q_max+Q_min )∙100%

42. Метод коэффициентов, как способ приближенного определения погрешностей косвенных измерений.

В технических измерениях часто применяют упрощенный метод результата косвенных измерений.

В качестве среднего значения Q ̅ применяется полусумма максимального и минимального значения функции Q, а значение абсолютной погрешности ∆Q, как полуразность этих значении:

Q ̅=(Q_max-Q_min)/2;

∆Q=(Q_max-Q_min)/2

Относительная погрешность:

δ_Q ̅ =(Q_max-Q_min)/(Q_max+Q_min )∙100%

43. Закон РФ «О техническом регулировании» и задачи обеспечения единства измерений.

Закон о ТР допускает принимать решения о признании результатов испытаний и утверждения СИ, проведенных в зарубежной стране. Это условие внесено в договор на поставку. Всякий раз после выпуска их проводятся испытания на соответстви ем метрологических характеристик в ТУ.

Принятие закона о техническом регулировании предусмотрено обязательствами России по вступлению во Всемирную торговую организацию. Суть закона состоит в том, чтобы полностью изменить существующую систему стандартизации продукции и процессов производства, а именно заменить обязательную стандартизацию добровольной. Во всем мире стандарты носят добровольный характер и не создают препятствий для развития науки и внедрения новых технологий .В России действовала совершенно другая система. Все стандарты являлись обязательными, и сдерживали развитие производства. Обязательность стандартов создает возможность для различных проверяющих инстанций оказывать давление на предпринимателей через сертификации продукции. Все требования к продукции и процессам производства утверждались нормативными актами ведомств, действующие стандарты фактически ориентируются на определенный минимальный уровень качества, который может быть достигнут массовыми производителями. Закон "О техническом регулировании" вводит два уровня требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации: первый - технические регламенты; второй уровень - стандарты.

Технические регламенты принимаются только в целях защиты жизни, здоровья физических лиц, имущества физических или юридических лиц, государственного или муниципального имущества, охраны окружающей среды, в том числе жизни и здоровья животных или растений, а также в целях предотвращения введения в заблуждение потребителей продукции. Принятие технических регламентов в иных целях не допускается.

Стандарты носят добровольный характер. Могут применяться национальные стандарты, утвержденные национальным органом по стандартизации, международные стандарты, стандарты организаций. В этой ситуации производители могут быть заинтересованы в повышении требований к качеству своей продукции, используя систему стандартизации как элемент конкурентной борьбы.

Закон «Об обеспечении единства измерений» устанавливает и законодательно закрепляет основные понятия, принимаемые для целей Закона:

единство измерений;

средство измерений;

эталон единицы величины;

государственный эталон единицы величины;

нормативные документы по обеспечению единства измерений;

метрологическая служба;

метрологический контроль и надзор;

поверка и калибровка средств измерений;

сертификат об утверждении типа средств измерений;

аккредитация на право поверки средств измерений;

сертификат о калибровке.

Техническое регулирование осуществляется в соответствии с принципами:

применения единых правил установления требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнению работ или оказанию услуг;

соответствия технического регулирования уровню развития национальной экономики, развития материально-технической базы, а также уровню научно-технического развития;

независимости органов по аккредитации, органов по сертификации от изготовителей, продавцов, исполнителей и приобретателей;

единой системы и правил аккредитации;

единства правил и методов исследований (испытаний) и измерений при проведении процедур обязательной оценки соответствия;

единства применения требований технических регламентов независимо от видов или особенностей сделок;

недопустимости ограничения конкуренции при осуществлении аккредитации и сертификации;

недопустимости совмещения полномочий органа государственного контроля (надзора) и органа по сертификации;

недопустимости совмещения одним органом полномочий на аккредитацию и сертификацию;

недопустимости внебюджетного финансирования государственного контроля (надзора) за соблюдением требований технических регламентов.

44. Ответственность за нарушение законодательства по метрологии

В Законе предусмотрена юридическая ответственность за нарушение метрологических правил и норм. Устанавливаются меры пресечения или предупреждения нарушений:

запреты на применение и выпуск СИ;

погашение поверительных клейм и аннулирование свидетельств о поверке;

изъятие СИ из эксплуатации;

выдача обязательных предписаний об устранении нарушений.

Это разновидность административных взысканий, которые применяют государственные инспекторы Госстандарта.

Наряду с этим устанавливаются административная ответственность в отношении должностных лиц, в частности, денежные штрафы от 5 до 100 минимальных размеров оплаты труда.

Гражданско-правовая ответственность наступает в ситуациях, когда причиняется имущественный или личный ущерб (возмещение ущерба).

Уголовная ответственность наступает, когда имеются признаки состава преступления, предусмотренные УК. К ним относятся: халатность, нарушение правил метрологии, выпуск или продажа товаров (услуг), не отвечающих требованиям безопасности .

Дисциплинарная ответственность определяется администрацией предприятия на основании Кодекса законов о труде.

45. Система испытаний и утверждения типа СИ.

Для всех сфер измерений, целесообразно проводить испытания с целью утверждения типа. Предприятию-изготовителю практи-чески неизвестно, где будут использоваться выпускаемые им сред-ства измерений.

Утверждение типа — это первая составляющая государственного метрологического контроля. Утверждение типа средств измерений проводится в целях обеспечения единства измерений в стране и постановки на производство и выпуск в обращение средств измерений, соответствующих требованиям, установленным в нормативных документах.

Система испытаний и утверждения типа средств измерений 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.

46. Понятие о поверке СИ. Основные документы, регламентирующие поверочную деятельность. Классификация поверок СИ

Различают поверки: первичную, периодическую, внеочередную, инспекционную, комплексную, поэлементную и выборочную.

Поверка выполняется метрологическими службами, которым дано на это право. Средство измерений оформляется выдачей свидетельства о поверке, нанесением поверительного клейма или иными способами, устанавливаемыми НТР.

Первичной подлежат все СИ утверждённых типов, кот. произведены или отремонтированы в России.

Периодическая - самая ключевая для исп-ия. подлежат все СИ, нах-ся в эксплуатации, занесённые в гос. регистр. Поверочные испытания провод-ся периодически, интервалы устанавливаются при назначении типа.

После ремонта первичная поверка. Прокат - периодич.

Результат поверки – акт поверки: поверитель, время проведения, результат и заключение – годен/нет. На СИ устан-ся поверочное клейма (пломба).

Внеочередная – для СИ, наход-ся на длит. хранении или вне эксплуатации. Результата закреплён актом проверки. В процессе поверки участвуют только аккредитованные члены поверки. Лицензия на поверку выдаётся гос. метрологич. службами. Имя поверителя и срок след. поверки.

Внеочередная

1) повреждение знака поверит клейма/потеря акта о проведении поверки.

2) ввод в эксплуатацию СИ, нах-ся на длит. хранении,

3) СИ наход. в продаже/прокате,

4) СИ, нах-ся на длит. хранении распаков. и уста-ся в измерит. систему/установку. В рез-те незапланированных факторов;

5) в ходе работы СИ обнаружены отклонения.

Инспекционная – для выявления пригодности СИ в ходе гос. метрол. надзора/контроля, когда надо проверить правильность работы СИ.

Экспертная – при возникновении стандартных вопросов о хар-ках, св-вах, периодичности применения.

На любую поверку: сопроводительная инструкция по эксплуатации, тех. паспорт, свидет-во о послед. поверке. Все поверки кроме инспекционной проводятся при помощи договоров, заявок. Из бюджетных средств.

Понятие о калибровке СИ. Область применения. Российская система калибровки.

Средства измерений, не подлежащие поверке, могут подвергаться калибровке.

Калибровка СИ – совокупность операций, устанавливающих соотношение между значением величины, полученным с помощью данного средства измерений и соответствующим значением величины, определенным с помощью эталона с целью определения действительных метрологических характеристик этого СИ.

Особенности калибровки:

подвергаются СИ, не подлежащие ГМКиН;

добровольная процедура;

выполняется любой метрологической службой;

необязательность аккредитации на право калибровки;

следствие разгосударствления процессов контроля за исправностью СИ – отказ от всеобщей обязательности поверки СИ.

Калибровка может проводиться любой метрологической службой. Это добровольная процедура, однако для ее проведения необходимы определенные условия. Основное условие – прослеживание измерений, т.е. обязательная передача размера единицы от эталона к рабочему средству измерений.

В РФ создана Российская система калибровки (РСК), в которую входят государственные научные метрологические центры, органы ГМС, метрологические службы юридических лиц.

РСК базируется на принципах:

обязательность передачи размеров единиц от государственных эталонов к рабочим СИ;

профессионализм и техническая компетентность;

самоокупаемость.

Международные организации по метрологии.

Обеспечение единства измерений является и задачей различных международных организаций по метрологии.

Две наиболее крупные международные организации по метрологии:

Международная организация мер и весов (МОМВ) – межправительственная организация, в состав которой входит Международное бюро мер и весов (МБМВ), основной задачей которого является хранение, совершенствование и сличение национальных и международных эталонов, совершенствование метрической системы измерений и т.п. Например, принятие международной системы единиц (СИ), нового определения секунды и метра.

Международная организация законодательной метрологии (МОЗМ) учреждена в 1956 г., объединяет более 80 государств. Цель ее – разработка общих вопросов законодательной метрологии: установление классов точности СИ, порядок поверки и калибровки СИ, гармонизация методов сличения, поверок и аттестации эталонов, выработка оптимальных форм организации метрологических служб и т.п.

Решения МОЗМ носят рекомендательный характер. Россия отвечает в ней за определенные области метрологии - ведет два технических комитета (ТК): «Средства измерений ионизирующих излучений» и «Приборы для физико-химических измерений».

50. Понятие о стандартизации, ее сущность и содержание.

Стандартизация — это плановая деятельность по установлению общих обязательных правил, норм и тре-бований в целях обеспечения:

• безопасности продукции, работ и услуг для окружающей среды, жизни, здоровья и имущества человека; то есть обеспечения права потребителя на приобретение товаров надлежащего качества за приемлемую цену, а также право на безопасность и комфортность труда;

• технической информационной совместимости, а также вза-имозаменяемости продукции;

• качества продукции, работ и услуг в соответствии с уровнем развития науки, техники и технологии;

• единства измерений, правовые и другие основы которого регламентированные Законом;

• экономии всех видов ресурсов;

• безопасности хозяйственных объектов с учетом риска воз-никновения природных и техногенных катастроф и других чрез-вычайных ситуаций;

• обороноспособности и мобилизационной готовности страны.

Стандартизация осуществляется на разных уровнях.

Уровень стандартизации различается в зависимости от того, участники какого географического, экономического, политического региона мира принимают стандарт. Если участие в стандартизации открыто для соответствующих органов любой страны, то это международная стандартизация.

Цель стандартизации — достижение оптимальной степени упорядочения в той или иной области посредством широкого и многократного использования установленных положений, требований, норм для решения реально существующих, планируемых или потенциальных задач.

Региональная стандартизация — деятельность, открытая только для соответствующих органов государств одного географического, политического или экономического региона мира.

Национальная стандартизация — стандартизация в одном конкретном государстве. При этом национальная стандартизация также может осуществляться на разных уровнях: на государственном, отраслевом уровне, в том или ином секторе экономики, на уровне ассоциаций, производственных фирм, предприятий.

Стандартизацию, которая проводится в административно-территориальной единице, принято называть административно-территориальной стандартизацией.

Нормативные документы по стандартизации в РФ установлены Законом РФ «О стандартизации»:

• Государственные стандарты Российской Федерации (ГОСТ РФ);

• применяемые в соответствии с правовыми нормами международные, региональные стандарты, а также правила, нормы и рекомендации по стандартизации;

• общероссийские классификаторы технико-экономической информации;

• стандарты отраслей;

• стандарты предприятий;

• стандарты научно-технических, инженерных обществ и других общественных объединений.

До настоящего времени действуют еще и стандарты СССР, если они не противоречат законодательству РФ.

Кроме стандартов, нормативными документами являются также ПР — правила по стандартизации, Р — рекомендации по стандартизации и ТУ - технические условия. Особое требование предъявляется к нормативным документам на продукцию, которая согласно российскому законодательству подлежит обязательной сертификации.

51. Закон РФ «О техническом регулировании» и задачи обеспечения единства измерений.

Закон о ТР допускает принимать решения о признании результатов испытаний и утверждения СИ, проведенных в зарубежной стране. Это условие внесено в договор на поставку. Всякий раз после выпуска их проводятся испытания на соответстви ем метрологических характеристик в ТУ.

Принятие закона о техническом регулировании предусмотрено обязательствами России по вступлению во Всемирную торговую организацию. Суть закона состоит в том, чтобы полностью изменить существующую систему стандартизации продукции и процессов производства, а именно заменить обязательную стандартизацию добровольной. Во всем мире стандарты носят добровольный характер и не создают препятствий для развития науки и внедрения новых технологий .В России действовала совершенно другая система. Все стандарты являлись обязательными, и сдерживали развитие производства. Обязательность стандартов создает возможность для различных проверяющих инстанций оказывать давление на предпринимателей через сертификации продукции. Все требования к продукции и процессам производства утверждались нормативными актами ведомств, действующие стандарты фактически ориентируются на определенный минимальный уровень качества, который может быть достигнут массовыми производителями. Закон "О техническом регулировании" вводит два уровня требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации: первый - технические регламенты; второй уровень - стандарты.

Технические регламенты принимаются только в целях защиты жизни, здоровья физических лиц, имущества физических или юридических лиц, государственного или муниципального имущества, охраны окружающей среды, в том числе жизни и здоровья животных или растений, а также в целях предотвращения введения в заблуждение потребителей продукции. Принятие технических регламентов в иных целях не допускается.

Стандарты носят добровольный характер. Могут применяться национальные стандарты, утвержденные национальным органом по стандартизации, международные стандарты, стандарты организаций. В этой ситуации производители могут быть заинтересованы в повышении требований к качеству своей продукции, используя систему стандартизации как элемент конкурентной борьбы.

Закон «Об обеспечении единства измерений» устанавливает и законодательно закрепляет основные понятия, принимаемые для целей Закона:

единство измерений;

средство измерений;

эталон единицы величины;

государственный эталон единицы величины;

нормативные документы по обеспечению единства измерений;

метрологическая служба;

метрологический контроль и надзор;

поверка и калибровка средств измерений;

сертификат об утверждении типа средств измерений;

аккредитация на право поверки средств измерений;

сертификат о калибровке.

Техническое регулирование осуществляется в соответствии с принципами:

применения единых правил установления требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнению работ или оказанию услуг;

соответствия технического регулирования уровню развития национальной экономики, развития материально-технической базы, а также уровню научно-технического развития;

независимости органов по аккредитации, органов по сертификации от изготовителей, продавцов, исполнителей и приобретателей;

единой системы и правил аккредитации;

единства правил и методов исследований (испытаний) и измерений при проведении процедур обязательной оценки соответствия;

единства применения требований технических регламентов независимо от видов или особенностей сделок;

недопустимости ограничения конкуренции при осуществлении аккредитации и сертификации;

недопустимости совмещения полномочий органа государственного контроля (надзора) и органа по сертификации;

недопустимости совмещения одним органом полномочий на аккредитацию и сертификацию;

недопустимости внебюджетного финансирования государственного контроля (надзора) за соблюдением требований технических регламентов.

52. Технический регламент: содержание, уровень утверждения, основные правила применения.

В соответствии с законодательством РФ о техническом регулировании, технический регламент - это документ особого рода, который устанавливает обязательные требования к продукции, работам, услугам и процессам. ТР может называться документ, который принят по специальной процедуре и устроенный особым образом.

ТР принимаются только в целях защиты жизни, здоровья физических лиц, имущества физических или юридических лиц, государственного или муниципального имущества, охраны окружающей среды, в том числе жизни и здоровья животных или растений, а также в целях предотвращения введения в заблуждение потребителей продукции. Принятие технических регламентов в иных целях не допускается.

Принимаются: общие технические регламенты; специальные технические регламенты.

Технические регламенты принимаются: международными договорами, ратифицируемыми в установленном порядке федеральными законами и постановлениями Правительства. В чрезвычайных ситуациях ТР могут приниматься Указами Президента.

Общий ТР содержит требования, обязательные в отношении любых видов продукции. Специальный ТР содержит требования, учитывающие технологические и иные особенности отдельных видов деятельности или продукции. ТР обязательны для исполнения. ТР содержат минимальные требования для обеспечения безопасности.

В законе предусмотрено принятие семи общих технических регламентов по вопросам:безопасной эксплуатации и утилизации машин и оборудования; безопасной эксплуатации зданий, строений, сооружений и безопасного использования прилегающих к ним территорий; пожарной безопасности; биологической безопасности;электромагнитной совместимости; экологической безопасности; ядерной и радиационной безопасности.

Число специальных технических регламентов не ограничено.

Возникает трехуровневая система:

первый уровень - рамочный закон "Об основах технического регулирования в Российской Федерации";

второй уровень - семь общих технических регламентов;

третий уровень - специальные технические регламенты.

58. Математическая база параметрической стандартизации: РПЧ, построение на базе геометрической прогрессии. Примеры данных рядов.

С древнейших времен для построения рядов предпочтительных чисел использовалась геометрическая прогрессия, т. е. такая последовательность чисел, в которой отношение последующего к предыдущему члену (оно называется знаменателем прогрессии) остается постоянным.

Любой член геометрической прогрессии можно вычислить по формуле:

a_n=a_1 q^(n-1) где a1 — первый член; q — знаменатель прогрессии и n — номер взятого члена.

Геометрическая прогрессия имеет ряд полезных свойств, используемых в стандартизации.

1. Относительная разность между любыми соседними членами ряда постоянна. Это свойство вытекает из природы геометрической прогрессии. Возьмем в качестве примера простейшую прогрессию со знаме-нателем, равным двум:

1-2-4-8-16-32-64-...,здесь любой член прогрессии больше предыдущего на 100 %.

Произведение или частное любых членов прогрессии является членом той же прогрессии. Геометрические прогрессии позволяют согласовывать между собой параметры, связанные не только линейной, но также квадратичной, кубичной и другими зависимостями.

Ряды предпочтительных чисел должны удовлетворять следующим требованиям:

1) представлять рациональную систему градаций, отвечающую пот-ребностям производства и эксплуатации;

2) быть бесконечными как в сторону малых, так и в сторону больших значений, т.е. допускать неограниченное развитие параметров или размеров в направлении их увеличения или уменьшения;

3) включать все десятикратные значения любого члена и единицу;

4) быть простыми и легко запоминающимися.

Специальные исследования показали, что всем этим требованиям наилучшим образом удовлетворяют геометрические прогрессии с деся-тикратным увеличением каждого n-го члена.

53. Основные этапы разработки технических регламентов.

При разработке ТР следует выполнить следующие этапы:

1. Идентификация проблемы, определение объекта технического нормирования.

2. Варианты решения проблемы.

3. Анализ влияния технического регламента на барьеры в торговле.

4. Приоритет технических регламентов, содержащих общие требования, перед регламентами, содержащими конкретные технические требования.

5. Гармонизация с международными и региональными стандартами.

6. Формирование технических требований в техническом регламенте.

7. Формирование методов оценки соответствия в техническом регламенте.

8. Проведение согласований технического регламента.

Публикация, уведомления об его разработке в печатном издании федерального органа исполнительной власти по техническому регулированию и в информационной системе общего использования в электронно-цифровой форме (Интернете). Уведомление должно содержать информацию о продукции, для которой разрабатывается регламент. Сюда также требуется внести обоснование необходимости разработки, указание отличий разрабатываемого регламента от международных стандартов или от требований, действующих на территории Российской Федерации. Необходимы также сведения о способе ознакомления с проектом регламента и реквизиты разработчика.

Публичное обсуждение проекта.

Заинтересованные лица направляют разработчику свои, замечания и предложения. Разработчик рассматривает эти замечания и предложения, принимает решение об их принятии, частичном принятии или отклонении.

Публичным обсуждением редакции технического регламента, в которой учтены принятые замечания и предложения. Настоящим законом установлена длительность этого этапа – менее двух месяцев.

Публикацией федеральным органом исполнительной власти по техническому регулированию уведомления, в котором содержится информация о способе ознакомления с проектом технического регламента и перечнем полученных в письменной форме замечаний заинтересованных лиц, а также сведения о разработчике технического регламента.

Этап принятия технического регламента.

Внесенный проект Федерального закона о техническом регламенте с приложением документов направляется Государственной думой в Правительство Российской Федерации.

На проект Федерального закона о техническом регламенте Правительство Российской Федерации в течение месяца направляет в Государственную думу отзыв, подготовленный с учетом заключения экспертной комиссии по техническому регулированию.

Поправки к принятому в первом чтении проекту закона о техническом регламенте после окончания срока их подачи должны быть опубликованы не позднее, чем за месяц до рассмотрения Государственной думой проекта технического регламента втором чтении. Проект закона о техническом регламенте, подготовленный ко второму чтению, Государственная дума направляет в Правительство Российской Федерации не позднее, чем за месяц до рассмотрения проекта Государственной думой во втором чтении. На проект Федерального закона о техническом регламенте Правительство Российской Федерации в течение месяца посылает в Государственную думу отзыв, подготовленный с учетом заключения экспертной комиссии по техническому регулированию. Внесение изменений и дополнений в технический регламент или его отмена рассматривается как разработка нового технического регламента. Внесение изменений может быть осуществлено принятием Федеральным законом, указом Президента РФ, международным договором, постановлением правительства. В исключительных случаях при возникновении особых обстоятельств Президент РФ вправе издать технический регламент без его публичного обсуждения. При принятии технического регламента международным договором применяется порядок его разработки. При необходимости сокращения срока введения в действие технического регламента он может быть введен постановлением Правительства РФ. При этом проект закона направляется на экспертизу в соответствующую экспертную комиссию по техническому регулированию. При принятии постановления об издании технического регламента учитывается заключение экспертной комиссии.

54. Формы утверждения технических регламентов.

Технический регламент – это нормативный документ, являющийся Федеральным законом, в котором устанавливаются обязательные для применения и использования к объектам технического регулирования.

Технический регламент может быть принят так же в форме международного договора РФ и ратифицирован либо в виде указа президента, либо постановления Правительства РФ.

Технический регламент может быть общим и специальным:

- в общих ТР – это обязательные требования к любым видам продукции и производства, такие ТР принимаются по вопросам:

1. безопасности эксплуатации и утилизации;

2. безопасность эксплуатации зданий;

3. пожарная безопасность;

4. биологическая безопасность;

5. экологическая безопасность;

- в специальных ТР требования или особенности отдельных видов продукции и процессов.

Форма представления ТР:

в форме Федерального закона;

указа президента РФ;

в форме международного договора;

постановлении Правительства, в соответствии с законодательством РФ.

55. Практическое применение технических регламентов: правовые основы и области деятельности.

Технический регламент – это нормативный документ, являющийся Федеральным законом, в котором устанавливаются обязательные для применения и использования к объектам технического регулирования.

Технический регламент может быть принят так же в форме международного договора РФ и ратифицирован либо в виде указа президента, либо постановления Правительства РФ.

Технический регламент может быть общим и специальным:

- в общих ТР – это обязательные требования к любым видам продукции и производства, такие ТР принимаются по вопросам:

1. безопасности эксплуатации и утилизации;

2. безопасность эксплуатации зданий;

3. пожарная безопасность;

4. биологическая безопасность;

5. экологическая безопасность;

- в специальных ТР требования или особенности отдельных видов продукции и процессов.

В любом ТР описаны объекты, которые попадают под них. Метрологическое Федеральное Агентство выпускает бюллетень объектов, которые попадают под действие пункта регламента и эти объекты обязаны руководствоваться этими пунктами.

57. Математическая база параметрической стандартизации: РПЧ, построение на базе арифметической прогрессии.

Сущность параметрической стандартизации состоит в том, что параметры и размеры серийно выпускаемых изделий устанавливаются не произвольно, а в соответствии с рядами предпочтительных чисел. Таким числам предписывается отдавать предпочтение по сравнению со всеми другими.

Примеры использования предпочтительных: размеры одежды и обуви; длина гвоздей, диаметры болтов и внутренних отверстий гаек и т.д.

Предпочтительным числам свойственны определенные математические закономерности.

Примерами арифметической прогрессии являются последовательности:

б) возрастающая с разностью 2:

1-3-5-7-9-11-13-...,

в) убывающая с разностью 0,1:

1-0,9-0,8-0,7-0,6-0,5- .....

Любой член арифметической прогрессии можно вычислить по формуле:

an = a1 + d(n-1), где a1 - первый член прогрессии, d — разность прогрессии, n — номер взятого члена.

Ряды предпочтительных чисел, основанные на арифметической прог-рессии, используются в параметрических стандартах сравнительно редко, однако такие стандарты есть. Достоинством рядов предпочтительных чисел, базирующихся на арифметической прогрессии, является их простота, недостатком — относительная неравномерность.

Отрезки рядовс большими номерами, где неравномерность выражена менее, или используют ступенчато-арифметические прогрессии. Такую прогрессию образуют, например, достоинства монет:

1-2-3-5-10-15-20 коп., где разность прогрессии принимает значения 1 и 5.

.

56. Основные методы стандартизации: содержание и задачи отдельных методов.

Стандартизация – это деятельность, направленная на установление определенных правил и норм с целью упорядочивания дея-ти в соотв. области на пользу и при участии всех заинтересованных сторон.

Метод стандартизации — это прием или совокупность приемов, с помощью которых достигаются цели стандартизации.

Методы стандартизации:

— систематизация;

— классификация;

— кодирование;

— агрегатирование;

— типизация; — унификация (основной метод стандартизации).

1)Унификация.(приведение к единообразию) - рациональное сокращение типов, видов и размеров элементов деталей и узлов с целью создания ограниченного кол-ва выпускаемых взаимозаменяемых изделий.

Основными направлениями унификации являются: разработка параметрических и типоразмерных рядов изделий, машин, оборудования, приборов, узлов и деталей; разработка типовых изделий в целях создания унифицированных групп однородной продукции; разработка унифицированных технологических процессов, включая технологические процессы для специализированных производств продукции межотраслевого применения; ограничение целесообразным минимумом номенклатуры разрешаемых к применению изделий и материалов.

2)Агрегатирование. Заключается в создании механизмов машин, других уст-в (приборов) на базе унифицированных деталей, элементов, узлов.

Расширяет и обеспечивает:

-Область применения некоторых универсальных машин и оборудования путем создания условий для быстрой замены их рабочих органов;

-номенклатуру выпускаемых машин и оборудования путем модификации их основных типов и создание различных исполнений, лучше отвечающих требованиям эксплуатации;

-комплектование некоторых машин, механизмов, аппаратов, устройств и др. оборудования разного функционального назначения из унифицированных взаимозаменяемых агрегатов, узлов и деталей;

-номенклатуру продукции приборостроения благодаря применению блочного(агрегатного) способа их конструирования;

-дает возможность создавать приспособления и др. сложную технологическую механизированную и автоматизированную оснастку на основе использования общих агрегатов и узлов и способствует организации высокопроизводительного ремонта машин путем использования взаимозаменяемых агрегатов.

3)Типизация заключается в создании новых изделий на основе базовых конструкций при использовании различных по назначению и комбинированию комплектующих изделий. Типизация - метод базовых конструкций.

59. Ряды предпочтительных чисел R5, R10, R20, R40. Взаимосвязь предпочтительных чисел в данном ряду.

В 1955 г. была принята рекомендация ИСО/Р17 «Руководство по применению предпочтительных чисел и рядов предпочтительных чисел». В России с 1 июля 1985 г. действует ГОСТ 8032-84 «Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел».

Ряды предпочтительных чисел должны удовлетворять следующим требованиям:

1) представлять рациональную систему градаций, отвечающую пот-ребностям производства и эксплуатации;

2) быть бесконечными как в сторону малых, так и в сторону больших значений, т.е. допускать неограниченное развитие параметров или размеров в направлении их увеличения или уменьшения;

3) включать все десятикратные значения любого члена и единицу;

4) быть простыми и легко запоминающимися.

Специальные исследования показали, что всем этим требованиям наилучшим образом удовлетворяют геометрические прогрессии с деся-тикратным увеличением каждого n-го члена.

ГОСТ устанавливает четыре основных ряда предпочтительных чисел и два дополнительных (R80 и R160), применение которых допускается только в отдельных, технически обоснованных случаях

Номер ряда предпочтительных чисел (R40, R20, R10, R5) указывает на количество чисел в десятичном интервале. Так, ряд R40 содержит в десятичном интервале 40 чисел.

Число 1,00 не входит в десятичный интервал 1

Показать полностью…
Похожие документы в приложении