Слайд 2
Понятие о метрологии
Метрология - наука об измерениях,
методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения
требуемой точности.
Задачи метрологии:
1. установление единиц физических величин, государственных эталонов и образцовых средств измерений, их создание, утверждение, совершенствование и хранение;
2. разработка теории, методов и средств измерений и контроля;
3. обеспечение единства измерений в стране.
Единство измерений – состояние измерений, при котором их результаты выражены в единицах измерений, допущенных к применению в РБ, и точность измерений находится в установленных границах с заданной вероятностью.
Обеспечение единства измерений – деятельность, направленная на достижение и поддержание единства измерений в соответствии с требованиями законодательства РБ об обеспечении единства измерений.
4. разработка методов оценки погрешностей, состояния средств измерения и контроля;
5. разработка методов передачи размеров единиц от эталонов или образцовых средств измерений рабочим средствам измерений;
6. стандартизация основных положений, правил, требований и норм метрологического обеспечения;
7. установление единого порядка передачи размеров единиц физических величин от государственных эталонов или образцовых средств измерений рабочим средствам измерений;
8. государственный надзор за производством, состоянием, применением и ремонтом средств измерений, а также за деятельностью ведомственных метрологических служб;
9. организация и осуществление подготовки, повышение квалификации кадров в области метрологии.
Слайд 3
2. Классификация и виды измерений, их характеристика. Классификация
погрешностей
Измерение – это совокупность операций, выполняемых для определения
значения величины.
Цель измерений – получение значения этой величины в форме, наиболее удобной для пользования.
Виды измерений:
1 По характеру зависимости измеряемой величины от времени измерения подразделяются на:
- статистические, при которой измеряемая величина остается постоянной во времени;
- динамические, в процессе которых измеряемая величина изменяется и является непостоянной во времени.
2 По способу получения результатов измерений :
- прямые – искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных;
- косвенные – искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям;
- совместные – измерения, проводимые одновременно (прямые или косвенные) двух или более нескольких неодноименных величин;
- совокупные – измерения, в которых значения измеряемых величин находят по данным повторных измерений одной или нескольких одноименных величин, при которых значения искомых величин находят решения системы уравнений.
Слайд 4
3 По условиям, определяющим точность результата измерения:
- измерения
максимально возможной точности (эталонные измерения);
- контрольно-поверочные - измерения, выполняемые
лабораториями госнадзора за соблюдением стандарта и состоянием измерительной техники с погрешностью заранее заданного значения;
- технические – измерения, в которых погрешность результата определяется характеристиками измерений.
4 По способу выражения результатов измерений:
- абсолютное – основано на прямых измерениях величины и использовании значений физических констант;
- относительное – измерение отношения величины к одноименной величине принятой за исходную.
5 По количеству измерительной информации:
- однократные;
- многократные.
Методы измерений:
1 По способу получения значений измеряемых величин:
- метод непосредственной оценки;
- метод сравнения с мерой.
2 При измерении линейных величин различают:
- контактный;
- бесконтактный.
Слайд 5
3 В зависимости от измерительных средств, используемых в
процессе измерения:
- инструментальный;
- экспертный;
- эвристический (интуиция);
- органолептический.
4 В зависимости
от совокупности измеряемых параметров изделия:
- поэлементный;
- комплексный.
Физическая величина – одно из свойств физического объекта, которое является общим в качественном отношении для многих физических объектов, отличаясь при этом количественным значением.
Погрешность измерений – отклонение значений величины, найденной путем ее измерения, от истинного значения измеряемой величины.
Погрешность прибора – разность между показанием прибора и истинным значением измеряемой величины.
Погрешность может быть:
Абсолютной – это результат измерения минус истинное значение измеряемой величины.
Относительной – отношение абсолютной погрешности к истинному значению.
В зависимости от условий измерения погрешности погрешности делят на:
- статистические – не зависят от скорости измеряемой величины во времени;
- динамические –зависят от скорости измеряемой величины во времени .
Δ = А – Хист.
Слайд 6
Различают погрешности :
- систематические – погрешность, которая повторяется
из опыта в опыт;
- случайные – погрешность, которая появляется
случайно и больше не повторяется.
Виды погрешностей:
- зависящие от средств измерения;
- происходящие от температурных деформаций;
- погрешности, зависящие от оператора (субъективные):
а) отсчитывания;
б) присутствия;
в) действия;
г) профессиональные.
Качество измерений характеризуется:
1. точностью – близость результата измерений к истинному значению величины;
2. достоверностью – степень доверия к результатам измерения;
3. сходимостью – повторные измерения и их результаты не отличаются;
4. воспроизводимостью - близость друг к другу результатов измерений выполняемых в различных условиях.
Планирование измерений:
1. определяется оптимальное число измерений (n);
2. определяется набор определенных величин (Х1,…, Хn);
3 определяется среднее арифметическое ;
4. определяется среднее квадратическое.
Слайд 7
3 Средства измерения, их классификация и характеристика
Средство
измерения – это техническое устройство, используемое при измерениях и
имеющее нормативные метрологические свойства.
По метрологическому назначению средства измерений делятся на:
Образцовые предназначены для проверки по ним других средств измерений как рабочих, так и образцовых менее высокой точности.
Рабочие средства измерений предназначены для измерения размеров величин, необходимых в разнообразной деятельности человека.
К средствам измерения относятся:
1 Меры, предназначенные для воспроизведения физической величины заданного размера.
Различают меры:
- Однозначные (образцы и образцовые вещества);
- Многозначные (миллиметровая линейка, вариометр);
- Наборы и магазины мер (гири, кварцевые генераторы).
2 Измерительные преобразователи – это средства измерений, перерабатывающие измерительную информацию в форму, удобную для дальнейшего преобразования, передачи, хранения и обработки, но, как правило, не доступную для непосредственного восприятия наблюдателем (термопары, измерительные усилители).
По месту, занимаемому в приборе, преобразователи подразделяются на:
- первичные, к которым подводится непосредственно измеряемая физическая величина;
- передающие, на выходе которых образуются величины, удобные для их регистрации и передачи на расстояние;
- промежуточные, занимающие в измерительной цепи место после первичных.
Слайд 8
3 Измерительные приборы предназначены для получения измерительной информации
о величине, подлежащей измерению, в форме удобной для восприятия
наблюдателем:
- приборы прямого действия (манометр, термометр);
- приборы сравнения;
- компенсационные цепи применяются для сравнения активных величин (яркость, давление);
- мостовые цепи – для сравнения пассивных величин (электрические сопротивления и др.)
По способу отсчета значений измеряемых величин приборы подразделяются на показывающие, в том числе аналоговые, и цифровые, и на регистрирующие.
По способу записи измеряемой величины регистрирующие приборы делятся на самопишущие и печатающие.
4 Вспомогательные средства измерений – средства измерений величин, влияющих на метрологические свойства другого средства измерений при его применение или проверке.
5 Измерительные установки – комплексы расположенных в одном месте и функционально объединенных друг с другом средств измерений.
6 Измерительные системы – это средства и устройства, территориально разобщенные и соединенные каналами связи.
Все средства измерений независимо от их исполнения имеют ряд общих свойств, необходимых для выполнения ими функционального назначения. Технические характеристики, описывающие эти свойства и оказывающие влияние на результаты и погрешности измерений, называются метрологическими характеристиками средств измерений.
Набор метрологических характеристик, входящих в установленный комплекс, выбирают таким образом, чтобы обеспечить возможность их контроля при приемлемых затратах.
В процессе эксплуатации любого средства измерения может возникнуть неисправность или поломка, называемые отказом.
Метрологическая надежность – это свойство средств измерений сохранять установленные значения метрологических характеристик в течение определенного времени при нормальных режимах и рабочих условиях эксплуатации.
Слайд 9
Под метрологической аттестацией понимают исследование средства измерений, выполняемое
метрологическим органом с целью определения его метрологических свойств и
выдачи соответствующего документа с указанием полученных данных.
По результатам метрологической аттестации средству измерений приписываются определенные метрологические характеристики, определяется возможность применения его в качестве образцового или рабочего средства измерений.
Нестандартизированные средства измерений (НСИ). Установлен порядок метрологического обеспечения эксплуатации нестандартизированных средств измерений, который распространяется также на:
- ввозимые из-за границы единичными экземпелярами;
- единичные экземпляры серийных средств измерений, отличающиеся от условий, для которых нормированы их метрологические характеристики;
- серийно выпускаемые образцы, в схему и конструкцию которых внесены изменения, влияющие на их метрологические характеристики.
Задачами метрологического обеспечения НСИ являются:
1 Исследование метрологических характеристик и установление соответствия НСИ требованиям технических заданий, либо паспорту (проекту) завода изготовителя.
2 Установление рациональной номенклатуры НСИ.
3 Обеспечение постоянной пригодности НСИ к применению по назначению с нормированной для них точностью.
4 Обеспечение НСИ средствами аттестации, поверки (НТД по поверке) при их разработке, изготовлении и эксплуатации.
5 Сокращение сроков и снижение затрат на разработку, изготовление и эксплуатацию.
Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ) – комплекс установленных стандартами взаимоувязанных правил, положений, требований и норм, определяющих организацию и методику проведения работ по оценке и обеспечению точности измерений.
Слайд 10
Технической основой ГСИ являются:
1 Система (совокупность) государственных эталонов
единиц и шкал физических величин – эталонная база страны.
2
Система передачи размеров единиц и шкал физических величин от эталонов ко всем СИ с помощью эталонов и других средств поверки.
3 Система разработки, постановки на производство и выпуска в обращение рабочих СИ, обеспечивающих исследования, разработки, определение с требуемой точностью характеристик продукции, технологических процессов и других объектов.
4 Система государственных испытаний СИ (утверждение типа СИ), предназначенных для серийного или массового производства и ввоза из-за границы партиями.
5 Система государственной и ведомственной метрологической аттестации, поверки и калибровки СИ.
6 Система стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов.
7 Система стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов.
Различают децентрализованное и централизованное воспроизведение единиц.
При децентрализованном единицы воспроизводятся там, где выполняются измерения (м² и др. производные физические величины).
При централизованном информация о единицах передается с места их централизованного хранения и воспроизведения. Оно осуществляется с помощью специальных технических средств, называемых эталонами.
Эталон единицы величины – средство измерений, предназначенное для воспроизведения и хранения единицы величины с целью передачи ее размера другим средствам измерений данной величины.
От эталона единица величины передается разрядным эталонам, а от них – рабочим средствам измерений.
Слайд 11
Эталоны классифицируют на первичные, вторичные и рабочие.
Первичный эталон
– это эталон, воспроизводящий единицу физической величины с наивысшей
точностью, возможной в данной области измерений на современном уровне научно-технических достижений. Он может быть национальным (государственным) и международным.
Государственный эталон единицы величины – эталон единицы величины, признанный решением уполномоченного на то государственного органа в качестве исходного на территории РБ.
Международные эталоны хранит и поддерживает Международное бюро мер и весов (МБМВ).
Первичному эталону соподчинены вторичные и рабочие (разрядные) эталоны.
Вторичные эталоны (эталоны-копии) могут утверждаться либо Госстандартом РБ, либо государственными научными метрологическими центрами, что связано с особенностями их использования.
Рабочие эталоны воспринимают размер единицы от вторичных эталонов и, в свою очередь, служат для передачи размера менее точному рабочему эталону и рабочим средствам измерений.
Каждый эталон состоит из воспроизводящей части и приспособлений или устройств, обеспечивающих съем и передачу информации о размере единицы.
Стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов – это образцы веществ и материалов, химический состав или физические свойства которых типичны для данной группы веществ (материалов), определены с необходимой точностью, отличаются высоким постоянством и удостоверены сертификатом.
Стандартные образцы используются для градуировки, поверки и калибровки химического состава и различных свойств материалов. Они могут применяться непосредственно для контроля качества сырья и промышленной продукции путем сличения.
Образцы состава и образцы свойств в зависимости от уровня утверждения подразделяются на: государственные, отраслевые предприятий.
Слайд 12
Среди вторичных эталонов различают:
- эталоны-свидетели, предназначенные для проверки
сохранности государственного эталона и замены его в случае порчи
или утраты;
- эталоны-сравнения, применяемые для сличения эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличены друг с другом;
- эталоны-копии, используемые для передачи информации о размере рабочим эталонам.
От вторичных эталонов информацию о размере единицы получают нижестоящие эталоны и рабочие средства измерений. Не допускается использование рабочих средств измерений для передачи информации о размере единицы другим средствам измерений. На каждой ступени передачи информации точность теряется в 3-5 раз.
Поверка средства измерений – совокупность операций, выполняемых органами государственной метрологической службы с целью определения и подтверждения соответствия средства измерений установленным обязательным требованиям.
Поверку средств измерений осуществляют органы государственной метрологической службы (ГМС), государственные научные метрологические центры (ГНМЦ), а также аккредитованные метрологические службы юридических лиц.
Существуют следующие виды проверок:
Первичная – проводится для средств измерений утвержденных типов при выпуске их из производства, после ремонта, при ввозе из-за границы.
Периодическая проводится для средств измерений, находящихся в эксплуатации, через определенные межповерочные интервалы.
Внеочередная проводится: при необходимости подтверждения пригодности средства измерений к применению; в случае повреждения клейма или утере свидетельства о проверке и др.
Экспертная проводится при возникновении разногласий по вопросам, относящимся к метрологическим характеристикам, исправности средств измерений и пригодности их к применению.
Слайд 13
Инспекционная выполняется в рамках госнадзора или ведомственного контроля,
для контроля качества первичных или периодических поверок и определения
пригодности средств измерений к применению.
Калибровка средств измерений
Контроль средств измерений на предмет их пригодности к применению в мировой практике осуществляется -калибровкой.
Колибровка-это совокупность операций, выполняемых либровочной лабораторией с целью определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик.
Результаты калибровки удостоверяются сертификатом, а также записью в эксплуатационных документах. Применяют 4 метода калибровки: непосредственное сличение с эталоном; сличение с помощью компаратора; прямые измерения величины; косвенные измерения величины.
Метод непосредственного сличения- применяют для измерения частоты и силы тока; определения напряжения. В основе лежит проведение одновременных измерений одной и той же физической величины. Достоинства метода: простота ,наглядность, отсутствие сложного оборудования.
Метод сличения с помощью компаратора- основан на использовании прибора сравнения, с помощью которого сличаются поверяемое и эталонное средства измерения.
Метод прямых измерений- применяют для поверки или калибровки вольтметров постоянного электрического тока.
Метод косвенных измерений- применяют для измерений в установках автоматизированной калибровки.
Для обеспечения правильной передачи размеров единиц измерения от эталона к рабочим средствам составляют поверочные схемы.
Поверочная схема-это документ, регламентирующий средства , методы и точность передачи размера единицы физической величины от гос. Эталона с рабочими средствами измерения.
Слайд 14
Поверочная схема : государственная и локальная
Государственная- устанавливает передачу
информации о размере единицы в масштабах страны. Возглавляются государственными
эталонами.
Локальная- предназначена для метрологических служб министерств и юридических лиц.
Слайд 15
Закон РБ «Об обеспечении единства измерений »№ 163-3
от 20 июля 2006 г.
Настоящий закон определяет правовые и
организационные основы обеспечения единства измерений в РБ и направлен на защиту прав и законных интересов граждан и государства от последствий неточных и неправильно выполненных измерений .
Глава 1 Общие положения
Статья 1. Основные термины, используемые в Законе.
Единица измерения- величина условно принятая за единицу, с которой сравниваются другие однородные величины для выражения их количественного значения.
Единство измерений- состояние измерений, при котором их результаты выражены в единицах измерений.
Измерение – совокупность операций, выполняемых для определения значения величины.
Обеспечение единства измерений- деятельность, направленная на достижение и поддержание единства измерений в соответствии с требованиями законодательства РБ об обеспечении единства измерений.
Статья 2. Законодательство РБ об обеспечении единства измерений
Статья 3. Основные принципы обеспечения единства измерений
Статья 4. Международное сотрудничество в области обеспечения единства измерений.
Органы, осуществляющие государственное регулирование и управление в
области обеспечения единства
Статья 5. Органы, осуществляемые государственное регулирование и управление в области обеспечения единства
Статья 6. Полномочия Президента РБ в области обеспечения единства измерений
Статья 7. Полномочия Совета Министров РБ
Статья 8. Полномочия Государственного комитета по стандартизации РБ
Статья 9. Полномочия иных государственных органов
Глава 3 Основы обеспечения единства измерений
Статья 10. Единицы измерений
Статья 11. Национальные эталоны единиц измерений
Статья 12. Эталоны единиц величин
Статья 13. Средства измерений
Статья 14. Измерения и их результаты
Статья 15. Методики выполнения измерений
Статья 16. Сфера законодательной метрологии
Глава 4 Метрологические службы. Межотраслевые комиссии
в области обеспечения единства измерений
Статья 17. Виды метрологических служб
Статья 18. Государственная метрологическая служба
Статья 19. Межотраслевые комиссии в области обеспечения единства измерений
Глава 5 Государственный метрологический надзор
Статья 20. Объекты и порядок осуществления государственного метрологического надзора
Статья 21. Правила и обязанности государственных инспекторов при осуществлении государственного метрологического надзора
Глава 6 Метрологический контроль
Статья 22. Структура и порядок осуществления метрологического контроля
Статья 23. Утверждение типа средств измерений
Статья 24. Метрологическая аттестация средств измерений
Статья 25. Поверка
Статья 26. Калибровка
Статья 27. Метрологическое подтверждение пригодности методик выполнения измерений