Метрологія стандартизація та сертифікація необхідні знання. Яке основне призначення стандартів

МЕТРОЛОГІЯ
Розділ 1 МЕТРОЛОГІЯ
СТАНДАРТИЗАЦІЯ
ЯКІСТЬ
Лекція 2 Метрологія – наука про виміри
СЕРТИФІКАЦІЯ
1.
2.
3.
4.
5.
Сутність та зміст метрології.
Вимірювання фізичних величин.
Засоби вимірювальної техніки.
Нормування метрологічних показників.
Державна система промислових приладів та засобів
автоматизації.

2.1 Сутність та зміст метрології
Метрологія – наука про виміри, методи та засоби забезпечення
єдності вимірів та способи досягнення необхідної точності.
Частини метрології:
● науково-теоретична метрологія;
● законодавча метрологія;
● прикладна метрологія.
Науково-теоретична метрологія:
● загальна теорія вимірювань;
● методи та засоби вимірювань;
● методи визначення точності вимірювань;
● еталони та зразкові засоби вимірювань;
● забезпечення єдності вимірів;
● критерії оцінки та атестація якості продукції.
Законодавча метрологія:
● стандартизація термінів, систем одиниць, заходів, еталонів та ЗВТ;
● стандартизація характеристик ЗВТ та методик оцінки точності;
● стандартизація методик перевірки та контролю СІТ, методик контролю
та атестації якості продукції.

Розділ 1 Метрологія Лекція 2 Метрологія – наука про виміри

Прикладна метрологія:
● організація державної служби єдності заходів та вимірювань;
● організація та проведення періодичної повірки СІТ та
державних випробувань нових коштів;
● організація державної служби стандартних довідкових
даних та стандартних зразків, виготовлення стандартних зразків;
● організація та здійснення служби контролю за виконанням
стандартів та технічних умов виробництва, державних
випробувань та атестації якості продукції.
Взаємозв'язок метрології та стандартизації:
методи та способи
контролю виконання
стандартів
Метрологія
Стандартизація
стандарти
на виконання вимірів
та засоби вимірювань

Розділ 1 Метрологія Лекція 2 Метрологія – наука про виміри

2.2 Вимірювання фізичних величин
Вимірювання відображення фізичної величини її значенням шляхом
експерименту та обчислень за допомогою спеціальних
технічних засобів (ДСТУ 2681-94).
Похибка виміру відхилення результату виміру від умовно
істинного значення вимірюваної величини (ДСТУ 2681-94).
Числові оцінки похибки:
● абсолютна похибка
X змін X ;
відносна погрішність
100%
100%
X
X змін
наведена похибка γ
100% .
Xн
Невизначеність виміру оцінка, що характеризує діапазон
значень, в якому знаходиться справжнє значення
вимірюваної величини (ДСТУ 2681-94).
;

Розділ 1 Метрологія Лекція 2 Метрологія – наука про виміри

Результат вимірювання числове значення, що приписується вимірюваній
величині, із зазначенням точності виміру.
Чисельні показники точності:
● довірчий інтервал (довірчі межі) похибки
● оцінка СКО похибки
ΔР;
S.
Правила вираження показників точності:
● чисельні показники точності виражаються в одиницях вимірюваної
величини;
● чисельні показники точності повинні містити не більше двох
значущих цифр;
● найменші розряди результату вимірювання та чисельних показників
точності мають бути однаковими.
Подання результату виміру
~
Х Х, Р
або
~
Х Х Р
Приклад: U = 105,0, Δ0,95 = ± 1,5 B
або
U = 105,0±1,5 B.

Розділ 1 Метрологія Лекція 2 Метрологія – наука про виміри

2.3 Засоби вимірювальної техніки
Засоби вимірювальної техніки (СІТ)
виконання вимірювань, що мають нормовані
метрологічні показники.
СІТ:
● засоби вимірювань;
● вимірювальні пристрої.
Засоби вимірів:
● вимірювальні прилади (електромеханічні; порівняння;
електронні; цифрові; віртуальні);
● реєструючі засоби (реєструють сигнали вимірювальної
інформації);
● кодові засоби (АЦП – перетворять аналогову вимірювальну)
інформацію у кодовий сигнал);
● вимірювальні канали (сукупність ЗВТ, засобів зв'язку та ін.
створення сигналу ІІ однієї вимірюваної величини);
● вимірювальні системи (сукупність вимірювальних каналів та
вимірювальних пристроїв для створення ІІ
кількох вимірюваних величин).

Розділ 1 Метрологія Лекція 2 Метрологія – наука про виміри

Вимірювальні пристрої
● еталони, зразкові та робочі заходи (для відтворення та
зберігання розміру фізичних величин);
● вимірювальні перетворювачі (для зміни розміру
вимірюваної величини або перетворення
вимірюваної величини до іншої величини);
● компаратори (для порівняння однорідних величин);
● обчислювальні компоненти (сукупність засобів ВТ та
програмного забезпечення для виконання
обчислень у процесі виміру).
2.4 Нормування метрологічних характеристик
Метрологічні характеристики, що впливають на результати та
похибки вимірювань та призначені для оцінювання
технічного рівня та якості ЗВТ, визначення результату
та оцінки інструментальної похибки вимірів.

Розділ 1 Метрологія Лекція 2 Метрологія – наука про виміри

Групи метрологічних характеристик:
1) визначальні сфери застосування ЗВТ:
● діапазон вимірювань;
● поріг чутливості.
2) визначальні точність вимірів:
● похибка;
● збіжність (близькість результатів повторних вимірювань у
однакових умов);
● відтворюваність (повторюваність результатів вимірювань
тієї ж величини у різних місцях, у різний час,
різними методами, різними операторами, але в
аналогічних умов).
Клас точності – узагальнена метрологічна характеристика,
визначається межами допустимих похибок, а також
іншими характеристиками, які впливають точність.
Позначення класів точності:
К = |γmax |
а) 1,0;
К = | δmax |
а) 1, 0; б) 1,0/0,5
б) 1,0

Розділ 1 Метрологія Лекція 2 Метрологія – наука про виміри

2.5 Державна система промислових приладів та засобів
автоматизації (ДСП)
Призначення ГСП створення науково обґрунтованих рядів приладів та
пристроїв з уніфікованими характеристиками та
конструктивним виконанням.
Основні групи засобів ДСП:
● засоби для отримання вимірювальної інформації;
● засоби для прийому, перетворення та передачі інформації;
● засоби для перетворення, обробки та зберігання інформації та
формування команд управління.
Системно-технічні принципи ДСП:
● мінімізація номенклатури та кількості;
● блочно-модульна побудова;
● агрегатування (побудова складних пристроїв та систем з
уніфікованих вузлів, блоків та модулів або типових конструкцій
методом сполучення);
● сумісність (енергетична, функціональна, метрологічна,
конструктивна, експлуатаційна, інформаційна.

10. Метрологія, стандартизація та сертифікація в електроенергетиці

МЕТРОЛОГІЯ
СТАНДАРТИЗАЦІЯ
ЯКІСТЬ
Лекція 3. Обробка результатів вимірювань
СЕРТИФІКАЦІЯ
1. Вимірювання у системі оцінки якості
продукції.
2. Обчислення значення вимірюваної величини.
3. Процедура оцінювання похибки.
4. Оцінювання похибки одноразових вимірів.
5. Оцінювання похибки випробувань.
6. Оцінка помилок контролю якості.

11. Розділ 1 Метрологія Лекція 3 Обробка результатів вимірів

3.1 Вимірювання у системі оцінки якості продукції
Оцінка якості продукції у визначенні чи контролі кількісних
та якісних характеристик продукції шляхом проведення
вимірів, аналізу, випробувань.
Мета вимірювання характеристик знаходження відповідної
фізичної величини.
Мета вимірювального контролю висновок про придатність продукції та
відповідно до норм.
Етапи проведення вимірювань:
● вибір та використання відповідної атестованої методики
проведення вимірів (ДСТУ 3921.1-99);
● вибір та підготовка повірених ЗВТ;
● виконання вимірювань (одноразові; багаторазові;
статистичні);
● обробка та аналіз результатів вимірювань;
● ухвалення рішення про якість продукції (сертифікація продукції).

12. Розділ 1 Метрологія Лекція 3 Обробка результатів вимірів

3.2 Обчислення значення вимірюваної величини
Нехай модель об'єкта (вимірюваної величини)
Х = ƒ (X1, X2, …, Xm) - ∆мет;
при вимірах отримані результати спостережень Хij,
i = 1, …, m – кількість прямо вимірюваних вхідних величин;
j = 1, …, n – число спостережень кожної вхідної величини.
Результат виміру:
~
Х:
~
Х Х р
Порядок знаходження
1) виключення відомих систематичних похибок шляхом запровадження
поправок ∆c ij:
Х?ij = Х? - ?c?;
2) обчислення середнього арифметичного кожної вхідної величини:
n
X ij
~
Х j 1;
i
n

13. Розділ 1 Метрологія Лекція 3 Обробка результатів вимірів

3) обчислення оцінок СКО результатів спостережень кожної величини:
n
~ 2
(X ij Х i)
S(Х i)
j 1
(n 1)
4) оцінка рівноточності вимірів (виключення грубих похибок)
– за критерієм Смирнова
(порівняючи значення
Vij
~
X ij X i
S(Xi)
з коефіцієнтами Смирнова)
- За критерієм Райта;
5) уточнення середнього арифметичного кожної вхідної величини та
обчислення значення вимірюваної величини:
~
~
~
Х f Х 1 ... Х m Δмет.

14. Розділ 1 Метрологія Лекція 3 Обробка результатів вимірів

3.3 Процедура оцінювання похибки
1) обчислення оцінок СКО
- Вхідних величин:
n
~
S(Х i)
~ 2
(X ij Х i)
j 1
n (n 1)
– результату виміру:
S(Х)
m
f
~
S(Х)
i
X
1
i
2
2) визначення довірчих меж випадкової складової
похибки:
Δ P t P (v) S (Х) ,
tP(v) – квантиль розподілу Стьюдента для заданої Рд
за числі ступенів свободи v = n - 1.

15. Розділ 1 Метрологія Лекція 3 Обробка результатів вимірів

3) обчислення кордонів та СКО невиключеної систематичної
складової похибки:
Δ нс k
f
Δ нсi
X
1
i
m
2
Sнс
;
Δ нс
3k
k = 1,1 при Рд = 0,95;
∆нсi визначається за наявною інформацією;
4) обчислення СКО сумарної похибки:
5) оцінка похибки виміру
якщо ∆нс /
S(Х)< 0,8
якщо ∆нс /
S(Х) > 8
якщо 0,8 ≤ ∆нс /
S(Х) ≤ 8
S
2
S (Х)2 Sнс
;
ΔP = ΔP;
Δ P = ∆нс;
ΔP
Δ Р Δ нс
S
S (Х) Sнс

16. Розділ 1 Метрологія Лекція 3 Обробка результатів вимірів

3.4 Оцінювання похибки одноразових вимірів
прямі виміри (i = 1,
j = 1)
~
Х Х
Р
~
Х = Хізм - ∆c; ∆Р = ∆max ,
(∆max через клас точності приладу).
непрямі виміри (i = 2, …, m,
j = 1)
~
Х Х
~
~
~
Х f Х 1 ... Х m мет.
Р
ΔP
2
f
Δ max i;
X
1
i
m

17. Розділ 1 Метрологія Лекція 3 Обробка результатів вимірів

● якщо
Х = ∑ Xi
X
● якщо
ΔP
X1...X
X 1 ... X m
m
2
Δ
1
max i
m
δХ
● якщо
Х = kY
∆Х = k ∆Ymax
● якщо
X = Yn
δХ = n δYmax
(∆max та
δmax
2
δ max i
1
ΔP
∆Х = nYn-1∆Y max
обчислюються через клас точності).
δХ X
100%

18. Розділ 1 Метрологія Лекція 3 Обробка результатів вимірів

3.5 Оцінювання похибки випробувань
X
Нехай X = f(Y).
ізм
∆зад – похибка завдання значення Y
ізм
Похибка випробувань Х
ісп ізм
При Х =
X
y
Y
зад
ƒ (X1, X2, …, Xm) найбільша похибка випробувань
ісп ізм
m
X
X i
i
i 1
2
зад
Y

19. Розділ 1 Метрологія Лекція 3 Обробка результатів вимірів

3.6 Оцінка помилок контролю якості
Помилки контролю якості:
● помилка контролю І виду: придатна продукція
ідентифікується як непридатна.
● помилка контролю ІІ виду: негідна продукція
ідентифікується як придатна.
Статистика:
Нехай контролюється величина Х.
Б – кількість одиниць продукції, неправильно прийнятих за придатні (у % від
загальної кількості виміряних);
Р – кількість одиниць продукції, неправильно забракованих.
S
Аs
100%
Х
AS
Б
Г
1,6
3
5
0,37…0,39
0,87…0,9
1,6…1,7
0,7…0,75
1,2…1,3
2,0…2,25

20. Метрологія, стандартизація та сертифікація в електроенергетиці

МЕТРОЛОГІЯ
СТАНДАРТИЗАЦІЯ
ЯКІСТЬ
Лекція 4 Якість електричної енергії
СЕРТИФІКАЦІЯ
1. Якість електричної
енергії та робота споживачів.
2. Показники якості електроенергії.
3. Визначення показників якості електроенергії.

21. Розділ 1 Метрологія Лекція 4 Якість електричної енергії

4.1 Якість електричної енергії та робота споживачів
Електромагнітне середовище система електропостачання та приєднані до
ній електричні апарати та обладнання, пов'язані кондуктивно та
створюють перешкоди, які негативно впливають працювати один одного.
Електромагнітна сумісність технічних засобів
нормальної роботи у існуючому електромагнітному середовищі.
Допустимі рівні перешкод в електричній мережі характеризують якість
електроенергії та називаються показниками якості електроенергії.
Якість електроенергії ступінь відповідності її параметрів
встановленим нормам.
Показники якості електричної енергії, методи їх оцінки та норми
ГОСТ 13109-97: Електрична енергія. Сумісність технічних
засобів електромагнітний. Норми якості електричної енергії в
системах електропостачання загального призначення».

22. Розділ 1 Метрологія Лекція 4 Якість електричної енергії

Властивості електричної енергії
Відхилення напруги відмінність фактичної напруги в
режимі роботи системи електропостачання, що встановився, від нього
номінального значення при повільному зміні навантаження.
Коливання напруги швидкозмінні відхилення напруги
тривалістю від півперіоду за кілька секунд.
Несиметрія напруг несиметрія трифазної системи напруг
Несинусоїдальні напруги спотворення синусоїдальної форми.
кривої напруги.
Відхилення частоти відхилення фактичної частоти змінного
напруги від номінального значення в режимі
роботи системи електропостачання
Провал напруги раптове та значне зниження напруги (<
90%Uн) тривалістю від декількох періодів до декількох
десятків
секунд із наступним відновленням напруги.
Тимчасове раптове та значне підвищення напруги
напруги (> 110% Un) протягом більше 10 мілісекунд.
Скачок напруги раптове підвищення напруги
тривалістю менше 10 мілісекунд.

23. Розділ 1 Метрологія Лекція 4 Якість електроенергії

Властивості електричної енергії та ймовірні винуватці її погіршення
Властивості електрики
Найімовірніші винуватці
Відхилення напруги
Організація енергозабезпечення
Коливання напруги
Споживач зі змінним навантаженням
Споживач несинусоїдальної напруги з нелінійним навантаженням
Дисбаланс напруги
Споживчий з асиметричним
навантаження
Відхилення частоти
Організація енергозабезпечення
провал напруги
Організація енергозабезпечення
імпульс напруги
Організація енергозабезпечення
Тимчасова перенапруга
Організація енергозабезпечення

24. Розділ 1 Метрологія Лекція 4 Якість електроенергії

Властивості електронної пошти енергії

Відхилення напруги Технологічні налаштування:
термін служби, ймовірність аварії
технологічний процестривалість і
ціна
Електричний привід:
реактивна потужність (3…7% на 1%U)
крутний момент (25% при 0,85Un), споживаний струм
час життя
Освітлення:
термін служби лампи (4 рази при 1,1 Un)
світловий потік (для 40% ламп розжарювання і
для 15% люмінесцентних ламп при 0,9 Un),
LL мерехтить або не світиться, коли< 0,9 Uн

25. Розділ 1 Метрологія Лекція 4 Якість електроенергії

Вплив властивостей електроенергії на роботу споживачів
Властивості електронної пошти енергії
Коливання напруги
Вплив на роботу споживачів
Технологічні установки та електропривод:
термін служби, продуктивність
дефекти товару
можливість пошкодження обладнання
вібрації електродвигунів, механізмів
відключення систем автоматичного керування
відключення пускачів і реле
Освітлення:
світловий імпульс,
продуктивність праці,
здоров'я працівників

26. Розділ 1 Метрологія Лекція 4 Якість електричної енергії

Вплив властивостей електроенергії на роботу споживачів
Властивості електронної пошти енергії
Вплив на роботу споживачів
Дисбаланс напруги
Електричне обладнання:
втрати мережі,
гальмівні моменти в електродвигунах,
термін служби (двічі при 4% реверс
послідовності), ефективність роботи
дисбаланс фаз і наслідки, як при девіації
Напруга
Несинусоїдальність
Напруга
Електричне обладнання:
однофазні короткі замикання на землю
кабельні лініїпередач, поломка
конденсатори, втрати в лінії, втрати в лінії
електродвигуни та трансформатори,
Коефіцієнт потужності
Відхилення частоти
колапс енергосистеми
надзвичайна ситуація

27. Розділ 1 Метрологія Лекція 4 Якість електроенергії

4.2 Показники якості електроенергії
Властивості електронної пошти енергії
Рівень якості
Відхилення напруги
Стійке відхилення напруги δUу
Коливання напруги
Діапазон зміни напруги δUt
Доза мерехтіння Pt
Несинусоїдальність
Напруга
Коефіцієнт синусоїдальних спотворень
крива напруги КУ
Коефіцієнт n-ї гармоніки
складової напруги КUn
Несиметрія
напруг

зворотної послідовності К2U
Коефіцієнт несиметрії напруг по
нульової послідовності К0U

28. Розділ 1 Метрологія Лекція 4 Якість електричної енергії

Властивості ел. енергії
Рівень якості
Відхилення частоти
Відхилення частоти f
провал напруги
Тривалість провалу напруги ΔUп
Глибина провалу напруги δUп
імпульс напруги
Імпульсна напруга Uімп
Тимчасове
перенапруга
Коефіцієнт тимчасового перенапруги КперU
Тривалість тимчасового перенапруги ΔtперU

29. Розділ 1 Метрологія Лекція 4 Якість електричної енергії

4.3 Визначення показників якості електроенергії
Відхилення напруги δUу:
U у
Uу
U у U ном
U ном
100%
n
2
U
i n
- Середньоквадратичне значення напруги
1
Значення Ui одержують усередненням не менше 18 вимірів на інтервалі
часу 60 с.
Нормально допустиме UU = ±5%, граничне ±10%.

30. Розділ 1 Метрологія Лекція 4 Якість електричної енергії

Розмах зміни напруги δUt:
U
U i U i 1
U t
100%
U ном
Ui
Ui+1
t
t
Ui та Ui+1 – значення наступних один за одним екстремумів U,
середньоквадратичне значення якого має форму меандру.
Гранично допустимі норми розмаху зміни напруги наведені в
стандарт у вигляді графіка
(з якого, наприклад, Ut = ±1,6% при Δt = 3 хв, δUt = ±0,4% при Δt = 3 с).

31. Розділ 1 Метрологія Лекція 4 Якість електричної енергії

Коефіцієнт спотворення синусоїдальності кривої напруги КU:
m
KU
2
U
n
n 2
U ном
100%
Un - Чинне значення n-гармоніки (m = 40);
Нормально допустиме КU, %
Гранично допустиме КU, %
при Uн, кВ
при Uн, кВ
0,38
6 – 20
35
0,38
6 – 20
35
8,0
5
4,0
12
8,0
6,0
KU знаходиться усереднення результатів n ≥ 9 вимірювань протягом 3 с.

32. Розділ 1 Метрологія Лекція 4 Якість електричної енергії

Коефіцієнт n-ої гармонійної складової напруги КUn
KUn
Uт
100%
U ном
Нормально допустиме КUn:
Непарні гармоніки, не кратні 3 Гранично допустиме КU при Uн
при Uн, кВ
n
0,38
6 – 20
35
n
0,38
6 – 20
35
5
6,0%
4,0%
3,0%
3
2,5%
1,5%
1,5%
7
5,0%
3,0%
2,5%
9
0,75%
0,5%
0,5%
11
3,5%
2,0%
2,0%
Гранично допустиме КUn = 1,5 КUn норм
КUn знаходиться усереднення результатів n ≥ 9 вимірювань протягом 3 с.

33. Розділ 1 Метрологія Лекція 4 Якість електричної енергії

Коефіцієнт несиметрії напруг по зворотній
послідовності К2U
K 2U
U2
100%
U1
U1 та U2 – напруги прямої та зворотної послідовностей.
Нормально допустиме К2U = 2,0%, гранично допустиме К2U = 4,0%
Коефіцієнт несиметрії напруг по нульовому
послідовності К0U
K 0U
3U 0
100%
U1
U0 – напруга нульової послідовності
Нормально допустиме К0U = 2,0%, гранично допустиме К0U = 4,0% при
U = 380 В

34. Розділ 1 Метрологія Лекція 4 Якість електричної енергії

Тривалість провалу напруги ΔUп
Гранично допустиме значення ΔUп = 30 с при U ≤ 20 кВ.
Глибина провалу напруги
U п
U ном U min
100%
U ном
Коефіцієнт тимчасового перенапруги
KперU
U m max
2U ном
Um max – найбільше амплітудне значення під час контролю.
Відхилення частоти
Δf = fcp - fном
fcp – усереднене значення n ≥ 15 вимірювань протягом 20 с.
Нормально допустиме Δf = ±0,2 Гц, гранично допустиме ±0,4 Гц.

35. Метрологія, стандартизація та сертифікація в електроенергетиці

МЕТРОЛОГІЯ
СТАНДАРТИЗАЦІЯ
ЯКІСТЬ
Лекція 5 Забезпечення єдності та
необхідної точності вимірювань
1.
2.
3.
4.
СЕРТИФІКАЦІЯ
Єдність вимірів та її забезпечення.
Відтворення та передача одиниць фізичних величин.
Перевірка ЗВТ.
Калібрування СІТ.

36. Розділ 1 Метрологія Лекція 5 Забезпечення єдності та необхідної точності вимірювань

5.1 Єдність вимірів та її забезпечення
Головне завдання організації вимірювань – досягнення порівнянних
результатів вимірювань тих самих об'єктів, виконаних у
різний час, у різних місцях, за допомогою різних методів та засобів.
Єдність вимірів вимірювання проводяться за стандартними або
атестованим методикам, результати виражені у узаконених
одиницях, а похибки відомі із заданою ймовірністю.
Причина
Слідство
Використання неправильних методик
вимірювань, неправильний вибір
СІТ
Порушення технологічних
процесів, втрати енергетичних
ресурсів, аварійні ситуації, шлюб
продукції та ін.
Неправильне уявлення
результатів вимірів
Невизнання результатів вимірів
та сертифікації продукції.

37. Розділ 1 Метрологія Лекція 5 Забезпечення єдності та необхідної точності вимірювань

Забезпечення єдності вимірів:
● метрологічне забезпечення;
● правове забезпечення.
Метрологічне забезпечення встановлення та застосування наукових та
організаційних основ, технічних засобів, правил та норм для
досягнення єдності та необхідної точності вимірювань
(Регламентується ДСТУ 3921.1-99).
Складові частини метрологічного забезпечення:
● наукова основа
метрологія;
● технічна основа
система державних еталонів,
система передачі розмірів одиниць,
робочі СІТ, система стандартних
зразків складу та властивостей матеріалів;
● організаційна основа метрологічна служба (мережа
установ та організацій);
● нормативна основа
закони України, ДСТУ та ін.
нормативні документи.

38. Розділ 1 Метрологія Лекція 5 Забезпечення єдності та необхідної точності вимірювань

Правове забезпечення закону України «Про метрологію та
метрологічну діяльність» та інші нормативно-правові акти.
Форма забезпечення єдності вимірів державна
метрологічний контроль та нагляд (ГМК та Н)
Мета ГМК та Н перевірка дотримання вимог закону та нормативно-правових актів України та нормативних документівметрології.
Об'єкти ГМК та Н СІТ та методики виконання вимірювань.
Види ГМК та Н:
ГМК ● державні випробування ЗВТ та затвердження їх типів;
● державна метрологічна атестація ЗВТ;
● перевірка ЗВТ;
● акредитація на право проведення метрологічних робіт.
ГМН ● нагляд за забезпеченням єдності вимірювань перевірка:
– стану та застосування ЗВТ,
- Застосування атестованих методик вимірювань,
- Правильність виконання вимірювань,
- Дотримання вимог закону, метрологічних норм і правил.

39. Розділ 1 Метрологія Лекція 5 Забезпечення єдності та необхідної точності вимірювань

5.2 Відтворення та передача одиниць фізичних величин
Відтворення одиниці сукупність заходів щодо
матеріалізації одиниці фізичної
величини із найвищою точністю.
Еталон засіб вимірювальної техніки, що забезпечує
відтворення, зберігання та передачу розміру одиниці
фізичної величини.
Еталони:
міжнародні
державні
вторинні
Державний стандарт офіційно затверджений стандарт,
що забезпечує відтворення одиниці
вимірювань та передачу її розміру вторинним
стандартам з найбільшою в країні точністю.

40. Розділ 1 Метрологія Лекція 5 Забезпечення єдності та необхідної точності вимірювань

Вторинні зразки:
● еталон-копія;
● робочий стандарт.
Робочий стандарт для перевірки або калібрування ЗВТ.
Передача розміру одиниці:
● методом безпосереднього звірення;
● методом звіряння за допомогою компаратора.
Схема передачі розміру одиниці:
Національний стандарт
↓
еталон – копія
↓
робочі зразки
↓
зразкові ЗВТ
↓
робочі ЗВТ
На кожному етапі передачі одиниці втрата точності у 3 – 10 разів.

41. Розділ 1 Метрологія Лекція 5 Забезпечення єдності та необхідної точності вимірювань

Єдність та точність виміру визначаються еталонною базою країни.
Національна еталонна база України – 37 державних еталонів.
Державні зразки одиниць електричних величин:
● еталон одиниці сили електричного струму
(S ≤ 4∙10-6, δс ≤ 8∙10-6 для постійного струму,
S ≤ 10-4, δс ≤ 2∙10-4 для змінного струму);
● еталон одиниці напруги
(S ≤ 5∙10-9, δс ≤ 10-8 для ЕРС та постійної напруги,
S ≤ 5∙10-5, δс ≤ 5∙10-4 для змінної напруги);
● стандарт одиниці електричного опору
(S ≤ 5∙10-8, δс ≤ 3∙10-7);
● еталон часу та частоти
(S ≤ 5∙10-14, δс ≤ 10-13);

42. Розділ 1 Метрологія Лекція 5 Забезпечення єдності та необхідної точності вимірювань

5.3 Перевірка СІТ
Повірка СІТ встановлення придатності СІТ до використання на основі
результати контролю їх метрологічних характеристик.
Мета перевірки визначення похибок та інших метрологічних
характеристик СІТ, регламентованих ТУ.
Види перевірок:
● первинна (при випуску, після ремонту, при імпорті);
● періодична (при експлуатації)
● позачергова (при пошкодженні перевірочного тавра,
втрати свідоцтва про перевірку, введення в експлуатацію
після тривалого зберігання)
● інспекційна (при здійсненні державного
метрологічного контролю)
● експертна (у разі виникнення спірних питань
щодо метрологічних характеристик, придатності
та правильності використання ЗВТ)

43. Розділ 1 Метрологія Лекція 5 Забезпечення єдності та необхідної точності вимірювань

Повірці підлягають усі ЗВТ, які знаходяться в експлуатації та на які
поширюється державний метрологічний нагляд.
Перевірці підлягають також робочі зразки, зразкові ЗВТ та засоби,
які використовуються під час державних випробувань та
державної атестації ЗВТ.
Перевірку виробляють:
● територіальні органи Держстандарту України, акредитовані на
право її проведення;
● акредитовані метрологічні служби підприємств та організацій.
Результати перевірки оформляються документально.
5.3 Калібрування СІТ
Калібрування ЗВТ визначення у відповідних умовах або
контроль метрологічних характеристик СІТ,
які не поширюється державний
метрологічний нагляд.

44. Розділ 1 Метрологія Лекція 5 Забезпечення єдності та необхідної точності вимірювань

Види калібрування:
● метрологічна (виконується метрологічною
лабораторією);
● технічна (виконується експериментатором).
Функції метрологічного калібрування:
● визначення дійсних значень метрологічних
характеристик ЗВТ;
● визначення та підтвердження придатності ЗВТ до застосування.
Функція технічного калібрування:
● визначення дійсних значень окремих характеристик
ЗВТ безпосередньо перед використанням його у вимірах.
Необхідність калібрування в експлуатації СІТ, на які немає
поширюється державний метрологічний нагляд,
визначається їх користувачем.
Метрологічне калібрування проводиться акредитованими лабораторіями.
Технічне калібрування проводиться користувачем ЗВТ.

45. Метрологія, стандартизація та сертифікація в електроенергетиці

МЕТРОЛОГІЯ
СТАНДАРТИЗАЦІЯ
ЯКІСТЬ
Лекція 6 Основи експертної кваліметрії
СЕРТИФІКАЦІЯ
1. Оцінювання якості продукції.
2. Експертні методи визначення
показників якості.
3. Способи одержання експертних оцінок.
4. Обробка даних експертних оцінок.

46. ​​Розділ 1 Метрологія Лекція 6 Основи експертної кваліметрії

6.1 Оцінювання якості продукції
Кваліметрія - оцінювання якості продукції.
Якість продукції багатовимірна властивість продукції, узагальнена
характеристика її споживчих властивостей;
нефізична величина, що оцінюється
показниками якості.
Оцінка якості порівняно показників якості з показниками
зразкової продукції.
Показник якості:
● фізична величина (вимірюється вимірювальними методами);
● нефізична величина (оцінюється експертними методами).
Показники якості:
● поодинокі;
● комплексні (формуються із одиничних).

47. Розділ 1 Метрологія Лекція 6 Основи експертної кваліметрії

Комплексні показники:
● однорівневі;
● багаторівневі;
● узагальнені.
Формування комплексних показників:
● за відомою функціональною залежністю;
● за залежністю, прийнятою за згодою;
● за принципом середньозваженого:
n
– середньозважене арифметичне:
Q ciQi
;
i 1
n
– середньозважене геометричне:
Q
n
Сі – вагові коефіцієнти: зазвичай
c
i 1
i
ci
Q
i
i 1
n
c
i
i 1
1
.
.

48. Розділ 1 Метрологія Лекція 6 Основи експертної кваліметрії

6.2 Експертні методи визначення показників якості
Експертні методи коли проведення вимірювань неможливе або
економічно невиправдано.
Експертні
методи
Органолептичний
метод
Соціологічний
метод
Органолептичний метод визначення властивостей об'єкта за допомогою
органів чуття людини
(Зірки, слуху, дотику, нюху, смаку).
Соціологічний метод визначення властивостей об'єкта на основі
масових опитувань населення чи його груп
(Кожен індивід виступає в ролі експерта).

49. Розділ 1 Метрологія Лекція 6 Основи експертної кваліметрії

Експертна оцінка – результат грубого оцінювання.
Для підвищення достовірності оцінки груповий метод оцінювання
(Експертна комісія).
Формування експертної комісії шляхом тестування
(Перевірка компетентності).
Необхідні умови:
● узгодженість оцінок експертів;
● незалежність оцінок експертів.
Чисельність експертної групи ≥ 7 та ≤ 20 осіб.
Перевірка узгодженості оцінок
при формуванні експертної групи:
● через несуперечність оцінок
(Критерію Смирнова);
● за коефіцієнтом конкордації.

50. Розділ 1 Метрологія Лекція 6 Основи експертної кваліметрії

1. Перевірка несуперечності оцінок експертів за критерієм Смирнова β
Середнє арифметичне значення оцінки
m – кількість експертів;
СКО оцінок
S
~ 2
Q
Q
i)
m 1
.
Оцінка вважається несуперечливою, якщо
~
Q
Qi
~
Qi Q
S
m
,
.
2. Перевірка узгодженості оцінок експертів за коефіцієнтом конкордації
Коефіцієнт конкордації
W
12S
m 2 (n 3 n)
n – кількість оцінюваних чинників (властивостей продукції).
Оцінки узгоджені, якщо
(n 1) тW 2
χ2 – критерій згоди (квантиль χ2-розподілу)

51. Розділ 1 Метрологія Лекція 6 Основи експертної кваліметрії

6.3 Способи отримання експертних оцінок
Завдання оцінювання:
● ранжування однорідних об'єктів за ступенем
виразності заданого показника якості;
● кількісна оцінка показників якості
в умовних одиницях чи вагових коефіцієнтах.
Побудова ранжованого ряду:
а) попарне зіставлення всіх об'єктів
(«більше» – «менше», «краще» – «гірше»);
б) складання ранжованого ряду
(за спаданням або зростанням оцінок порівняння).
Кількісна експертна оцінка у частках одиниці чи балах.
Основна характеристика бальної шкали – кількість градацій
(Оціночних точок).
Використовуються 5-, 10-, 25- та 100-бальні шкали.

52. Розділ 1 Метрологія Лекція 6 Основи експертної кваліметрії

Приклад побудови бальної шкали оцінок.
1) встановлюється максимальна загальна оцінка продукції в балах Qmax;
2) кожному окремому показнику якості присвоюється ваговий
коефіцієнт сi;
3) по сi, виходячи з Qmax, встановлюють максимальну бальну оцінку
кожного показника Qi max = сi Qmax;
4) встановлюються знижки від ідеальної оцінки показника за зниження
якості ki;
5) визначається бальна оцінка кожного показника Qi = ki сi Qmax;
6) визначається загальна оцінка продукції у балах
n
QΣ =
Q
i 1
i
;
7) виходячи з можливих бальних оцінок, визначають число ступенів
якості (категорій, сортів).

53. Розділ 1 Метрологія Лекція 6 Основи експертної кваліметрії

6.4 Обробка даних експертних оцінок
1. Перевірка однорідності масиву оцінок за сумарною оцінкою рангів:
R Rij
j 1 i 1
n
m
2
j = 1, 2, 3 … n – номер рангу;
I = 1, 2, 3 … m – номер експерта;
Rij – ранги, надані кожним експертом.
Масив вважається однорідним, якщо RΣ ≥ Rкр
(Критична оцінка Rкр за таблицею для Рд = 0,95).
Якщо умова не виконується повторне оцінювання або
формування нової групи експертів
2. Побудова ранжованого ряду
m
Rj
m
Ri1; ........ Rin
i 1
i 1

54. Розділ 1 Метрологія Лекція 6 Основи експертної кваліметрії

Таблиця оцінок Rкр для довірчої ймовірності Рд = 0,95
Число експертів
Кількість рангів
3
4
5
6
7
8
9
2
6,6
1,2
2,2
3,6
5,0
7,1
9,7
3
12,6
2,6
4,7
7,6
11,1
15,8
21,6
4
21,7
4,5
8,1
13,3
19,7
28,1
38,4
5
33,1
6,9
12,4
20,8
30,8
43,8
60,0
6
47,0
9,8
17,6
30,0
44,4
63,1
86,5
7
63,0
13,1
23,8
40,7
60,5
85,0
115,0
8
81,7
17,0
29,8
48,3
73,2
105,0
145,0
9
102,6
21,4
37,5
60,9
92,8
135,0
185,0
10
126,1
26,3
46,2
75,0
113,8
160,0
225,0
М (множник)
10
100
100
100
100
100
100
Rкр = k (m, n) M.

55. Метрологія, стандартизація та сертифікація в електроенергетиці

МЕТРОЛОГІЯ
СТАНДАРТИЗАЦІЯ
ЯКІСТЬ
Лекція 7 Метрологічна служба
СЕРТИФІКАЦІЯ
1. Державна метрологічна
система України.
2. Метрологічна служба України.
3. Міжнародні та регіональні організації з метрології.

56. Розділ 1 Метрологія Лекція 7 Метрологічна служба

7.1 Державна метрологічна система України
Державна метрологічна система України:
● законодавча база;
● метрологічна служба.
● реалізація єдиної технічної політики у галузі метрології
● захист громадян та національної економіки від наслідків
недостовірних результатів вимірювань
● економія всіх видів матеріальних ресурсів
Функції ● підвищення рівня фундаментальних дослідженьта наукових
ДМСУ
розробок
● забезпечення якості та конкурентоспроможності вітчизняної
продукції
● створення науково-технічних, нормативних та організаційних
основ забезпечення єдності вимірів у державі

57. Розділ 1 Метрологія Лекція 7 Метрологічна служба

Законодавча база метрологічної системи України
● закон України "Про метрологію та метрологічну діяльність"
● державні стандарти України (ДСТУ);
● галузеві стандарти та технічні умови;
● типове положення про метрологічні служби центральних органів
виконавчої влади, підприємств та організацій.

● державна метрологічна система
● застосування, відтворення та зберігання одиниць вимірювань
● застосування ЗВТ та використання результатів вимірювань
● структура та діяльність державної та відомчої
Основні
метрологічних служб
положення
● державний та відомчий метрологічний
закону
контроль та нагляд
● організація державних випробувань, метрологічної
атестації та повірки СІТ
● фінансування метрологічної діяльності

58. Розділ 1 Метрологія Лекція 7 Метрологічна служба

Нормативні документи з метрології
● Розробка та затвердження нормативних документів з метрології
здійснюється відповідно до законодавства.

Держспоживстандартом України є обов'язковими для виконання
центральними та місцевими органами виконавчої влади, органами
місцевого самоврядування, підприємствами, організаціями, громадянами –
суб'єктами підприємницької діяльності та іноземними
виробниками.
● Вимоги нормативних документів з метрології, затверджені
центральними органами виконавчої влади є обов'язковими
для виконання підприємствами та організаціями, що належать до сфери
управління цих органів.
● Підприємства та організації можуть розробляти та затверджувати в
сфері своєї діяльності документи з метрології, які
конкретизують затверджені Держспоживстандартом України нормативні
документи та не суперечать їм.
Закон України "Про метрологію та метрологічну діяльність"

59. Розділ 1 Метрологія Лекція 7 Метрологічна служба

7.2 Метрологічна служба України
Метрологічна служба України:
● державна метрологічна служба;
● відомча метрологічна служба.
Державна метрологічна служба організує, здійснює та
координує діяльність із забезпечення єдності вимірів.
● Державний комітет з технічного регулювання та
споживчої політики (Держспоживстандарт України)
● державні наукові метрологічні центри
● територіальні метрологічні органи Держспоживстандарту
Структура ● Державна служба єдиного часу та еталонних
ГМС
частот
● Державна служба стандартних зразків речовин та
матеріалів
● Державна служба стандартних довідкових даних про
фізичних константах та властивостях речовин та матеріалів

60. Розділ 1 Метрологія Лекція 7 Метрологічна служба

Основні фукції ГМС:
● розробка наукових, технічних, законодавчих та організаційних
основ метрологічного забезпечення
● розробка, вдосконалення та підтримка еталонної бази
● розробка нормативних документів щодо забезпечення єдності вимірювань
● стандартизація норм та правил метрологічного забезпечення
● створення систем передачі розмірів одиниць вимірів
● розробка та атестація методик виконання вимірювань
● організація державної повірки та калібрування СІТ
● державний метрологічний контроль та нагляд за виробництвом та
застосуванням ЗВТ, дотриманням метрологічних норм та правил
● забезпечення єдності вимірювання часу та частоти та визначення
параметрів обертання Землі
● розробка та впровадження стандартних зразків складу та властивостей
речовин та матеріалів
● розробка та впровадження стандартних довідкових даних про фізичні
константах та властивостях речовин та матеріалів

61. Розділ 1 Метрологія Лекція 7 Метрологічна служба

Відомча метрологічна служба:
● центральних органів виконавчої влади (міністерств, відомств);
● об'єднань підприємств;
● підприємств та організацій;
● забезпечення єдності вимірів у сфері своєї діяльності
● розробка та впровадження сучасних методіввимірювань,
СІТ, стандартних зразків складу та властивостей речовин та
матеріалів
Основні
функції
ВМС
● організації та здійснення відомчого
метрологічного контролю та нагляду
● розробка та атестація методик виконання вимірювань,
метрологічної атестації, повірки та калібрування СІТ
● організація та проведення державних випробувань,
відомчої повірки, калібрування та ремонту СІТ
● організація метрологічного забезпечення випробувань та
сертифікації продукції
● проведення акредитації вимірювальних та калібрувальних
лабораторій

62. Розділ 1 Метрологія Лекція 7 Метрологічна служба

● Метрологічні служби підприємств та організацій створюються з
метою організації та виконання робіт з метрологічного забезпечення
розроблення, виробництва, випробувань, використання продукції.
● У метрологічну службу підприємства та організації входять
метрологічний підрозділ та (або) інші підрозділи.
● Роботи щодо забезпечення єдності вимірювань відносяться до основних
видів робіт, а підрозділи метрологічної служби – до основних
виробничим підрозділам.
Типове положення про метрологічні служби центральних
органів виконавчої влади, підприємств та організацій
На право проведення:
● державних випробувань,
● перевірки та калібрування СІТ,
● атестації методик виконання вимірювань,
● проведення відповідальних вимірів
акредитація

63. Розділ 1 Метрологія Лекція 7 Метрологічна служба

7.3 Міжнародні та регіональні організації з метрології
Основні міжнародні метрологічні організації:
● Міжнародна організація заходів та ваг;
● Міжнародна організація законодавчої метрології;
● Міжнародна електротехнічна комісія.
Міжнародна організація заходів та ваг (ОIPM)
(Створена на основі Метричної конвенції 1875, 48 країн-учасниць).
Вищий орган: Генеральна конференція з мір і ваг.
Керівний орган: Міжнародний комітет заходів та ваг (CIPM):
Склад: 18 найбільших фізиків та метрологів світу;
Структура: 8 Консультативних комітетів:
– з електрики,
– термометрії,
- Визначення метра,
- Визначення секунди,
- За одиницями фізичних величин та ін.

64. Розділ 1 Метрологія Лекція 7 Метрологічна служба

При CIPM Міжнародне бюро мір та ваг (BIPM)
Основні завдання BIPM:
● збереження міжнародних еталонів одиниць та порівняння з ними
національних стандартів;
● вдосконалення метричної системи вимірювань;
● координація діяльності національних метрологічних
організацій.
Міжнародна організація законодавчої метрології (OIML)
(З 1956 р., понад 80 країн-учасниць).
Вищий орган: Міжнародна конференція законодавчої
метрології.
Керівний орган: Міжнародний комітет законодавчої
метрології (ICML).
За ICML Міжнародне бюро законодавчої метрології.

65. Розділ 1 Метрологія Лекція 7 Метрологічна служба

Цілі OIML:
● встановлення єдності вимірів на міжнародному рівні;
● забезпечення збіжності результатів вимірювань та досліджень у
різних країнах задля досягнення однакових характеристик продукції;
● розробка рекомендацій щодо оцінки невизначеностей вимірювань,
теорії вимірювань, методів вимірювань та перевірки СІТ тощо;
● сертифікація ЗВТ.
Міжнародна електротехнічна комісія (IEC)
(з 1906 р., 80 країн-учасниць) основний міжнародний орган
зі стандартизації в галузі електротехніки, радіоелектроніки та зв'язку
та сертифікації виробів електронної техніки.
Основні регіональні організації
КООМЕТ –
метрологічна організація країн центральної та східної
Європи (включаючи Україну);
ЄВРОМЕТ – метрологічна організація ЄС;
ВЕЛМЕТ – європейське об'єднання із законодавчої метрології;
EAL –
європейське об'єднання з калібрування.

Дане видання є навчальним посібником, підготовленим відповідно до Державного освітнього стандарту з дисципліни «Стандартизація, метрологія та сертифікація». Матеріал викладено коротко, але чітко та доступно, що дозволить у короткі терміни його вивчити, а також успішно підготуватися та скласти іспит чи залік з даного предмета. Видання призначене для студентів вищих навчальних закладів.

1 ЦІЛІ ТА ЗАВДАННЯ МЕТРОЛОГІЇ, СТАНДАРТИЗАЦІЇ ТА СЕРТИФІКАЦІЇ

Метрологія, стандартизація, сертифікаціяє головними інструментами забезпечення якості продукції, робіт та послуг – важливий аспект комерційної діяльності.

Метрологія– це вчення про виміри, способи забезпечення їх єдності та шляхи набуття потрібної точності. Ключове становище метрології – вимір. Відповідно до ГОСТ 16263-70 вимір - це знаходження значення фізичної величини за допомогою спеціальних технічних засобів досвідченим шляхом.

Основні завдання метрології.

До завдань метрології належать:

1) розробка загальної теоріївимірів;

2) розробка шляхів вимірювань, а також методів встановлення точності та вірності вимірювань;

3) забезпечення цілісності вимірів;

4) визначення одиниць фізичних величин.

Стандартизація– діяльність, яка спрямована на визначення та розробку вимог, норм і правил, що гарантує право споживача на купівлю товарів за ціну, належну якість, а також право на впорядкованість та безпеку праці.

Єдиним завданням стандартизації є охорона інтересів споживачів у питаннях якості послуг та продукції. Беручи за основу Закон Російської Федерації«Про стандартизацію», стандартизація має такі завдання та цілі,як: 1) нешкідливість робіт, послуг та продукції для життя та здоров'я людини, а також для довкілля;

2) безпеку різних підприємств, організацій та інших об'єктів з урахуванням можливості виникнення надзвичайних ситуацій;

3) забезпечення можливості заміни продукції, а також її технічної та інформаційної сумісності;

4) якість робіт, послуг та продукції з урахуванням рівня досягнутого прогресу техніки, технологій та науки;

5) дбайливе ставлення до всіх наявних ресурсів;

6) цілісність вимірів.

Сертифікація– це встановлення відповідними сертифікуючими органами забезпечення необхідної впевненості, що продукція, послуга чи процес відповідають певному стандарту чи іншому нормативному документу. Сертифікуючими органами може бути особа чи орган, визнані незалежними ні від постачальника, ні від покупця.

Сертифікація зорієнтована на досягненні таких цілей:

1) надання допомоги споживачам у грамотному виборі продукції чи послуги;

2) захист споживача від неякісної продукції виробника;

3) встановлення безпеки (небезпеки) продукції, роботи або послуг для життя та здоров'я людини, навколишнього середовища;

4) свідчення про якість продукції, послуги чи роботи, про які заявив виробник чи виконавець;

5) організація умов для комфортної діяльності організацій та підприємця на єдиному товарному ринку РФ, а також для участі в міжнародній торгівлі та міжнародному науково-технічному співробітництві.

-- [ Сторінка 1 ] --

СЕРЕДНЯ ПРОФЕСІЙНА ОСВІТА

МЕТРОЛОГІЯ,

СТАНДАРТИЗАЦІЯ

І СЕРТИФІКАЦІЯ

В ЕНЕРГЕТИЦІ

Федеральною державною установою

«Федеральний інститут розвитку освіти»

як навчальний посібник для використання у навчальному процесі

освітніх установ, що реалізують програми середнього професійної освіти

ACADEMIA

Москва Видавничий центр «Академія»

2009 УДК 389(075.32) ББК 30.10я723 М576 Рецензент - викладач дисциплін «Метрологія, стандартизація та сертифікація та «Метрологічне забезпечення» ГОУ СПО електромеханічного коледжу № 55 С. С. Зайцева Метрологія,5. посібник для студ. середовищ. проф. освіти/[С. А. Зайцев, А. Н.Товсте, Д.Д. Грибанов, Р. У. Меркулов]. - М.: Видавничий центр «Академія», 2009. - 224 с.

ISBN 978-5-7695-4978- Розглянуто основи метрології та метрологічного забезпечення: терміни, фізичні величини, основи теорії вимірювань, засоби вимірювань та контролю, метрологічні характеристики, вимірювання та контроль електричних і магнітних величин. Викладено основи стандартизації: історія розвитку, нормативно-правова основа, міжнародна, регіональна та вітчизняна, уніфікація та агрегатування, якість продукції. Особливу увагу приділено основам сертифікації та підтвердженню відповідності.

Для студентів середніх професійних навчальних закладів.

УДК 389(075.32) Б Б К 30.10 Оригінал-макет цього видання є власністю Видавничого центру «Академія». та його відтворення будь-яким способом без згоди правовласника забороняється. © Зайцев С.А.. Толстов А. Н., Грибанов Д Д. -4978-6 © Оформлення Видавничий центр «Академія»,

ПЕРЕДМОВА

Сучасна техніка і перспективи її розвитку, вимоги до якості виробів, що постійно підвищуються, зумовлюють необхідність отримання та використання знань, які є базовими, т.е.

Е. основними для всіх фахівців, які працюють і на етапі розробки конструкції, і на етапі її виготовлення, і на етапах експлуатації та обслуговування незалежно від відомчої приналежності. Ці знання будуть затребувані і в загальному маш інобудуванні, і в енергомаш інобудуванні, і в багатьох інших областях. Ці базові матеріали і розглянуті в теперішньому навчальному посібнику. Матеріал, який представлений у навчальному посібнику, не є відокремленим від інших дисциплін, що вивчаються у навчальному закладі. Знання, отримані в ході вивчення низки дисциплін, наприклад «Математики», «Фізики», стануть у нагоді при освоєнні питань метрології, стандартизації, підтвердження відповідності, взаємозамінності. Знання, вміння та практичні навички після вивчення цього навчального матеріалу будуть потрібні протягом усього часу роботи після закінчення навчального закладунезалежно від місця роботи, чи то сфера виробництва чи сервісного обслуговування, чи сфера торгівлі технічними механізмамичи машинами.

У розділі I представлені основні поняття про науку «Метрологія», розглянуто основи теорії вимірювань, засоби вимірювань та контролю електричних та магнітних величин, питання метрологічного забезпечення та єдності вимірювань.

Глава 2 розповідає про систему стандартизації в Російській Федерації, системи стандартів, уніфікації та агрегатування, питання взаємозамінності деталей, вузлів і механізмів, за показниками якості продукції, системи якості, Матеріал, представлений в главі 3, дозволить вивчити і практично використовувати знання в галузі сертифікації , підтвердження відповідності продукції та робіт, атестації випробувального обладнання, що використовується в енергомашінобудуванні, Для кращого засвоєння представленого матеріалу наприкінці кожного підрозділу наведено контрольні питання.

Передмова, глава 2 написані А. Н. Толстовим, глава 1 - С, А. Зайцев м, Р. В, Меркуловим, Д. Д. Грибановим, глава 3 - Д. Д. Грибановим.

ОСНОВИ МЕТРОЛОГІЇ ТА МЕТРОЛОГІЧНОГО

ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

Метрологія - це наука про вимірювання, методи та засоби забезпечення їх єдності та способи досягнення необхідної точності.

Вона зародилася в давнину, як тільки людині знадобилися вимірювання маси, довжини, часу і т.п. Причому як одиниці величин використовувалися такі, які завжди «під рукою». Так, наприклад, у Росії довжина вимірювалася пальцями, ліктями, сажнями та ін. Ці заходи представлені на рис. І.І.

Роль метрології за останні десятиліттянадзвичайно зросла. Вона проникла і завоювала (у деяких областях завойовує) собі вельми тверді позиції. У зв'язку з тим, що метрологія поширилася практично на всі галузі людської діяльності, метрологічна термінологія тісно стикається з термінологією кожної із «спеціальних» сфер. При цьому виникло щось, що нагадує явище несумісності. Той чи інший термін, прийнятний для однієї галузі науки або техніки, виявляється неприйнятним для іншої, оскільки в традиційній термінології іншої області цим же словом може позначатися зовсім інше поняття. Наприклад, розмір по відношенню до одягу може позначати «великий», «середній» і «малий»;

слово «полотно» може мати різні значення: у текстильній промисловості - це матеріал (лляне полотно); застосовно до залізничного транспорту воно позначає шлях, яким цей транспорт рухається (полотно залізниці).

З метою наведення порядку у цьому питанні було розроблено та затверджено державний стандарт на метрологічну термі нологію - ГОСТ 16263 «Державна система забезпечення єдності вимірювань. Метрологія. Терміни та визначення". Нині цей ГОСТ замінено РМ Г 29 - 99 «ГСИ. Метрологія. Терміни та визначення". Далі у підручнику терміни та визначення подано відповідно до цього документа.

Оскільки до термінів пред'являються вимоги лаконічності, їм властива певна умовність. З одного боку, не слід забувати і застосовувати затверджені терміни відповідно до їх визначенням, а з іншого боку, поняття, дані у визначенні, замінювати іншими термінами.

В даний час об'єктом метрології є всі одиниці виміру фізичних величин (механічних, електричних, теплових та ін), всі засоби вимірювань, види та методи вимірювань, тобто все те, що необхідно для забезпечення єдності вимірювань та організації метрологічного забезпечення на всіх ця пах життєвого циклубудь-яких виробів та наукових досліджень, і навіть облік будь-яких ресурсів.

Сучасна метрологія як наука, що спирається на досягнення інших наук, їх методи і засоби вимірювань, своєю чергою сприяє їх розвитку. Метрологія проникла у всі галузі людської діяльності, у всі науки та дисципліни і є для них єдиною наукою. Немає жодної галузі людської діяльності, де можна було б обійтися без кількісних оцінок, одержуваних у результаті вимірювань.

Наприклад, відносна похибка визначення вологості, що дорівнює 1%, у 1982 р. призвела до неточності визначення річної вартості вугілля в 73 млн руб., А зерна - 60 млн руб.

Щоб було наочно, метрологи зазвичай наводять такий приклад:

«На складі було 100 кг огірків. Проведені вимірювання показали, що їх вологість становить 99%, тобто в 100 кг огірків міститься 99 кг води та 1 кг сухої речовини. Через якийсь час зберігання знову було виміряно вологість цієї партії огірків.

Результати вимірювання, занесені до відповідного протоколу, показали, що вологість зменшилась до 98%. Оскільки вологість змінилася всього на 1 %, то ні в кого не виникло думки, а яка ж маса огірків, що залишилися? А виявляється, що й вологість стала 98%, то огірків залишилося рівно половина, тобто.

50 кг. І ось чому. Кількість сухої речовини в огірках не залежить від вологості, отже, воно не змінилося і як було 1 кг, так і залишилося 1 кг, але якщо раніше це становило 1%, то після зберігання стало 2%. Склавши пропорцію, легко визначити, що огірків стало 50 кг».

У промисловості значна частина вимірювань складу речовини все ще проводиться за допомогою якісного аналізу. Похибки цих аналізів іноді бувають у кілька разів вищі, ніж різниця між кількостями окремих компонентів, на які повинні відрізнятися один від одного метали різних марок, хімічних матеріалів та ін. таких вимірів неможливо досягти необхідної якостіпродукції.

1. Що таке метрологія та чому їй приділяється стільки уваги?

2. Які об'єкти метрології ви знаєте?

3. Навіщо потрібні виміри?

4. Чи можливі виміри без похибок?

1.2. Фізична величина. Системи одиниць Фізична величина (ФВ) - властивість, загальна в якісному відношенні багатьом фізичним об'єктам (фізичним системам, їх станам і процесам, що відбуваються в них), але в кількісному відношенні індивідуальне для кожного об'єкта. Наприклад, довжина різних об'єктів (стола, кулькової ручки, автомобіля тощо) може оцінюватися в метрах або частках метра, а кожного з них - у конкретних величинах довжини: 0,9 м; 15 см;

3,3мм. Приклади можна навести не тільки для будь-яких властивостей фізичних об'єктів, але і для фізичних систем, їх станів і процесів, що відбуваються в них.

Термін «величина» зазвичай застосовується щодо тих властивостей чи характеристик, які можна оцінити кількісно фізичними методами, тобто. можуть бути виміряні. Існують такі властивості або характеристики, які в даний час наука і техніка ще не дозволяють оцінювати кількісно, ​​наприклад запах, смак, колір. Тому такі характеристики зазвичай уникають називати «величинами», а називають «властивостями».

У широкому значенні «величина» - поняття багатовидове. Це можна продемонструвати з прикладу трьох величин.

Перший приклад - це ціна, вартість товарів, виражена в грошових одиницях. Раніше системи грошових одиниць були складовою метрології. Нині це самостійна область.

У другому прикладі різновиду величин можна назвати біологічну активність лікарських речовин. Біологічна активність низки вітамінів, антибіотиків, гормональних препаратів виражається в Міжнародних одиницях біологічної активності, що позначаються І. Є. (наприклад, у рецептах пишуть «кількість пеніциліну - 300 тис. І. Є.»).

Третій п р і м е р - фізичні величини, тобто. властивості, що притаманні фізичним об'єктам (фізичним системам, їх станам і процесам, що відбуваються в них). Саме цими величинами головним чином і займається сучасна метрологія.

Розмір ФВ (розмір величини) - кількісне зміст у цьому об'єкті властивості, відповідного поняття «фізична величина» (наприклад, розмір довжини, маси, сили струму тощо.).

Термін «розмір» слід вживати в тих випадках, коли необхідно підкреслити, що йдеться про кількісний зміст якості в даному об'єкті фізичної величини.

Розмірність ФВ (розмірність величини) - вираз, що відображає зв'язок величини з основними величинами системи, в якій коефіцієнт пропорційності дорівнює одиниці. Розмірність величини є твір основних величин, зведених у відповідні ступені.

Кількісна оцінка конкретної фізичної величини, виражена як деякого числа одиниць даної величини, називається значенням фізичної величини. Абстрактне число, що входить до значення фізичної величини, називається числовим значенням, наприклад 1 м, 5 г, 10 А і т.п. Між значенням та розміром величини є важлива різниця. Розмір величини існує реально, незалежно від того, чи знаємо ми його, чи ні. Виразити розмір величини можна за допомогою будь-якої одиниці.

Справжнє значення ФВ (справжнє значення величини) - значення ФВ, яке ідеальним чином відображало б у якісному та кількісному відношеннях відповідну властивість об'єкта. Наприклад, швидкість світла у вакуумі, щільність дистильованої води при температурі 44 °С мають цілком певне значення - ідеальне, яке ми не знаємо.

Експериментальним шляхом може бути отримано дійсне значення фізичної величини.

Справжнє значення ФВ (дійсне значення величини) - значення ФВ, знайдене експериментальним шляхом і на стільки наближається до справжнього значення, що для даної мети може бути використане замість нього.

Розмір ФВ, що позначається Q, не залежить від вибору одиниці, проте числове значення повністю залежить від обраної одиниці. Якщо розмір величини Q у системі одиниць ФВ «1» визначиться як де п | - числове значення розміру ФВ у системі «1»; \Qi\ - одиниця ФВ у цій же системі, то в іншій системі одиниць ФВ «2», в якій не дорівнює \Q(\, не змінився розмір Q буде виражений іншим значенням:

Так, наприклад, маса одного і того ж батона хліба може бути 1 кг або 2,5 фунта або діаметр труби дорівнює 20" або 50,8 см.

Оскільки розмірність ФВ являє собою вираз, що відображає зв'язок з основними величинами системи, в якій коефіцієнт пропорційності дорівнює 1, то розмірність дорівнює добутку основних ФВ, зведених у відповідний ступінь.

У випадку формула розмірності для одиниць ФВ має вигляд де [Q] - розмірність похідної одиниці; К - деяке постійне число; [А], [Я] та [С] - розмірність основних одиниць;

а, Р, у - цілі позитивні або негативні числа, включаючи 0.

При К = 1 похідні одиниці визначаються таким чином:

Якщо в системі в якості основних одиниць прийняті довжина L, маса М і час Т, вона позначається L, М, Т. У цій системі розмірність похідної одиниці Q має такий вигляд:

Системи одиниць, похідні одиниці яких утворюються за наведеною вище формулою, називаються узгодженими або когерентними.

Поняття розмірності широко використовується у фізиці, техніці та метрологічній практиці при перевірці правильності складних розрахункових формул і з'ясуванні залежності між ФВ.

На практиці часто буває необхідно використовувати безрозмірні величини.

Безрозмірна ФВ - це величина, у розмірність якої основні величини входять до ступеня, що дорівнює 0. Однак слід розуміти, що величини, безрозмірні в одній системі одиниць, можуть мати розмірність в іншій системі. Наприклад, абсолютна діелектрична проникність в електростатичній системі є безрозмірною, у той час як в електромагнітній системі її розмірність дорівнює L~2T 2 , а в системі L M T I її розмірність - L-3 М - "Т 4Р.

Одиниці тієї чи іншої фізичної величини, як правило, пов'язані із заходами. Розмір одиниці вимірюваної фізичної величини приймається рівним розміру величини, що відтворюється мірою. Однак на практиці одна одиниця виявляється незручною для вимірювання великих і малих розмірів даної величини.

Тому застосовується кілька одиниць, що знаходяться в кратних і дольних співвідношеннях між собою.

Кратна одиниця ФВ - одиниця, яка в ціле число разів більша, ніж основна чи похідна одиниця.

Дольна одиниця ФВ - одиниця, яка в ціле число разів менша за основну або похідну одиницю.

Кратні та подільні одиниці ФВ утворюються завдяки відповідним приставкам до основних одиниць. Ці приставки наведено у табл.1.1.

Одиниці величин почали з'являтися з того моменту, коли у людини виникла необхідність висловлювати щось кількісно. Спочатку одиниці фізичних величин вибиралися довільно, без будь-якого зв'язку один з одним, що створювало значні труднощі.

Приставки СІ та множники для утворення десяткових кратних Множник У зв'язку з цим було введено термін «одиниця фізичної величини».

Одиниця основної ФВ (одиниця величини) - фізична величина, якій за визначенням присвоєно числове значення, що дорівнює 1. Одиниці однієї і тієї ж ФВ можуть у різних системах відрізнятися за своїм розміром. Наприклад, метр, фут та дюйм, будучи одиницями довжини, мають різний розмір:

У міру розвитку техніки та міжнародних зв'язків, труднощі використання результатів вимірювань, виражених у різних одиницях, зростали і гальмували подальший науково-технічний прогрес. Виникла необхідність у створенні єдиної системиодиниць фізичних величин. Під системою одиниць ФВ розуміється сукупність основних одиниць ФВ, що вибираються незалежно один від одного і похідних одиниць ФВ, які виходять з основних на підставі фізичних залежностей.

Якщо система одиниць фізичних величин не має свого найменування, вона зазвичай позначається за своїми основними одиницями, наприклад LMT.

Похідна ФВ (похідна величина) - ФВ, що входить в систему і визначається через основні величини цієї системи за відомими фізичними залежностями. Наприклад, швидкість в системі величин L M T визначається в загальному випадку рівнянням де v - швидкість; / - Відстань; t – час.

Вперше поняття системи одиниць запровадив німецький вчений К. Гаус, який запропонував принцип її побудови. За цим принципом спочатку встановлюють основні фізичні величини та їх одиниці. Одиниці цих фізичних величин називаються основними, тому що вони є основою для побудови всієї системи одиниць інших величин.

Спочатку було створено систему одиниць, засновану на трьох одиницях: довжина - маса - час (сантиметр - грам - секунда (СГС).

Розглянемо найбільш поширену в усьому світі і прийняту в нашій країні Міжнародну систему одиниць СІ, що містить сім основних одиниць і дві додаткові. Основні одиниці ФВ цієї системи наведено в табл. 1.2.

Фізична величина Розмірність Найменування Позначення Маса струму температура Додатковими ФВ є:

Плоский кут, що виражається у радіанах; радіан (рад, rad), рівний куту між двома радіусами кола, довжина дуги між якими дорівнює радіусу;

Тілесний кут, що виражається в стерадіанах, стерадіан (ср, sr), рівний тілесному куті з вершиною в центрі сфери, що вирізує на поверхні сфери площу, рівну площі квадрата зі стороною, що дорівнює радіусу сфери.

Похідні одиниці системи СІ утворюються за допомогою найпростіших рівнянь зв'язку між величинами і без будь-якого коефіцієнта, оскільки ця система є когерентною і ^=1. У цій системі розмірність похідної ФВ [Q] у загальному вигляді визначається таким чином:

де [I] – одиниця довжини, м; [М] - одиниця маси, кг; [Т] - одиниця часу, с; [/] – одиниця сили струму, A; [Q] – одиниця термодинамічної температури, К; [У] – одиниця сили світла, кд; [N] – одиниця кількості речовини, моль; а, (3, у, 8, е, з, X - цілі позитивні чи негативні числа, включаючи і 0.

Наприклад, розмірність одиниці швидкості в системі СІ буде виглядати так:

Оскільки написане вираз для розмірності похідної ФВ у системі СІ збігається з рівнянням зв'язку між похідною ФВ і одиницями основних ФВ, то зручніше користуватися виразом для розмірностей, тобто.

Аналогічно частота періодичного процесу F - Т~1 (Гц);

сила – LMT 2; щільність – _3М; енергія - L2M T~2.

Подібно можна отримати будь-яку похідну ФВ системи СІ.

Ця система була введена в нашій країні 1 січня 1982 р. В даний час діє ГОСТ 8.417 - 2002, який визначає основні одиниці системи СІ.

Метр дорівнює 1650763,73 довжин хвиль у вакуумі випромінювання, що відповідає переходу між рівнями 2р ю і 5d5 атома крипто на-86.

Кілограм дорівнює масі міжнародного прототипу кілограма.

Секунда дорівнює 9192631770 періодам випромінювання, що відповідає переходу між двома надтонкими рівнями основного стану атома ц езия -133.

Ампер дорівнює силі струму, що не змінюється, який при проходженні по двох паралельних прямолінійних провідниках нескінченної довжини і мізерно малої площі кругового поперечного перерізу, розташованим у вакуумі на відстані 1 м один від одного, викликав би на кожній ділянці провідника довжиною 1 м силу взаємодії, що дорівнює 2- 10“7 Н.

Кельвін дорівнює 1/273,16 частини термодинамічної температури потрійної точки води. (Температура потрійної точки води - це температура точки рівноваги води у твердій (лід), рідкій та газообрізній (пар) фазах на 0,01 До або 0,01 °С вище точки танення льоду).

Дозволяється застосування шкали Цельсія (С). Температура °С позначається символом t:

де Т0 - 273,15 До.

Тоді t = 0 за Т = 273,15.

Міль дорівнює кількості речовини системи, що містить стільки ж структурних елементів, скільки міститься атомів у вуглецю де-12 масою 0,012 кг.

Кандела дорівнює силі світла в заданому напрямку джерела, що випускає монохроматичне випромінювання частотою 540 101 Гц, енергетична сила світла якого в цьому напрямку становить 1/683 Вт/пор.

Крім системних одиниць системи С І в нашій країні узаконено застосування деяких позасистемних одиниць, зручних для практики і традиційно застосовуються для вимірювання:

тиску - атмосфера (9,8 Н/см2), бар, мм ртутного стовпа;

довжини - дюйм (25,4 мм), ангстрем (10-ш м);

потужності – кіловат-година;

часу - година (3600 с) та ін.

Крім того, застосовуються логарифмічні ФВ - логарифм (десятковий або натуральний) безрозмірного відношення однойменних ФВ. Логарифмічні ФВ застосовують для вираження звукового тиску, посилення, ослаблення. Одиниця логарифмічної ФВ - білий (Б) - визначається за формулою де Р2 і Р - однойменні енергетичні величини: потужність, енергія.

Для «силових» величин (напруження, сила струму, тиску, напруженості поля) біл визначається за формулою Частка одиниця від біла - децибел (дБ):

Широке застосування отримали відносні ФВ - безрозмірні відносини двох однойменних ФВ. Вони виражаються в відсотках (%), безрозмірних одиницях.

У табл. 1.3 та 1.4 наведено приклади похідних одиниць СІ, найменування яких утворено з найменувань основних та додаткових одиниць та мають спеціальні найменування.

Існують певні правиланаписання позначень одиниць. При написанні позначень похідних одиниць по табл. 1. Приклади похідних одиниць СІ, найменування яких утворені з найменувань основних і додаткових одиниць електрична зарядна напруга, електричний потенціал, різниця електричних потен ціалів, електрорухаюча сила ська ємність ський опір ниткової індукції, магнітний потік ність, взаємна індуктивність роздільних одиниць точками, які стоять на середній лінії як знак множення «...». Наприклад: Н м (читається «ньютон-метр»), А - м 2 (ампер- квадратний метр), Н – с/м 2 (нью тон-секунду на квадратний метр). Найбільш уживаний вираз у вигляді твору позначень одиниць, зведених у відповідний ступінь, наприклад м2-С "".

При найменуванні, відповідному добутку одиниць з кратними або подовжніми приставкам, рекомендується п р і ставку приєднувати до найменування першої одиниці, що входить до твір. Наприклад, 103 одиниць моменту сили - нью тон-метрів слід іменувати "кілонню тон-метр", а не "нью тон-кілометр". Записується це так: кН м, а чи не Н км.

1. Що таке фізична величина?

2. Чому величини називаються фізичними?

3. Що розуміється під розміром ФВ?

4. Що означає справжнє та дійсне значення ФВ?

5. Що означає безрозмірна ФВ?

6. Чим відрізняється кратна одиниця ФВ величини від дольної?

7. Вкажіть правильну відповідь на такі запитання:

одиницею обсягу, прийнятої СІ, є:

1 літр; 2) галон; 3) барель; 4) кубічний метр; 5) унція;

одиницею температури, прийнятої СІ, є:

1) градус Фаренгейту; 2) градус Цельсія; 3) Кельвін; 4) градус Ранкіна;

одиницею маси, прийнятої СІ, є:

1) тонна; 2) карат; 3) кілограм; 4) фунт; 5) унція, 8. Не заглядаючи в пройдений матеріал, напишіть у стовпчик найменування основних фізичних величин Міжнародної системи одиниць СІ, їх найменування та умовні позначення, 9. Назвіть відомі позасистемні одиниці фізичних величин, які узаконені і широко застосовуються в нашій країні, Спробуйте за допомогою табл, 1,1 присвоїти приставки до основних і похідних одиниць фізичних величин і запам'ятати найпоширеніші в енергетиці для вимірювань електричних і магнітних величин, 1.3. Відтворення та передача розмірів Як уже говорилося, метрологія - це наука, яка в першу чергу займається вимірами.

Вимір - знаходження значення ФВ досвідченим шляхом за допомогою спеціальних технічних засобів.

Вимірювання включає різні операції, після завершення яких виходить деякий результат, що є результатом вимірювання (прямі вимірювання) або вихідними даними для отримання результату спостереження (непрямі вимірювання), Вимірювання включає в себе спостереження.

Спостереження при вимірі - експериментальна операція, що виконується в процесі вимірювань, в результаті якої одержують одне значення з групи значень величини, що підлягають спільній обробці для отримання результату вимірювання.

користуватися необхідно забезпечити єдність вимірювань.

Єдність вимірів - це такий стан вимірів, при якому результати вимірів виражаються в узаконених одиницях, а їх похибка відома із заданою ймовірністю. Так само вказувалося, що вимір - це знаходження значення ФВ досвідченим шляхом за допомогою спеціальних технічних засобів - засобів вимірювань (СІ), Для забезпечення єдності вимірювань необхідна тотожність одиниць, в яких проградуйовані всі засоби вимірювань, тобто повинна бути використана певна шкала ФВ, відтворення, зберігання та передача одиниць ФВ, Шкала ФВ - послідовність значень, присвоєна відповідно до правил, прийнятих за згодою, послідовності однойменних ФВ різного розміру (наприклад, шкала медичного термометра або ваг).

Відтворення, зберігання та передача розмірів одиниць ФВ здійснюється за допомогою стандартів. Вищою ланкою в ланцюзі передачі розмірів одиниць ФВ є еталони первинні еталони та еталони-копії.

Первинний ця, юн - еталон, що забезпечує відтворення одиниці з найвищою в країні (порівняно з іншими еталонами тієї ж одиниці) точністю.

Вторинний еталон - еталон, значення якого встановлюють за первинним еталоном.

Спеціальний еталон - еталон, що забезпечує відтворення одиниці в особливих умовах і замінює для цих умов первинний еталон.

Державний еталон - первинний або спеціальний еталон, офіційно затверджений як вихідний альянс країни.

Еталон-свідок - вторинний зразок, призначений для перевірки безпеки національного зразка і заміни його у разі псування чи втрати.

Еталон-копія - вторинний еталон, призначений для передачі розмірів одиниць робочим еталонам.

Еталон порівняння - вторинний еталон, що застосовується для поєднання еталонів, які з тих чи інших причин не можуть бути безпосередньо звіряються один з одним.

Робочий стандарт - стандарт, застосовуваний передачі розміру одиниці робочим СІ.

Еталон одиниці - засіб вимірювань (або комплекс С І), що забезпечує відтворення та (або) зберігання одиниці з метою передачі її розміру нижчим за перевірочною схемою засобам вимірювань, виконаний за особливою специфікацією та офіційно затверджений у встановленому порядку як зразок.

Еталонна установка - вимірювальна установка, що входить до комплексу С І, затверджена як зразок.

Основне призначення еталонів - забезпечення матеріально-технічної бази відтворення та зберігання одиниць ФВ. Вони систематизуються по одиницях, що відтворюються:

Основні одиниці ФВ Міжнародної системи СІ повинні відтворюватись централізовано за допомогою Державних еталонів;

Додаткові, похідні, а при необхідності і поза системними одиницями ФВ виходячи з техніко-економічної мети відповідності відтворюються одним з двох способів:

1) централізовано за допомогою єдиного для всієї країни Державного еталона;

2) децентралізовано за допомогою непрямих вимірів, виконаних в органах метрологічної служби за допомогою робочих еталонів.

Централізовано відтворюється більшість найважливіших похідних одиниць Міжнародної системи одиниць СІ:

ньютон - сила (1 Н = 1 кг - м с~2);

джоуль – енергія, робота (1 Дж = 1 Н м);

паскаль – тиск (1 Па = 1 Н м~2);

ом - електричний опір;

вольт – електрична напруга.

Децентралізовано відтворюються одиниці, розмір яких не може передаватися прямим порівнянням з еталоном (наприклад, одиниця площі) або якщо перевірка заходів за допомогою непрямих вимірів простіше, ніж порівняння з еталоном, і забезпечує необхідну точність (наприклад, одиниця місткості та обсягу). При цьому створюються перевірочні установки найвищої точності.

Державні зразки зберігаються у відповідних метрологічних інститутах Російської Федерації. За рішенням Держстандарту РФ, що нині діє, допускається їх зберігання і застосування в органах відомчих метрологічних служб.

Крім національних еталонів одиниць ФВ існують міжнародні еталони, що зберігаються в Міжнародному бюро заходів і ваг. Під егідою Міжнародного бюро заходів і терезів проводиться систематичне міжнародне звірення національних еталонів найбільших метрологічних лабораторій з міжнародними еталонами та між собою. Так, наприклад, ет&тон метра і кілограма звіряють один раз на 25 років, еталони електричного напруги, опору і світлові - один раз на 3 роки.

Більшість еталонів є складними і дуже дорогими фізичними установками, що вимагають для свого обслуговування та застосування вчених найвищої кваліфікації, що забезпечують їх експлуатацію, удосконалення та зберігання.

Розглянемо приклади деяких національних стандартів.

Як зразок довжини до 1960 р. діяв наступний цей лон метра. Метр визначався як відстань при 0 °С між осями двох сусідніх штрихів, нанесених на платиново-іридієвому бруску, що зберігається в Міжнародному бюро заходів і ваг, за умови, що ця лінійка знаходиться при нормальному тиску і підтримується двома роликами діаметром не менше 1 см, розташованими симетрично в одній поздовжній площині на відстані 571 мм один від одного.

Вимога до підвищення точності (платиново-іридієвий брусок не дозволяє відтворювати метр з похибкою, меншою за 0,1 мкм), а також доцільність встановлення природного і нерозмірного еталона призвели до створення в 1960 р. нового, чинного на даний час. метра, точність якого на порядок вища за старий.

У новому еталонеметр пере діляється як довжина, що дорівнює 1 650 763,73 довжини хвилі у вакуумі випромінювання, відповідного переходу між рівнями 2р Ц і 5d5 атома криптону-86. Фізичний принцип еталона полягає у визначенні випромінювання світлової енергії при переході атома з одного енергетичного рівня на інший.

Місце зберігання еталона метра - ВИ ЇМ ім. Д. І. Менделєєва.

Середнє квадратичне відхилення (СКО) відтворення одиниці метра вбирається у 5 10~9 м.

Еталон постійно вдосконалюється з метою підвищення точності, стабільності, надійності з урахуванням останніх досягнень фізики.

Державний первинний стандарт РФ маси (кілограма) зберігається у В Н І І М ім. Д. І. Менделєєва. Він забезпечує відтворення одиниці маси 1 кг із СКО не більше 3 10~8 кг. До складу державного первинного зразка кілограма входять:

Копія міжнародного прототипу кілограма - платиново-іридієвий прототип № 12, що є гирю у вигляді циліндра із закругленими ребрами діаметром 39 мм і висотою 39 мм;

Еталонні ваги № 1 і № 2 на 1 кг з дистанційним керуванням для передачі розміру одиниці маси від прототипу № еталонам-копіям та від еталонів-копій робочим еталонам.

Еталон одиниці сили електричного струму зберігається у ВН та ЇМ ім. Д. І. Менделєєва. Він складається з струмових ваг і апаратури для передачі розміру одиниці сили струму, в яку входить котушка електричного опору, яка отримала значення опору від первинного еталона одиниці електричного опору - ома.

СКО похибки відтворення вбирається у 4- 10~6, невиключена систематична похибка вбирається у 8 10~6.

Еталон одиниці температури є дуже складною установкою. Вимірювання температури в діапазоні 0,01...0,8 К здійснюється за температурною шкалою термометра магнітної сприйнятливості ТШ ТМ В. У діапазоні 0,8... 1,5 К використовується шкала гелію-3 (3Не), заснована на залежності тиску насиченої пари гелію-3 від температури. У діапазоні 1,5...4,2 К використовується шкала гелію-4 (4Н), заснована на тому ж принципі.

У діапазоні 4,2... 13,81 К температура вимірюється за шкалою германієвого термометра опору ТШ ГТС. У діапазоні 13,81...6 300 К використовується міжнародна практична шкала М П ТШ -68, заснована на ряді рівноважних станів, що відтворюються. різних речовин.

Передача розмірів одиниць від первинного еталона робочим заходам та засобам виміру здійснюється за допомогою розрядних еталонів.

Розрядний еталон - міра, вимірювальний перетворювач або вимірювальний прилад, що служить для перевірок за ними інших СІ та затверджений в органах Державної метрологічної служби.

Передача розмірів від відповідного еталона робочим засобам виміру (РСІ) здійснюється за перевірочною схемою.

Перевірочна схема - затверджений в установленому порядку документ, що встановлює кошти, методи та точність передачі чи розміру одиниці від еталона робочим СІ.

Схема передачі розмірів (метрологічний ланцюг) від еталонів до робочих СІ (первинний зразок - зразок-копія - розрядні зразки -» робочі СІ) представлена ​​на рис. 1.2.

Між розрядними стандартами існує підпорядкованість:

зразки першого розряду повіряються безпосередньо з еталонам-копіям; Зразки другого розряду - за стандартами 1-го розряду і т.д.

Окремі робочі СІ найвищої точності можуть повірятися по стандартам-копіям, вищої точності - по стандартам 1-го розряду.

Розрядні зразки перебувають у метрологічних інститутах Державної метрологічної служби (МС), а також у пові Рис. 1.2. Схема передачі розмірів рочних лабораторіях галузевих МС, яким у встановленому порядку надано право перевірки СІ.

СІ як розрядний еталон затверджуються органом Державної МС. Для забезпечення правильності передачі розмірів ФВ у всіх ланках метрологічного ланцюга має бути встановлений певний порядок. Цей порядок наводиться у повірочних схемах.

Положення про перевірочні схеми встановлено ГОСТ 8.061 - «ДСІ. Перевірочні схеми. Зміст та побудова».

Розрізняють Державні перевірочні схеми та локальні (окремих регіональних органів Державної МС або відомчих МС). Перевірочні схеми містять текстову частину та необхідні креслення та схеми.

Суворе дотримання перевірочних схем і своєчасна перевірка розрядних еталонів - необхідні умови для передачі достовірних розмірів одиниць фізичних величин робочим засобам вимірювань.

Безпосередньо для виконання вимірювань у науці та техніці використовують робочі засоби вимірювання.

Робочий засіб вимірювання - СІ, що застосовується для вимірювань, не пов'язаних з передачею розмірів.

1. Що таке стандарт одиниці фізичної величини?

2. Яке основне призначення стандартів?

3. На яких засадах заснований стандарт одиниці довжини?

4. Що таке повірочна схема?

З погляду інформаційної теорії вимір представляє собою процес, спрямований на зменшення ентропії з об'єкта, що міряється. Ентропія є мірою невизначеності наших знань про об'єкт вимірів.

У процесі виміру ми зменшуємо ентропію об'єкта, тобто.

отримуємо додаткову інформаціюпро об'єкт.

Вимірювальною інформацією називається інформація про значення виміряних ФВ.

Ця інформація і називається вимірювальною, оскільки отримується в результаті вимірювань. Таким чином, вимір - це знаходження значення ФВ досвідченим шляхом, що полягає в порівнянні вимірюваної ФВ з її одиницею за допомогою спеціальних технічних засобів, які часто називають засобами вимірювань.

Методи і технічні засоби, що застосовуються при вимірах, не є ідеальними, а органи сприйняття експериментатора не можуть ідеально сприймати показання приладів. Тому після завершення процесу вимірювання залишається деяка не визначеність у наших знаннях про об'єкт вимірювання, тобто отримати справжнє значення ФВ неможливо. Залишкова невизначеність наших знань про об'єкт, що вимірюється, може характеризуватися різними заходами невизначеності. У метрологічній практиці ентропія практично не використовується (за винятком аналітичних вимірювань). У теорії вимірювань мірою невизначеності результату вимірювань є похибка результату спостережень.

Під похибкою результату вимірювання, або похибкою вимірювання, розуміється відхилення результату вимірювання від істинного значення вимірюваної фізичної величини.

Записується це так:

де X тм – результат виміру; X – справжнє значення ФВ.

Однак оскільки справжнє значення ФВ залишається невідомим, то невідома й похибка вимірів. Тому на практиці мають справу з наближеними значеннями похибки або з так званими їх оцінками. У формулу для оцінки похибки підставлять замість істинного значення ФВ її дійсне значення. Під дійсним значенням ФВ розуміється її значення, отримане дослідним шляхом і настільки наближається до істинного значення, що для цієї мети може бути використане замість нього.

Таким чином, формула для оцінки похибки має такий вигляд:

де ХЛ-дійсне значення ФВ.

Таким чином, чим менша похибка, тим більш точними є виміри.

Точність вимірювань - якість вимірів, що відображає близькість їх результатів до справжнього значення вимірюваної величини. Чисельно воно обернено похибки вимірів, наприклад, якщо похибка вимірів дорівнює 0,0001, то точність дорівнює 10 000.

Які основні причини виникнення похибки?

Можна виділити чотири основні групи похибок:

1) похибки, зумовлені методиками виконання вимірювань (похибка методу вимірювань);

2) похибка засобів вимірів;

3) похибка органів почуттів спостерігачів (особисті похибки);

4) похибки, зумовлені впливом умов вимірів.

Усі ці похибки дають сумарну похибку вимірів.

У метрології прийнято підрозділяти сумарну похибку із мірень на дві складові: випадкову та систематичну за грішністю.

Ці складові різні за своєю фізичною суттю та явищем.

Випадкова похибка вимірювань - складова похибки результатів вимірювань, що змінюється випадковим чином (за знаком і значенням) у повторних спостереженнях, проведених з однаковою ретельністю однієї і тієї ж не змінюється (де термінованою) ФВ.

Випадкова складова сумарної похибки характеризує таку якість вимірів, як їх точність. Випадкова грішність результату вимірювання характеризується так званою дисперсією D. Вона виражається квадратом одиниць вимірюваної ФВ.

Оскільки це незручно, зазвичай практично випадкова похибка характеризується так званим середнім квадратичним відхиленням. Математично СКО виражається як квадратний корінь з дисперсії:

Середнє квадратичне відхилення результату вимірювань характеризує розсіювання результатів вимірювань. Пояснити це можна так. Якщо навести гвинтівку на якусь точку, жорстко її закріпити і зробити кілька пострілів, то не всі кулі потраплять до цієї точки. Вони будуть розташовані поблизу точки прицілювання. Ступінь їхнього розкиду від зазначеної точки і характеризуватиметься середнім квадратичним відхиленням.

Систематична похибка вимірювань - складова по грішності результату вимірювань, що залишається постійною або закономірно змінюється при повторних спостереженнях однієї і тієї ж не змінюється ФВ. Ця складова сумарної похибки характеризує таку якість вимірів, як їх правильність.

Загалом у результатах вимірювань завжди присутні ці обидві складові. Насправді часто буває так, що одна з них значно перевищує іншу. У цих випадках меншої складової нехтують. Наприклад, при вимірюваннях, які проводяться за допомогою лінійки або рулетки, як правило, переважає випадкова складова похибки, а систематична - мала, нею нехтують. Випадкова складова в цьому випадку пояснюється такими основними причинами: неточність (перекіс) установки рулетки (лінійки), неточність установки початку від рахунку, зміна кута спостереження, втома ока, зміна освітленості.

Систематична похибка виникає через недосконалість методу виконання вимірів, похибок СІ, неточного знання математичної моделі вимірів, впливу умов, похибок градуювання та повірки СІ, особистих причин.

Оскільки випадкові похибки результатів вимірів є випадковими величинами, в основі їх обробки лежать методи теорії ймовірностей та математичної статистики.

Випадкова похибка характеризує таку якість, як точність вимірів, а систематична - правильність вимірів.

За своїм виразом похибка вимірювань може бути абсолютною та відносною.

Абсолютна похибка - похибка, виражена в одиницях вимірюваної величини. Наприклад, похибка вимірювання маси 5 кг - 0,0001 кг. Вона позначається знаком Д.

Відносна похибка - це безрозмірна величина, що визначається ставленням абсолютної похибки до дійсного значення вимірюваної ФВ, вона може виражатися у відсотках (%). Наприклад, відносна похибка вимірювання маси 5 кг - Q'QQQl _ 0,00002 або 0,002%. Іноді береться відношення абсолютної похибки до максимального значення ФВ, яке може бути виміряне даним СІ (верхня межа шкали приладу). І тут відносна похибка називається наведеної.

Відносна похибка позначається 8 і визначається наступним чином:

де Д - абсолютна похибка результату виміру; Xs - дійсне значення ФВ; Хтм – результат вимірювання ФВ.

Оскільки Xs = Хтм (або дуже мало відрізняється від нього), то на практиці зазвичай приймається Крім випадкової та систематичної похибок вимірів розрізняють так звану грубу похибку виміру. І ніг та в літературі цю похибку називають промахом. Груба за грішність результату виміру - це така похибка, яка значно перевищує очікувану.

Як уже зазначалося, у загальному випадку виявляються одночасно обидві складові сумарної похибки вимірювань:

випадкова та систематична, тому де: Д – сумарна похибка вимірювань; Д - випадкова складова похибки вимірювання; 0 - систематична складова похибки вимірювання.

Види вимірів зазвичай класифікуються за такими ознаками:

характеристика точності - рівноточні, нерівноточні (рівнорозсіяні, нерівнорозсіяні);

число вимірів - одноразові, багаторазові;

ставлення до зміни вимірюваної величини - статичні, динамічні;

метрологічне призначення – метрологічні, технічні;

вираз результату вимірювань - абсолютні, відносні;

загальні прийомиотримання результатів вимірів – прямі, непрямі, спільні, сукупні.

Рівноточні виміри - ряд вимірів будь-якої величини, виконаних однаковими за точністю СІ і в одних і тих же умовах.

Нерівноточні виміри - ряд вимірів будь-якої величини, виконаних декількома різними за точністю СІ та (або) у різних умовах.

Одноразове вимір - вимір, виконаний один раз.

Багаторазові вимірювання - вимірювання одного й того ж розміру ФВ, результат якого отримано з кількох наступних один за одним спостережень, тобто. складаються з низки одноразових вимірів.

Прямий вимір - вимір ФВ, що проводиться прямим методом, при якому шукане значення ФВ отримують безпосередньо з дослідних даних. Прямий вимір проводиться шляхом експериментального порівняння вимірюваної ФВ з мірою цієї величини або шляхом відліку показань СІ за шкалою або цифровим приладом.

Наприклад, вимірювання довжини, висоти за допомогою лінійки, напруги - за допомогою вольтметра, маси - за допомогою ваг.

Непрямий вимір - вимір, що проводиться непрямим методом, при якому шукане значення ФВ знаходять на підставі результату прямого вимірювання іншої ФВ, функціонально пов'язаної з шуканою величиною відомою залежністю між цією ФВ і величиною, що отримується прямим виміром. Наприклад:

визначення площі, обсягу за допомогою вимірювання довжини, ширини, висоти; електричної потужності - методом вимірювання сили струму та напруги і т.д.

Сукупні виміри - проведені одночасно виміри кількох однойменних величин, при яких шукані значення величин визначають шляхом розв'язання системи рівнянь, що отримуються при вимірюваннях різних поєднань цих величин.

П р і м е р: Значення маси окремих гирь набору визначають за відомим значенням маси однієї з гирь і за результатами вимірювань (порівнянь) мас різних поєднань гирь.

Є гирі з масами т і т/і3:

де Л/] 2 - маса гир Ш і т2", М, 2 3 - маса гир т т2 тг.

Часто саме цим шляхом домагаються підвищення точності результатів вимірів.

Спільні вимірювання - вимірювання двох або декількох неодноєменних фізичних величин, що проводяться одночасно, для визначення залежності між ними.

Як зазначалося, вимір - це процес знаходження значень фізичної величини. Таким чином, фізична величина є об'єктом виміру. Крім того, слід мати на увазі, що під фізичною величиною розуміється така величина, розмір якої може бути визначений фізичними методами. Саме тому величина і називається фізичною.

Значення фізичної величини визначається за допомогою засобів вимірювань певним методом. Під методом вимірювань розуміється сукупність прийомів використання принципів та засобів вимірювань. Розрізняють такі методи вимірювань:

метод безпосередньої оцінки - метод, у якому значення величини визначають безпосередньо за звітним пристроєм вимірювального приладу (вимір довжини за допомогою лінійки, маси - за допомогою пружинних ваг, тиск - за допомогою манометра тощо);

метод порівняння з мірою - метод вимірювання, в якому вимірювану величину порівнюють з величиною, що відтворюється мірою (вимірювання зазору між деталями за допомогою щупа, вимірювання маси на важелях з допомогою гирь, вимірювання довжини за допомогою конпєвих заходів і т.п. );

метод протиставлення - метод порівняння з мірою, в якому вимірювана величина і величина, що відтворюється мірою, одночасно впливає на прилад порівняння, за допомогою якого встановлюється співвідношення між цими величинами (вимір маси на рівноплечних вагах з приміщенням вимірюваної маси і врівноважують па двох чашках ваг);

диференціальний метод - метод порівняння з мірою, в якому на вимірювальний прилад впливає різниця вимірюваної та відомої величини, що відтворюється мірою (вимір довжини порівнянням із зразковою мірою на компараторі - засобі порівняння, призначеному для звірення мір однорідних величин);

нульовий метод - метод порівняння з мірою, в якому результирующий ефект впливу величин на прилад порівняння доводять до нуля (вимір електричного опору мостом з повним його врівноваженням);

метод заміщення - метод порівняння з мірою, в якому виміряну величину замішають відомою величиною, відтворюваним мірою (зважування з почерговим приміщенням вимірюваної маси і гир на одну і ту ж чашку ваг);

метод збігів - метод порівняння з мірою, в якій різниця між вимірюваною величиною і величиною, відтворюваною мірою, вимірюють, використовуючи збіг від міток шкал або періодичних сигналів (вимірювання довжини за допомогою штанген циркуля з ноніусом, коли спостерігають збіг позначок на шкалі тангенциркуля і ноніуса;вимірювання частоти обертання за допомогою стробоскопа, коли положення будь-якої позначки на об'єкті, що обертається, поєднують з відміткою на необертовій частині певній частоті спалахів стробоскопа).

Крім зазначених методів розрізняють контактний та безконтактний методи вимірювань.

Контактний метод вимірювань - це метод вимірювань, що ґрунтується на тому, що чутливий елемент приладу приводиться в контакт з об'єктом вимірювання. Наприклад, вимірювання розмірів отвору штангенциркулем або індикаторним нутроміром.

Безконтактний метод вимірів - це метод вимірів, заснований на тому, що чутливий елемент засобу вимірювань не приводиться в контакт з об'єктом виміру. Наприклад, вимірювання відстані до об'єкта за допомогою радіолокатора, вимірювання параметрів різьблення за допомогою інструментального мікроскопа.

Отже, ми розібралися (сподіваємося) з деякими положеннями метрології, пов'язаними з одиницями фізичних величин, системами одиниць фізичних величин, групами похибок результату вимірювань і, нарешті, з видами та методами вимірювань.

Ми підійшли до одного з найважливіших розділів науки про вимірювання – опрацювання результатів вимірювань. Насправді від того, який метод виміру ми вибрали, чим ми виміряли, як ми виміряли, залежить результат виміру та його похибка. Але без обробки цих результатів ми зможемо визначити чисельне значення вимірюваної величини, зробити якийсь конкретний висновок.

За великим рахунком обробка результатів вимірювань - це відповідальний і часом складний етап підготовки відповіді на питання про справжнє значення вимірюваного параметра (фізичної величини). Це і визначення середнього значення вимірюваної величини та його дисперсії, і визначення довірчих інтервалів похибок, знаходження та виключення грубих похибок, оцінка та аналіз систематичних похибок і т.д. Більш докладно з цими питаннями можна познайомитися в іншій літературі. Тут же ми розглянемо лише перші кроки, що виконуються при обробці результатів рівноточних вимірювань, які підкоряються нормальному закону розподілу.

Як уже вказувалося, визначити справжнє значення фізичної величини за результатами її вимірювання неможливо в принципі. На підставі результатів вимірювань може бути отримана оцінка цього істинного значення (його середнє значення) і д і апазон, всередині якого шукане значення знаходиться з прийнятою довірчою ймовірністю. Іншими словами, якщо прийнята довірча ймовірність дорівнює 0,95, то справжнє значення вимірюваної фізичної величини з ймовірністю 95% знаходиться всередині певного інтервалу результатів всіх вимірювань.

Кінцевим завданням обробки результатів будь-яких вимірювань є отримання оцінки істинного значення вимірюваної фізичної величини, що позначається Q, і діапазону значень, всередині якого знаходиться ця оцінка з прийнятою довірчою імовірністю.

Для рівноточних (рівнорозсіяних) результатів вимірювань ця оцінка є середнім арифметичним значенням вимірюваної величини з поодиноких результатів:

де п - число одиничних вимірів у ряду; Xi – результати з мірень.

Для визначення діапазону (довірчого інтервалу) зміни середнього значення фізичної величини, що вимірюється, необхідно знати закон її розподілу і закон розподілу похибки результатів вимірювань. У метрологічній практиці зазвичай використовуються такі закони розподілу результатів вимірювань та їх похибок: нормальний, рівномірний, по трикутнику та трапецієподібний.

Розглянемо випадок, коли розсіювання результатів вимірювань підпорядковується нормальному закону розподілу, а результати є рівноточними.

На першому етапі обробки результатів вимірювань оцінюють наявність грубих похибок (промахів). Для цього визначають середню квадратичну похибкою результатів одиничних вимірювань у ряді вимірювань (С К П) Замість терміна С К П на практиці широко поширений термін «середнє квадратичне відхилення», яке позначається символом S. При обробці ряду результатів вимірювань, вільних від систематичних похибок, С К П і СКО є однаковою оцінкою розсіювання результатів поодиноких вимірів.

Для оцінки наявності грубих похибок користуються визначенням довірчих меж похибки результату виміру.

У разі нормального закону розподілу вони обчислюються як де t - коефіцієнт, що залежить від довірчої ймовірності Р та числа вимірювань (вибирається за таблицями).

Якщо серед результатів вимірювань знайдуться такі, значення яких виходять з довірчих кордонів, тобто більше або менше середнього значення х на величину 35, то вони є грубими похибками і з подальшого розгляду виключаються.

Точність результатів спостережень та подальших обчислень при обробці даних має бути узгоджена з необхідною точністю результатів вимірювань. Похибка результатів із мірень слід виражати не більше ніж двома значущими цифрами.

При обробці результатів спостережень слід скористатися правилами наближених обчислень, а округлення виконувати за такими правилами.

1. Округлювати результат виміру слід так, щоб він закінчувався цифрою того ж порядку, що й похибка. Якщо значення результату вимірювання закінчується нулями, то нуль відкидається до розряду, який відповідає розряду похибки.

Наприклад: похибка Д = ±0,0005 м-коду.

Після обчислень отримано результати вимірів:

2. Якщо перша із замінених нулем або цифр, що відкидаються (ліворуч, праворуч) менше 5, то цифри, що залишаються, не змінюються.

Наприклад: Д = 0,06; X – 2,3641 = 2,36.

3. Якщо перша із замінюваних нулем або цифр, що відкидаються, дорівнює 5, а за нею не слідує жодних цифр або нулів, то округлення виробляють до найближчого парного числа, тобто. парну останню залишену цифру або нуль залишають без змін, непарну збільшують на /:

Наприклад: Д = ±0,25;

4. Якщо перша із замінених нулем або цифр, що відкидаються, більша або дорівнює 5, але за нею слідує відмінна від нуля цифра, то останню залишену цифру збільшують на 1.

Наприклад: Д = ±12; Х х = 236,51 = 237.

Подальший аналіз та обробка отриманих результатів виконується за ГОСТ 8.207 - 80 ДСМ «Прямі вимірювання з багаторазовими спостереженнями. Методи обробки результатів спостережень».

Розглянемо приклад початкової обробки результатів одиничних вимірювань діаметра шийки валу (табл. 1.5), виконаних мікрометром в одних і тих же умовах.

1. Розташуємо отримані результати в монотонно збільшується ряд:

Xi; ... 10,03; 10,05; 10,07; 10,08; 10,09; 10,10; 10,12; 10,13; 10,16;

2. Визначимо середнє арифметичне значення результатів вимірів:

3. Визначимо середню квадратичну похибку результатів вимірювань в отриманому ряду:

4. Визначимо інтервал, в якому будуть перебувати результати вимірювань без грубих помилок:

5. Визначаємо наявність грубих помилок: у нашому конкретному прикладірезультати вимірювань не мають грубих помилок і, отже, всі вони приймаються для подальшої обробки.

Номер виміру 10,08 10.09 10,03 10,10 10,16 10,13 10,05 10,30 10,07 10, Діаметр шийки, мм Якби в результатах і вимірювань були б знач ені більш е 10,341 мм і менше 9,885 м м, то довелося б їх виключити і знову визначити величини X і S.

1. Які методи вимірювань знаходять застосування у промисловості?

2. З якою метою виконується обробка результатів вимірів?

3. Як визначається середнє арифметичне значення вимірюваної величини?

4. Як визначається середня квадратична похибка результатів поодиноких вимірів?

5. Що таке виправлений ряд результатів вимірів?

6. Скільки значущих цифр має містити похибку виміру?

7. Які правила округлення результатів розрахунків?

8. Визначте наявність та виключіть із результатів рівноточних із мірень напруги в мережі, виконаних вольтметром, грубі помилки (результати вимірювань представлені у вольтах): 12,28; 12,38; 12,25:

12,75; 12,40; 12,35; 12,33; 12,21; 12,15;12,24; 12,71; 12,30; 12,60.

9. Округліть результати вимірювань та запишіть його з урахуванням похибки:

1.5. Засоби вимірювань та контролю Класифікація засобів вимірювань та контролю. Людина практично як у повсякденному житті, так і в трудовій діяльності весь час виробляє різні і зміряння, часто навіть не замислюючись про це. Кожен свій крок він змірює з характером дороги, відчуває тепло або холод, рівень освітленості, за допомогою сантиметра і вимірюває обсяг своїх грудей для вибору одягу. і т.д. Але, звичайно, тільки за допомогою спеціальних засобів він може отримати достовірні дані про ті чи інші параметри, які йому необхідні.

Класифікація засобів вимірювань і контролю по типу контрольованих фізичних величин включає в себе наступні основні величини; вагові вел і чини, геометричні ве ли чини, ме ханічні велич чини, тиск, кількості, витрати, рівня речовини, часи і частоти, фізико-х і міче ського складу речовини, теплові величини, електричні і магнітні ве личини, заради отехнічні величини, оптичне випромінювання, іонизуючі випромінювання, акустичні величини.

Кожен тип контрольованих фізичних величин, своєю чергою, може бути підрозділений на види контрольованих величин.

Так, для електричних і магнітних величин можна виділити основні види засобів вимірювань і контролю: напруги, струму, потужності, фазових зрушень, опору, частоти, напруженості магнітного поляі т.д.

Універсальні вимірювальні прилади дозволяють проводити вимірювання багатьох параметрів. Наприклад, широко використовуваний у практиці мультиметр дозволяє вимірювати постійні і змінні напруги, силу струму, величину опору. При серійному виробництві працівник на своєму робочому місці часто повинен контролювати лише один або обмежену кількість параметрів. У цьому випадку йому зручніше застосовувати одномірні вимірювальні прилади, відлік результатів вимірювання за якими швидший і може бути отримана більша точність. Так, наприклад, при налаштуванні стабілізаторів напруги достатньо мати два незалежних один від одного приладів: вольтметра для контролю напруги на виході та амперметра для вимірювання струму навантаження в робочому діапазоні роботи стабілізатора.

Автоматизація процесу виробництва призвела до того, що ширше почали застосовувати автоматичні засоби контролю. У багатьох випадках вони видають інформацію тільки в тому випадку, коли відбувається відхилення параметра, що вимірюється, від заданих значень. Автоматичні засоби контролю класифікуються за кількістю параметрів, що перевіряються, ступеня автоматизації, способу перетворення вимірювального імпульсу, впливу на технологічний процес, використання комп'ютера.

Останні все частіше входять до складу різних технічних пристроїв, вони дозволяють фіксувати в процесі експлуатації виникаючі несправності, видавати їх на вимогу обслуговуючого персоналу і навіть вказувати на методи усунення несправностей, що виникли, виявлених за допомогою різних вимірювальних пристроїв, що входять до складу самого технічного пристрої. Так, при проведенні періодичного технічного огляду автомобіля (а це передбачено відповідними правилами) замість безпосереднього підключення вимірювальних приладів до різних агрегатів досить підключити тільки один вимірювальний, а фактично фіксуючий, прилад у вигляді ноутбука, на який комп'ютер автомобіля ( а їх може бути навіть декілька) видасть всю інформацію не тільки про поточний стан обладнання автомобіля, а й статистику несправностей, що виникали за останні кілька місяців. Необхідно зазначити, що у зв'язку з тим, що багато вимірювальних пристроїв, що входять до складу обладнання автомобіля (або інших технічних пристроїв), працюють на принтер видає рекомендації: зняти, викинути, замінити новим. Комп'ютери у вигляді мікропроцесорів входять безпосередньо до складу різних вимірювальних приладів, наприклад осцилографів, аналізаторів спектра сигналів, вимірювачів нелінійних спотворень. Вони обробляють вимірювану інформацію, запам'ятовують її і видають оператору у зручній формі не тільки під час проведення вимірювань, а й через якийсь час на вимогу експериментатора.

Можна провести класифікацію за способом перетворення з вимірювального імпульсу; механічні способи, пневматичні, гідравлічні, електричні, оптичні акустичні та ін.

Практично в кожному з перерахованих способів можна додатково провести класифікацію. Наприклад, електричні способи можуть використовувати сигнали постійного або змінного напруги, низькочастотні, високочастотні, інфранізкочастотні і т.д. У медицині використовуються флю орографічні та рентгеноскопічні способи перетворення. Або з'явилася останнім часом магніторезонансна томографія (комп'ютерна томографія).

Все це практично показує, що провести всеосяжну класифікацію з якихось загальним принципампрактично не доцільно. У той же час у зв'язку з тим, що останнім часом процес вимірювання параметрів різних видів, все ширше впроваджуються електронні та електротехнічні методи, комп'ютерна техніка, необхідно приділити цим методом більшу увагу.

Електричні методи вимірювань і контролю дозволяють досить просто здійснити запам'ятовування отриманих результатів, обробку їх статистично, визначати середнє значення, дисперсію, прогнозувати наступні результати вимірювань.

І використання електроніки дозволяє передавати результати з міркувань каналами зв'язку. Наприклад, на сучасних автомобілях інформація про зниження тиску в шині (а це необхідно для попередження аварійної інформації) передається водієві по радіоканалу. Для цього на ніпель камери шини навертається замість золотника мініатюрний датчик тиску з радіопередавачем, який передає інформацію з обертаючи колеса до нерухомої антени і далі на приладовий щиток водія. За допомогою радіолокатора на останніх типах автома шин визначається відстань до попереду і душ автомашини, і якщо вона стає занадто малим, автоматично без участі водія включаються гальма. В авіації за допомогою так званих чорних ящиків (насправді вони яскраво-жовтогарячі, щоб були помітні) записується інформація про режим польоту, роботу всіх основних пристроїв літака, що дозволяє в разі катастрофи знайти її причину і вжити заходів для виключення подібної ситуації надалі. Подібні пристрої на вимогу страхових компаній починають вводитися в низці країн та на автомобілях. Широко використовуються радіоканали передачі вимірювальної інформації з супутників, що запускаються, і балалістичних ракет. Ця інформація обробляється автоматично (тут грають роль секунди) і у разі відхилення руху від заданої траєкторії або виникнення аварійної ситуації з землі передається команда на самоліквідацію запущеного об'єкта.

Узагальнені структурні схеми засобів вимірювань та контролю.

Для створення та вивчення вимірювальних систем окремих засобів вимірювань часто застосовують так звані загальні структурні схеми засобів вимірювань і контролю. У цих схемах зображено окремі елементизасоби вимірювань у вигляді символічних блоків, з'єднаних між собою сигналами, що характеризують фізичні величини.

ГОСТ 16263 - 70 визначає такі загальні структурні елементи засобів вимірювань: чутливий, перетворювальний елементи, вимірювальний ланцюг, вимірювальний механізм, відліковий пристрій, шкала, покажчик, реєструючий пристрій (рис. 1.3).

Практично всі елементи структурної схеми крім чутливого елемента (у ряді випадків і він теж) працюють на принципах електротехніки та електроніки.

Чутливий елемент засобу вимірювань є першим перетворювальним елементом, на який безпосередньо впливає величина, що вимірюється. Тільки цей елемент має здатність фіксувати зміни вимірюваної величини.

Конструктивно чутливі елементи дуже різноманітні, деякі з них будуть розглянуті далі щодо датчиків. Головне завдання чутливого елемента - виробити сигнал вимірювальної інформації у формі, зручній для його подальшої обробки. Цей сигнал може бути чисто механічним, наприклад, переміщення або поворот. Але оптимальним є електричний сигнал (напруга або рідше струм), який піддається зручній датийній обробці. Так, наприклад, при вимірюванні тиску (рідини, газу) чутливий елемент являє собою гофровану еластичну мембрану которис. 1.3. Узагальнена структурна схема засобів вимірювань і контролю раю під впливом тиску деформується, тобто відбувається перетворення тиску в лінійне переміщення. А вимірювання світлового потоку за допомогою фотодіода безпосередньо перетворює інтенсивність світлового потоку в напругу.

Перетворювальний елемент засобу вимірювань здійснює перетворення сигналу, виробленого чутливим елементом, у форму, зручну для подальшої обробки та передачі каналом зв'язку. Так, розглянутий раніше чутливий елемент для вимірювання тиску, на виході якого лінійне переміщення вимагає наявності перетворювального елемента, наприклад потенціометричного датчика, що дозволяє перетворити лінійне переміщення в напругу пропорційне переміщенню.

У деяких випадках доводиться застосовувати послідовно кілька перетворювачів, на виході яких в кінцевому підсумку буде зручний для використання сигнал. У цих випадках говорять про першого, другого та інших перетворювачів, включених послідовно. Фактично такий послідовний ланцюг перетворювачів називається вимірювальним ланцюгом засобу вимірювання.

Індикатор необхідний для видачі оператору отриману вимірювальну інформацію у зручному для сприйняття вигляді. Залежно від характеру сигналу, що надходить на індикатор від вимірювального ланцюга, індикатор може бути виконаний як за допомогою механічних або гідравлічних елементів, (наприклад, манометра), так і у вигляді (найчастіше) електричного вольтметра.

Сама інформація може бути представлена ​​оператору в аналоговому або дискретному (цифровому) вигляді. В аналогових індикаторах зазвичай представляється за допомогою стрілки, що переміщається за шкалою з нанесеними значеннями вимірюваної величини (найпростіший приклад - стрілочний годинник) і набагато рідше при неподвижній стрілці з шкалою, що переміщається. Дискретні цифрові індикатори видають інформацію у вигляді десяткових цифр (найпростіший приклад - годинник з цифровою індикацією). Цифрові індикатори дозволяють отримати більш точні результати вимірів у порівнянні з аналоговими, але при вимірі швидких величин оператор на цифровому індикаторі бачить миготіння цифр, у той час як на аналоговому приладі добре помітний рух стрілки. Так, наприклад, закінчилися невдачею використовувати на автомобілях цифрові спідометри.

Результати вимірювань можуть бути за потреби занесені в пам'ять вимірювального пристрою, в якості яких зазвичай використовуються мікропроцесори. У цих випадках оператор може через якийсь час вимагати з пам'яті необхідні йому попередні результати виміру. Так, наприклад, на всіх л око мотивах залізничного транспорту стоять спеціальні пристрої, що записують швидкість руху складу на різних ділянках колії. Ця інформація здається на кінцевих станціях і піддається обробці для вжиття заходів з порушниками швидкісних режимів на різних ділянках дороги.

У ряді випадків буває необхідність передати виміряну інформацію на велику відстань. Наприклад, стеження за супутниками землі спеціальними центрами, що знаходяться в різних районах країни. Ця інформація оперативно передається в центральний пункт, де обробляється для контролю руху супутників.

Для передачі інформації в залежності від відстані можуть використовуватися різні канали зв'язку - електричні кабелі, світловоди, інфрачервоні канали (найпростіший приклад - дистанційне керування роботою телевізора за допомогою пульта), радіоканали. На невеликі відстані можна передавати аналогічну інформацію. Наприклад, на автомобілі інформація про тиск масла в системі мастила безпосередньо у вигляді аналогового сигналу передається по дротах від датчика тиску до індикатора. При відносно довгих каналах зв'язку доводиться використовувати передачу цифрової інформації. Це з тим, що передаючи аналоговий сигнал неминуче його ослаблення через падіння напруги у проводах. Але виявилося, що передавати цифрову інформацію, десятковій системічислення неможливо. Не можна кожній цифрі встановити певний рівень напруги, наприклад: цифрі 2 - 2 В, цифрі 3 - 3 В і т.д. Єдиним прийнятним способом виявилося використовувати так звану двійкову систему числення, в якій існують тільки дві цифри: нуль і одиниця. Їм можна встановити співвідношення нулю - нульову напругу, а одиниці - якесь відмінне від нуля. Будь-яке. Воно може бути і 3 і 10 В. У всіх випадках воно буде відповідати одиниці двійкової системи. До речі, і будь-який комп'ютер, і портативні калькулятори працюють так само в двійковій системі числення. Спеціальні схеми в них перекодують десяткову інформацію, що вводиться за допомогою клавіатури, в двійкову, а результати обчислення з двійкової форми - у звичну нам десяткову.

Хоча ми часто говоримо, що якісь відомості містять великий обсяг інформації або тут практично немає ніякої інформації, ми не замислюємося про те, що інформації можна надати цілком певного математичного трактування. Поняття кількісної міри інформації ввів американський учений К. Шеннон - один із засновників теорії інформації:

де I - кількість отриманої інформації; р„ - ймовірність у приймача інформації події після прийому інформації; р - ймовірність у приймача інформації події до прийому інформації.

Логарифм при підставі 2 можна обчислити за формулою Якщо інформація приймається без помилок, які принципово можуть бути в лінії зв'язку, то ймовірність події у приймача повідомлення дорівнює одиниці. Тоді формула для кількісної оцінки інформації набуде більш простого вигляду:

Як одиниця міри кількості інформації прийнята одиниця, що отримала назву біт. Наприклад, якщо за допомогою приладів встановлено, що на виході якогось пристрою є на напругу (а є варіанти: є напруга чи ні) і ймовірності цих подій рівноймовірні, тобто. р = 0,5, кількість інформації Визначення кількості переданої по каналу зв'язку інформації важливо тому, що будь-який канал зв'язку може передавати інформацію з певною швидкістю, що вимірюється в біт/с.

Відповідно до теореми, що отримала назву теореми Шеннона, для правильної передачі повідомлення (інформації) необхідно, щоб швидкість передачі інформації була б більшою за продуктивність джерела інформації. Так, наприклад, стандартна швидкість передачі телевізійного зображення в цифровій формі (а саме так працює супутникове телебачення і найближчими роками на цей метод перейде і ефірне телебачення) дорівнює 27 500 кбіт/с. Необхідно мати на увазі, що телевізійним каналом у ряді випадків передається важлива інформаціязнята з осцилографа (форма сигналів, шкали приладів тощо). Так як канали зв'язку, якими б вони не були, мають цілком певні значення максимальної швидкістю передачі інформації, то в інформаційних системах використовують різні способи стиснення обсягу інформації. Наприклад, можна передавати не всю інформацію, а лише її зміну. Для зменшення обсягу інформації в якомусь безперервному процесі можна обмежитися підготовкою до передачі каналом зв'язку даних про цей процес тільки в певні моменти часу, здійснюючи опитування і отримуючи так звані вибірки. Зазвичай опитування здійснюється через проміжки часу Т - періоду опитування.

Відновлення на приймальному кінці каналу зв'язку безперервної функції здійснюється за допомогою інтерполяційної роботи зазвичай здійснюється автоматично. У системі передачі даних з використанням вибірок джерело безперервного сигналу за допомогою електронного ключа (модулятора) перетворюється на послідовність імпульсів різної амплітуди. Ці імпульси надходять у канал зв'язку, а на приймальній стороні певним чином підібраний фільтр перетворює послідовність імпульсів знову на безперервний сигнал. На ключ надходить також сигнал від спеціального генератора імпульсів, який відкриває ключ через рівні проміжки часу Т.

Про можливість відновлення початкової форми сигналу за вибірками вказав на початку 1930-х років Котельников, який сформулював теорему, яка сьогодні його ім'я.

Якщо діапазон функція Дг) обмежений, тобто.

де /тах - максимальна частота в спектрі і якщо опитування проводиться з частотою / = 2/тах, то функція /(/) може бути точно відновлена ​​за вибірками.

Метрологічні характеристики засобів вимірювань та контролю. Найважливішими властивостями засобів вимірювань та контролю є ті, від яких залежить якість одержуваної за їх допомогою вимірювальної інформації. Якість вимірювань характеризується точністю, достовірністю, правильністю, збіжністю і відтворюваністю вимірювань, а також розміром похибок, що допускаються.

Метрологічні характеристики (властивості) засобів вимірювань та контролю - це такі характеристики, які призначені для оцінки технічного рівня та якості засобу вимірювань, для визначення результатів вимірювань та розрахункової оцінки характеристик інструментальної складової похибки вимірювань.

ГОСТ 8.009 - 84 встановлює комплекс нормованих метрологічних характеристик засобів вимірювань, який вибирається з числа наведених далі.

Характеристики, призначені для визначення результатів вимірювань (без введення поправки):

функція перетворення вимірювального перетворювача;

значення однозначної чи значення багатозначної міри;

ціна поділу шкали вимірювального приладу або багатозначної міри;

вид коду, число розрядів коду.

Характеристики похибок засобів вимірювань - характеристики систематичної та випадкової складових похибок, варіація вихідного сигналу засобу вимірювань або характеристика похибки засобів вимірювань.

Характеристики чутливості засобів вимірювань до впливових величин - функція впливу або зміна значень метрологічних характеристик засобів вимірювань, викликані змінами впливових величин у встановлених межах.

Динамічні характеристики засобів вимірювань поділяються на повні та приватні. До перших відносяться: перехідна характеристика, амплітудно-фазова та імпульсна характеристики, передаточна функція. До приватних динамічних характеристик відносяться: час реакції, коефіцієнт демпфування, постійна часу, значення резонансної власної кругової частоти.

Неінформативні параметри вихідного сигналу засобів вимірювань - параметри вихідного сигналу, які не використовуються для передачі або індикації значення інформативного параметра вхідного сигналу вимірювального перетворювача або не є вихідною величиною заходу.

Розглянемо докладніше метрологічні показники засобів вимірювань, що найчастіше зустрічаються, які забезпечуються певними конструктивними рішеннями засобів вимірювань та їх окремих вузлів.

Ціна поділу шкали - це різниця значень величин, що відповідають двом сусіднім відміткам шкали. Наприклад, якщо переміщення покажчика шкали з положення I до положення II (рис. 1.4, а) відповідає зміні величини в 0,01 В, то ціна поділу цієї шкали дорівнює 0,01 В. Значення цін поділів вибирають із ряду 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200, 500. Але найчастіше використовують кратні та долеві значення від 1 до 2, а саме: 0,01;

0,02; 0,1; 0,2; 1; 2; 10 і т.д. Ціна поділу шкали завжди вказується на шкалі засобу вимірювань.

Інтервал розподілу шкали - це відстань між серединами двох сусідніх штрихів шкали (рис. 1.4, б). На практиці виходячи з роздільної сили очей оператора (гострота зору), враховуючи ширину штрихів і покажчика, мінімальний інтервал поділу школи приймають рівним 1 мм, а максимальний - 2,5 мм. Найбільш поширеною величиною інтервалу є 1 мм.

Початкове і кінцеве значення шкали - відповідно найменше і найбільше значення вимірюваної величини, вказані на шкалі, що характеризують можливості шкали засобу вимірювань та визначальні діапазон показань.

Однією з основних характеристик засобів вимірювань контактним методом є вимірювальне зусилля, яке виникає в зоні контакту вимірювального наконечника засобу вимірювань з вимірюваною поверхнею в напрямку лінії вимірювання. Воно необхідне для того, щоб забезпечити стійке замикання вимірювального ланцюга. Залежно від допуску контрольованого виробу рекомендовані величини вимірювального зусилля знаходяться в межах від 2,5 до 3,9 Н. Важливим показником вимірювального зусилля є перепад вимірювального зусилля - різниця вимірювального зусилля при двох положеннях покажчика в межах діапазону показань. Стандарт обмежує цю величину залежно від типу засобу вимірювань.

Властивість засобу вимірювань, що полягає в його здатності реагувати на зміни вимірюваної величини, називається чутливістю. Вона оцінюється ставленням зміни положення покажчика щодо шкали (вираженого в лінійних або кутових одиницях) до відповідної зміни вимірюваної величини.

Поріг чутливості засобу вимірювань - зміна вимірюваної величини, що викликає найменшу її зміну його показань, що виявляється при нормальному для даного кошти способі відліку. Ця характеристика важлива в оцінці малих переміщень.

Варіація показань - найбільша експериментально визначена різниця між повторними показаннями і засоби вимірювань, що відповідають одному і тому ж дійсному значенню вимірюваної ним величини при незмінних зовнішніх умовах. Зазвичай варіація показань у засобів вимірювань становить 10 ... 50% ціни поділу, вона визначається шляхом багаторазового арретування наконечника засобу змін.

Для датчиків характерні такі метрологічні характеристики:

Номінальна статична характеристика перетворення S f H „х). Ця нормована метрологічна характеристика є градуювальною характеристикою перетворювача;

Коефіцієнт перетворення - відношення прирощення значення електричної величини до викликаного його збільшення неелектричної величини Кпр = AS / AXtty гранична чутливість - поріг чутливості;

систематична складова похибки перетворення;

випадкова складова похибки перетворення;

Динамічна похибка перетворення - пов'язана з тим, що при вимірі швидкомінних величин інерційність перетворювача призводить до запізнення його реакції на зміну вхідної величини.

Особливе місце в метрологічних характеристиках засобів із мірень і контролю займають похибки вимірювань, зокрема похибки самих засобів вимірювань і контролю. У підрозд. 1. вже були розглянуті основні групи похибок вимірювань, що є наслідком прояву низки причин, що створюють сумарний ефект.

Похибка виміру - це відхилення Д результату виміру Хтм від дійсного значення Ха вимірюваної величини.

Тоді похибка засобу вимірювань - це різниця Дп між показанням приладу Хп і дійсним значенням величини, що вимірюється:

Похибка засобу вимірювань є складовою загальної похибки вимірювання, яка включає в себе в загальному випадку крім Д„ похибки настановних заходів, температурних коливань, похибки, спричинені порушенням первинної настройки СІ, пружними деформаціями об'єкта вимірювання, обумовлені якістю вимірюваної поверхні та інші.

Поряд із термінами «похибка виміру», «похибка засобу вимірів» використовується поняття «точність виміру», яке відображає близькість його результатів до справжнього значення вимірюваної величини. Висока точність виміру відповідає малим похибкам вимірів. Похибки вимірювань зазвичай класифікують через їх виникнення і на вигляд грішностей.

Інструментальні похибки виникають внаслідок недостатньо високої якостіелементів засобів вимірювань та контролю. До цих похибок можна віднести похибки виготовлення та збирання СІ; похибки через тертя у механізмі СІ, недостатню жорсткість його деталей тощо. Інструментальна похибка індивідуальна кожному за СІ.

Причиною виникнення методичних похибок є недосконалість методу вимірів, тобто. те, що ми свідомо вимірюємо, перетворюємо або використовуємо на виході засобів вимірювань не ту величину, яка нам потрібна, а іншу, яка відображає потрібну лише приблизно, але набагато простіше реалізується.

За основну похибку приймають похибку кошти із міривань, що використовується в нормальних умовах, обумовлених у нормативно-технічних документах (НТД). Відомо, що поряд з чутливістю до вимірюваної величини засіб вимірювань має деяку чутливість і до невимірюваних, але впливає величин, наприклад до температури, атмосферного тиску, вібрації, ударів і т.д. Тому будь-який засіб вимірювань має основну похибку, яка відбивається в НТД.

При експлуатації засобів вимірювань та контролю у виробничих умовах виникають значні відхилення від нормальних умов, що викликають додаткові похибки. Ці похибки нормуються відповідними коефіцієнтами впливу зміни окремих впливових величин зміну показань як а; % / 10 ° С; % /10% U„m і т.д.

Похибки засобів вимірювань нормують встановленням межі похибки, що допускається. Межа допустимої похибки засобу вимірювань - найбільша (без урахування знака) похибка засобу вимірювань, при якій вона може бути визнана та допущена до застосування. Наприклад, межі допустимої по грішності 100-мм кінцевої міри довжини 1-го класу дорівнюють ± мкм, а для амперметра класу 1,0 дорівнюють ±1 % від верхньої межі вимірювань.

Крім того, всі перераховані похибки виміру поділяють по виду на систематичні, випадкові та грубі, статичні та динамічні складові похибок, абсолютні та відносні (див. підрозд. 1.4).

Похибки засобів вимірювань можуть виражатися:

у вигляді абсолютної похибки Д:

для міри де Хном - номінальне значення; Ха - дійсне значення вимірюваної величини;

для приладу де Х п – показання приладу;

У вигляді відносної похибки, %, у вигляді наведеної похибки, %, де XN - нормуюче значення вимірюваної фізичної величини.

Як нормуючого значення може бути прийнята межа вимірювання даним СІ. Наприклад, для ваги з межею вимірювання маси 10 кг Хц = 10 кг.

Якщо як нормуюча величина приймається розмах всієї шкали, то саме до значення цього розмаху в одиницях з вимірюваної фізичної величини і відносять абсолютну похибку.

Наприклад, для амперметра з межами від -100 до 100 мА X N - 200 мА.

Якщо нормуючої величини приймається довжина шкали приладу 1, то Х#= 1.

На кожне СІ похибка наводиться тільки в якійсь одній формі.

Якщо похибка СІ при незмінних зовнішніх умовах постійна у всьому діапазоні вимірювань, то Якщо вона змінюється у зазначеному діапазоні, то де а, Ь - позитивні числа, що не залежать від Ха.

За Д = ±а похибка називається адитивною, а за Д = ±(а + + Ьх) - мультиплікативною.

Для адитивної похибки де р – більший (за модулем) з меж вимірювань.

Для мультиплікативної похибки де з d - позитивні числа, вибираються з ряду; с = Ъ + d;

Наведена похибка де q – більший (за модулем) з меж вимірювань.

Значення р, с, d, q вибираються з кількох чисел: 1 10”; 1,5 10”;

(1,6-10"); 2-10"; 2,5-10”; 3-10"; 4-10"; 5- 10"; 6- 10", де п - позитивне або негативне ціле число, включаючи 0.

Для узагальненої характеристики точності засобів вимірювань, що визначається межами похибок (основної і додаткової), що допускаються, а також іншими їх властивостями, що впливають на похибку вимірювань, вводиться поняття «клас точності засобів вимірювань». Єдині правила встановлення меж допущених похибок показань за класами точності засобів вимірювань регламентує ГОСТ 8.401 - 80 «Класи точності зручні для порівняльної оцінки якості засобів вимірювань, їх вибору, міжнародної торгівлі».

Незважаючи на те, що клас точності характеризує сукупність метрологічних властивостей даного засобу вимірювань, він не визначає однозначно точність вимірювань, оскільки остання залежить також від методу вимірювань та умов їх виконання.

Класи точності визначаються стандартами та технічними умовами, що містять технічні вимогидо засобів вимірів. Для кожного класу точності засоби вимірювань конкретного типу встановлюються конкретні вимоги до метрологічних характеристик, що сукупно відображають рівень точності. Єдині характеристики для засобів вимірювань усіх класів точності (наприклад, вхідні та вихідні опори) нормуються незалежно від класів точності. Засоби з мірень кількох фізичних величин або з декількома диапазонами вимірювань можуть мати два і більше класів точності.

Наприклад, електровимірювальному приладу, призначеному для вимірювання електричної напруги та опору, можуть бути присвоєні два класи точності: один - як вольтметр, інший - як амперметр.

Оцінити своє сьогодення. В.Шекспір ​​4 ЗМІСТ 1. Історія розвитку..4 2. Методична робота..21 3. Наукова робота..23 4. Співпраця з підприємствами..27 5. Міжнародна діяльність..28 6. Наші завідувачі кафедри..31 7 . Викладачі кафедри..40 8. Співробітники кафедри.. 9. Спортивне життя кафедри.. 10. Наші випускники.....»

«Нижегородський державний університет ім. Н.І.Лобачевського Факультет Обчислювальної математики та кібернетики Освітній комплекс Введення у методи паралельного програмування Розділ 3. Оцінка комунікаційної трудомісткості паралельних алгоритмів Гергель В.П., професор, д.т.н. Кафедра математичного забезпечення ЕОМ Загальна характеристикамеханізмів передачі даних – Алгоритми маршрутизації – Методи передачі даних Аналіз трудомісткості основних операцій передачі даних –...»

« Європі за загальне майбутнє Нідерланди/ Німеччина Сухі туалети з механізмом відділення урини Принципи, експлуатація та будівництво Вода та санітарія Липень 2007 © Опубліковано WECF Утрехт/ Мюнхен; лютий 2006 р. Російське видання; травень 2007 Російське видання підготовлено до друку Редактори та автори Стефан Дегенер Інститут управління стічними водами...»

В.Б. Покровський ТЕОРІЯ МЕХАНІЗМІВ І МАШИН. ДИНАМІЧНИЙ АНАЛІЗ. ЗУБЧАТІ ЗАЧЕПЛЕННЯ Конспект лекцій Науковий редактор проф., д-р техн. наук В.В. Каржавін Єкатеринбург 2004 УДК 621.01 (075.8) ББК 34.41.я 73 П48 Рецензенти: кафедра "Підйомно-транспортне обладнання" Російського державного професійно-педагогічного університету; доцент кафедри "Теоретична механіка" УДТУ-УПІ, канд. техн. наук Б.В.Трухін

«Соціологічні дослідження, № 4, Квітень 2007, C. 75-85 ПОКОЛІННЯ У НАУЦІ: ПОГЛЯД СОЦІОЛОГУ філософських наук, професор, завідувач відділу методології та соціології науки Центру досліджень науково-технічного потенціалу та історії науки ім. Г. М. Доброва Національної Академії Наук України. Київ. Предмет вивчення у цій статті – кадрова ситуація у наукових організаціях на пострадянському просторі. Домінування старшого...»

«ПЕРЕЛІК ЕЛЕКТРОННИХ ОСВІТНИХ РЕСУРСІВ МАОУ ЗОШ №2 МЕДІАТЕКА Клас Фірма-виробник Назва Короткий опис Кількість (вікова група) ЄДІ Планета Фізика. Механіка Презентації з готовими кресленнями до завдань 9-11 кл. 1 (підготовка до ДІА та ЄДІ 9клас) Новий дискРосійська мова Готуємось до ЄДІ. Версія 2.0 10-11 кл. Здаємо ЄДІ з російської мови Варіанти. Тренажери. Нормативні документи. 10-11 кл. 1С Кирило та Мефодій Віртуальна школа Кирила Репетитор з географії Кирила та Мефодія. 10-11...»

«МЕЖБЮДЖЕТНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ В ПРОЦЕССЕ 2012 / 9 P ​​ROFES INS S TUDIJOS: t eo ri ja i r p r a kti ka ВЫРАВНИВАНИЯ СОЦИАЛЬНОЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РЕГИОНОВ Ольга Строгнацкая Балтийская Международная Академия Латвия Аннотация В статье рассматриваются теоретические положения правового и финансового механизма горизонтального и вертикального межбюджетного выравнивания, производится анализ существующих в даний час міжбюджетних інструментів вирівнювання в Латвії аналізуються недоліки системи,...»

«Не замкнуті системи переміщення в просторі з автономним енергопостачанням, що не взаємодіють із зовнішнім середовищем, і математичний апарат аналізу багатовимірних взаємопов'язаних замкнутих просторових процесів Автор [email protected]Зміст Терміни та визначення Відмінності незмінних та змінюваних замкнутих систем Що випливає з теорем Ірншоу та Кеніга Один з прикладів практичної реалізації замкнутої системи переміщення у просторі Енергетичні властивості замкнутих систем переміщення у...»

«Ян Цзічжоу Великі досягнення чжень-цзю (чжень цзю і чен) Переклад від китайської Б.Б. Виногродського. М. Профіт Стайл, 2003, 3000 прим. (у трьох томах) ПЕРЕДМОВА ВИДАВНИЦТВА Автор цього трактату Ян Цзічжоу (друге ім'я Цзіші) був лікарем чжень-цзю під час династії Мін (1368-1644). Ця книга написана ним на основі сімейної хроніки Вейшен чжень-цзю сюаньцзі біяо (Таємна сутність та потаємні механізми чжень-цзю при захисті здоров'я), яку він розширив, відредагувавши та додавши матеріали по 12...»

«КАЛЕНДАР ПОТОЧНИХ КОНКУРСІВ ДЛЯ НАУКОВО-ПЕДАГОГІЧНИХ ПРАЦІВНИКІВ (станом на 7 травня 2014 року) НАЗВА КОНКУРСУ НАУКОВІ НАПРЯМКИ ТЕРМІНИ ПОДАЧІ ІНФОРМАЦІЯ ВІДЕО 2 Конкурсної ліцензійного доступу до баз російських наукових та науково-освітніх документацій розміщено даних міжнародних індексів організації, які є учасниками...»

«РУКОВОДСТВО ПО СЕРИЯ ДОКЛАДОВ БЕЗОПАСНОСТИ IPIECA ЛИКВИДАТОРА ПРИ ТОМ 11 РАЗЛИВАХ НЕФТИ IPIECA Международная ассоциация представителей нефтяной промышленности по охране окружающей среды СЕРИЯ РУКОВОДСТВО ПО ДОКЛАДОВ БЕЗОПАСНОСТИ ЛИКВИДАТОРА IPIECA ПРИ РАЗЛИВАХ НЕФТИ ТОМ 11 IPIECA Международная ассоциация представителей нефтяной промышленности по охране окружающей среды (IPIECA) Великобритания, SE1 8NL, Лондон, Блекфрайрс-Роуд, 209-215,...»

«Бібліотека Альдебаран: http://lib.aldebaran.ru Лев Миколайович Скрягін Таємниці Морських Катастроф OCR Schreibikus ( [email protected]) http://lib.ru Таємниці Морських Катастроф: Видавництво Транспорт; М.; 1986 Анотація Книга є збіркою нарисів про найтяжчі катастрофи на морі за останні два століття. Написана популярно, вона докладно висвітлює такі теми, як боротьба моряків проти навантаження суден, значення безпеки плавання стійкості судна, небезпека зіткнення...»

«Г.І. ГАЙСИНА СЕМЕЙНОЕ УСТРОЙСТВО ДЕТЕЙ-СИРОТ И ДЕТЕЙ, ОСТАВШИХСЯ БЕЗ ПОПЕЧЕНИЯ РОДИТЕЛЕЙ: РОССИЙСКИЙ И ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ 3 Г.И.Гайсина СЕМЕЙНОЕ УСТРОЙСТВО ДЕТЕЙ-СИРОТ И ДЕТЕЙ, ОСТАВШИХСЯ БЕЗ ПОПЕЧЕНИЯ РОДИТЕЛЕЙ: РОССИЙСКИЙ И ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ 2013 4 УДК 37.018.324 ББК 74.903 Издание підготовлено за фінансової підтримки Російського гуманітарного наукового фонду в рамках науково-дослідного проекту Сімейний устрій дітей-сиріт: російський та зарубіжний досвід (№ 13-46-93008). Гайсіна Г.І....»

«2 1. Цілі та завдання дисципліни Мета дисципліни – дати теоретичні уявлення про вплив виробничої діяльності та відходів споживання на природні об'єкти, промислові комплекси та на здоров'я населення. Основа дисципліни – теоретичні уявлення про розподіл, перетворення та міграцію забруднюючих речовин у різних середовищах та природних об'єктів та про їх вплив на біологічні об'єкти, природні, антропоекосистеми та здоров'я, а також про фізико-хімічні процеси очищення викидів...»

«46 Світ Росії. 2010. № 3 До питання національних особливостях модернізації російського суспільства В.А. ОТРУГ У виступах урядових осіб, у науковій літературі та ЗМІ останніх роківПостійно йдеться про те, що Росії слід інтенсифікувати процеси модернізації та визначити свій національний шлях у майбутнє. Я спробував дуже стисло резюмувати, що ми можемо отримати з наукового багажу соціології як корисне в цьому фокусі знання. Намір надто сміливий, але вимушений у силу...»

«НАЦИОНАЛЬНОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ СТРОИТЕЛЕЙ Стандарт организации ОРГАНИзАЦИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИзВОДСТВА Общие положения СТО НОСТРОЙ 2.33.14-2011 т нд рт екоммерческого п ртнерств морегулируем я орг низ ция оюз строителей мч тки 013 2.33.14 – 2013 ИзДАНИЕ ОфИЦИАЛЬНОЕ Москва 2011 НАЦИОНАЛЬНОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ СТРОИТЕЛЕЙ Стандарт организации ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ВИРОБНИЦТВА Загальні положення СТО НАБУД 2.33.14- Видання офіційне Товариство з обмеженою відповідальністю Центр наукових досліджень...»

« ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ НА СЛАБЫХ ГРУНТАХ (к СНИП 2.05.02-85) ОДОБРЕНО ГЛАВТРАНСПРОЕКТОМ МИНТРАНССТРОЯ СССР 21.05.86 № 30-04/15-14-178 МОСКВА СТРОЙИЗДАТ 1989 Рекомендовано к изданию секцией Ученого совета СОЮЗДОРНИИ Минтрансстроя СССР. Розглянуто основні питання вишукувань, проектування та будівництва...»

«ФІЗИКО-ХІМІЧНІ АСПЕКТИ МОСКВА – 2007 УДК 550.3 ББК 26.21 Гуфельд І.Л., Сейсмічний процес. Фізико-хімічні аспекти. Наукове видання. Корольов, М.О.: ЦНДІМаш, 2007. 160 с. ISBN 978-5-85162-066-9 У книзі узагальнено дані моніторингу сейсмічної небезпеки та розглянуто причини невдач у прогнозі сильних корових землетрусів. Показано...»

АНАЛІЗА Москва Інститут економіки 2012 Рубінштейн А.Я. Введення у нову методологію економічного аналізу. - М.: Інститут економіки РАН, 2012. - 58 с. ISBN 978 5 9940 0389-3 У цій доповіді подано спробу створення нової економічної методології, яка передбачає взаємодію ринкової економікиз державною активністю,...»

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ НІЖЕМІСЬКОЇ ОБЛАСТІ

ДБПОУ «УРЕНСЬКИЙ ІНДУСТРІАЛЬНО-ЕНЕРГЕТИЧНИЙ ТЕХНІКУМ»

Узгоджено:

на методичній раді

Т.І.Соловйова

«____» ______________ 201 г

Затверджую:

Заступник директора з УР

Т.А. Маралова

«____» ______________ 201 г

Робоча програма навчальної дисципліни

ОП.03. Метрологія, стандартизація, сертифікація

за спеціальністю 13.02.07 Електропостачання (за галузями)

м. Урень

Робоча програма навчальної дисципліни ОП.03. Метрологія, стандартизація, сертифікація розроблено на основі Федерального державного освітнього стандарту(далі – ФГОС) за спеціальністю середньої професійної освіти (далі – СПО) 13.02.07 Енергопостачання (за галузями) укрупненої групи спеціальностей 13.00.00 Електро- та теплоенергетика.

Організація-розробник: ДБПОУ «Уренський індустріально-енергетичний технікум»

Розробники: Леднєва Марина Михайлівна,

викладач спец. дисциплін,

ДБПОУ "Уренський індустріально-енергетичний технікум".

Розглянуто:

МО педагогічних працівників

спеціальних дисциплін

№ 1 від28 серпня 2017 р.

Керівник МО _________

ЗМІСТ

1. ПАСПОРТ ПРОГРАМИ НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ

ВП .03. Метрологія, стандартизація, сертифікація

1.1 Область застосування зразкової програми

Робоча програма навчальної дисципліни є частиною основної професійної освітньої програмивідповідно до ФГОС за спеціальністю СПО13.02.07 Енергопостачання за галузями укрупненої групи спеціальностей 13.00.00 Електро- та теплоенергетика.

1.2 Місце навчальної дисципліни у структурі основної професійної освітньої програми: Навчальна дисципліна ОП.03. Метрологія, стандартизація, сертифікаціявходить у професійний цикл,єзагальнопрофесійнаойдисциплін ой.

1.3 Цілі та завдання навчальної дисципліни – вимоги до результатів освоєння дисципліни:

Результатом освоєння навчальної дисципліни є оволодіння видом, що навчається. професійної діяльності, у тому числі формування професійних (ПК) та загальних (ОК) компетенцій: ОК 1-9, ПК 1.1 – 1.5, 2.1 – 2.6, 3.1 – 3.2.

OK1. Розуміти сутність та соціальну значимість своєї майбутньої професії, виявляти до неї стійкий інтерес.

OK2. Організовувати власну діяльність, вибирати типові методи та способи виконання професійних завдань, оцінювати їх ефективність та якість.

ОК 3. Приймати рішення у стандартних та нестандартних ситуаціях та нести за них відповідальність.

ОК 4. Здійснювати пошук та використання інформації, необхідної для ефективного виконання професійних завдань, професійного та особистісного розвитку.

ОК 5. Використовувати інформаційно-комунікаційні технології у професійній діяльності.

ОК 6. Працювати в колективі та команді, ефективно спілкуватися з колегами, керівництвом, споживачами.

ОК 7. Брати він відповідальність за роботу членів команди (підлеглих), результат виконання завдань.

ОК 8. Самостійно визначати завдання професійного та особистісного розвитку, займатися самоосвітою, свідомо планувати підвищення кваліфікації.

ОК 9. Орієнтуватися в умовах частої зміни технологій у професійній діяльності.

ПК 1.2. Виконувати основні види робіт з обслуговування трансформаторів та перетворювачів електричної енергії.

ПК 1.3. Виконувати основні види робіт з обслуговування обладнання розподільних пристроїв електроустановок, релейних систем захисту та автоматизованих систем.

ПК 1.4. Виконувати основні види робіт з обслуговування повітряних та кабельних ліній електропостачання.

ПК 1.5. Розробляти та оформлювати технологічну та звітну документацію.

ПК 2.2. Знаходити та усувати пошкодження обладнання.

ПК 2.3. Виконувати роботи з ремонту пристроїв електропостачання.

ПК 2.4. Оцінювати витрати на виконання робіт із ремонту пристроїв електропостачання.

ПК 2.5. Виконувати перевірку та аналіз стану пристроїв та приладів, що використовуються під час ремонту та налагодження обладнання.

ПК 2.6. Проводити налаштування та регулювання пристроїв та приладів для ремонту обладнання електричних установок та мереж.

ПК 2.1. Планувати та організовувати роботу з ремонту обладнання.

ПК 3.1. Забезпечувати безпечне проведення планових та аварійних робіт в електричних установках та мережах.

ПК 3.2. Оформляти документацію з охорони праці та електробезпеки під час експлуатації та ремонту електричних установок та мереж.

вміти:

застосовувати вимоги нормативних документів до основних видів продукції (послуг) та процесів;

В результаті освоєння навчальної дисципліни учень повинензнати :

форми підтвердження якості

максимальне навчальне навантаження учня 96 годин, у тому числі:

обов'язкового аудиторного навчального навантаження учня 64 години;

самостійної роботи учня 32 години.

2. СТРУКТУРА І ЗМІСТ НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ

2.1 Обсяг навчальної дисципліни та види навчальної роботи

лабораторні роботи

практичні роботи

Самостійна робота учня (всього)

32

в тому числі:

позааудиторна робота

індивідуальні завдання

підсумкова атестація в формііспиту

Тематичний план та зміст навчальної дисципліни ОП.03. Метрологія, стандартизація та сертифікація

Найменування розділів та тем

Зміст навчального матеріалу, лабораторні та практичні роботи, самостійна робота учнів, курсова робіт (проект)

Об'єм годинника

Засвоєні компетенції

Рівень освоєння

1

2

3

4

5

Розділ 1. Метрологія

44

Тема 1.1

Основи теорії вимірів

6

Основні характеристики вимірів. Поняття про фізичну величину. Значення фізичних одиниць. Фізичні величини та вимірювання. Еталони та зразкові засоби вимірювань.

ОК 1-9

ПК 1.1-1.5

ПК 2.1-2.6

ПК 3.1-3.2

Тема 1.2

Засоби вимірів

16

Засоби вимірів та його характеристики. Класифікація засобів виміру.

ОК 1-9

ПК 1.1-1.5

ПК 2.1-2.6

ПК 3.1-3.2

Метрологічні характеристики засобів вимірів та їх нормування. Метрологічне забезпечення та його основи.

Самостійна робота

Написати конспект упорядкування блоку заходів необхідного розміру.

Тема 1.3Метрологічне забезпечення вимірів

22

Вибір засобів вимірів. Методи визначення та обліку похибок. Обробка та подання результатів вимірювання.

ОК 1-9

ПК 1.1-1.5

ПК 2.1-2.6

ПК 3.1-3.2

Лабораторна робота № 1 : Виявлення похибок вимірів.

Лабораторна робота №2: Влаштування та застосування засобів вимірювання спеціального призначення.

Лабораторна робота №3: Вимірювання розмірів деталей за допомогою кінцевих заходів довжини.

Лабораторна робота № 4: Вимірювання параметрів деталей за допомогою штанген-інструментів.

Лабораторна робота № 5 : Вимірювання параметрів деталей за допомогою мікрометра.

Лабораторна робота № 6: Налаштування приладів для вимірювання електричних величин.

Самостійна робота

Написати конспект із описом параметрів вибракування деталей.

Демонстрації:

Комп'ютер.

Проектор.

Прилади:

Штангенциркуль ШЦ-I-150-0,05.

Мікрометр гладкий МК25.

Мікрометр важільний МР25.

Набір КМД №2 кл.2 .

Плакати:

Класифікація засобів вимірів

Метрологічні характеристики засобів вимірювання:

а) Функція перетворення.

б) Механізм утворення основної та додаткової похибок СІ.

в) Залежність похибки СІ рівня вхідного сигналу.

г) Основна похибка та класи точності сі за ГОСТ 8.401-80.

Плакати: Похибки вимірів

1. Нормальний закон розподілу випадкових похибок.

2. Інтервальна оцінка випадкової похибки.

3. Нормальний закон розподілу за наявності систематичної похибки.

4. Визначення довірчого інтервалу щодо інтегральної функції розподілу похибки.

5. Систематизація похибок.

Розділ 2. Основи стандартизації

30

Тема 2.1 Державна система стандартизації

14

Нормативні документи зі стандартизації, їх категорії. Види стандартів. Загальноросійські класифікатори. Вимоги та порядок розробки стандартів.

ОК 1-9

ПК 1.1-1.5

ПК 2.1-2.6

ПК 3.1-3.2

Лабораторна робота №7: Вивчення побудови стандарту.

Лабораторна робота № 8: Побудова списку об'єктів та суб'єктів стандартизації.

Самостійна робота

Викреслити схему побудови параметричних рядів.

Тема 2.2Показники якості продукції

16

1 .

Класифікація засобів розміщення. Методи стандартизації.

ОК 1-9

ПК 1.1-1.5

ПК 2.1-2.6

ПК 3.1-3.2

Методи визначення показників якості. Основні Державні стандарти.

Лабораторна робота № 9:Визначення якості продукції електропостачання.

Самостійна робота

написати реферат на тему «Якість електротехнічних матеріалів та продукції».

Демонстрації:

Комп'ютер.

Проектор.

Плакати:

Основні засади державної системи стандартизації (ГСС).

Правові засади стандартизації.

Організаційна структура міжнародної організації із стандартизації ISO.

Визначення оптимального рівня уніфікації та стандартизації.

Відповідальність виробника, виконавця, продавця порушення прав споживача.

Поблочна структура основних положень «Закону захисту прав споживача» .

Розділ 3. Основи сертифікації та ліцензування

22

Тема 3.1

Загальні поняттяпро сертифікацію

6

Об'єкти та цілі сертифікації. Умови сертифікації

Тема 3.2 Система сертифікації

Зміст навчального матеріалу

16

Концепція якості продукції. Захист прав споживача. Схема сертифікації

Обов'язкова сертифікація Добровільна сертифікація

Лабораторна робота № 10:Порядок складання претензій щодо якості продукції.

Самостійна робота

Написати конспект - вимоги щодо обов'язкової сертифікації продукції.

Демонстрації:

Комп'ютер.

Проектор.

Плакати:

Всього:

64

32

3. УМОВИ РЕАЛІЗАЦІЇ НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ

3.1 Вимоги до мінімального матеріально-технічного забезпечення

Реалізація програми навчальної дисципліни потребує наявності навчального кабінету «Метрологія, стандартизація та сертифікація».

Обладнання навчального кабінету

посадкові місця за кількістю учнів;

робоче місце викладача;

комплект навчально-методичної документації;

наочні посібники (таблиці ГОСТ підручники та навчальні посібники).

Технічні засоби навчання

комп'ютер із ліцензійними програмами;

проектор;

вимірювальний інструмент (штангенциркулі, мікрометри, нутроміри, калібри - різних типорозмірів);

деталі вузлів та механізмів, придатних для вимірювань;

вимірювальні прилади електричних величин.

3.2 Інформаційне забезпечення навчання

Основні джерела:

1. Метрологія, стандартизація та сертифікація в енергетиці: навч. посібник для студ. Установ середовищ. Проф. Освіта/(С.А.Зайцев, А.Н.Толстов, Д.Д.Грибанов, Р.ВМеркулов). - М.: Видавничий центр «Академія», 2014. - 224 с.

2. Збірник нормативних актів Російської федерації, - М.: ЕКМОС, 2006 (гриф МінОбрНаука) (електронний варіант)

Додаткові джерела:

Грибан Д.Д. Основи метрології: підручник/Д.Д.Грібанов, С.А.Зайцев, А.В.Митрофанов. - М.: МДТУ «МАМІ», 1999.

Грибан Д.Д. Основи сертифікації: навч. посібник / Д.Д.Грібанов - М.: МДТУ «МАМІ», 2000.

Грибан Д.Д. Основи стандартизації та сертифікації: навч. посібник / Д.Д.Грібанов, С.А.Зайцев, А.Н.Толстов. - М.: МДТУ «МАМІ», 2003.

Інтернет ресурси:

1. Міністерство освіти Російської Федерації. Режим доступу: http://www.ed.gov.ru

2. Федеральний портал « Російська освіта». Режим доступу: http://www.edu.ru

3. Російська пошукова система. Режим доступу: http://www.rambler.ru

4. Російська пошукова система. Режим доступу: http://www.yandex.ru

5. Міжнародна пошукова система. Режим доступу: http://www.Google.ru

6. Електронна бібліотека. Режим доступу: http://www.razym.ru

4. Контроль та оцінка результатів освоєння НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ

Контроль та оцінка результатів освоєння навчальної дисципліни здійснюється викладачем у процесі проведення практичних занять та лабораторних робіт, тестування, а також виконання індивідуальних завдань, що навчаються.

Результати навчання

(Освоєні вміння, засвоєні знання)

Форми та методи контролю та оцінки результатів навчання

Вміння:

використовувати у професійній діяльності документацію систем якості;

оформляти технологічну та технічну документацію відповідно до чинної нормативної бази;

приводити несистемні величини вимірювань у відповідність до діючих стандартів та міжнародної системи одиниць СІ;

застосовувати вимоги нормативних документів до основних видів продукції (послуг) та процесів.

Вирішення виробничих ситуацій під час проведення лабораторно-практичних занять.

Позааудиторна самостійна робота.

Знання:

завдання стандартизації, її економічну ефективність;

основні положення систем (комплексів) загальнотехнічних та організаційно-методичних стандартів;

основні поняття та визначення метрології, стандартизації, сертифікації та документації систем якості;

термінологію та одиниці виміру величин відповідно до чинних стандартів та міжнародної системи одиниць СІ;

форми підтвердження якості.

Усне опитування, експертне спостереження на практичних заняттях, самостійна позааудиторна робота.

Оцінка індивідуальних освітніх досягнень за результатами поточного контролю провадиться відповідно до універсальної шкали (таблиця).

Метрологія - наука про вимірювання, методи та засоби забезпечення їх єдності та способи досягнення необхідної точності.

Метрологія має велике значення для прогресу в галузі конструювання, виробництва, природничих та технічних наук, оскільки підвищення точності вимірювань - один з найбільш ефективних шляхів пізнання природи людиною, відкриттів та практичного застосування досягнень точних наук.

Значне підвищення точності вимірів неодноразово було основною причиною фундаментальних наукових відкриттів.

Так, підвищення точності вимірювання густини води в 1932 р. призвело до відкриття важкого ізотопу водню - дейтерію, що визначив бурхливий розвиток атомної енергетики. Завдяки геніальному осмисленню результатів експериментальних досліджень з інтерференції світла, виконаних з високою точністю і що спростовувала думка про взаємний рух джерела і приймача світла, А. Ейнштейн створив свою всесвітньо відому теорію відносності. Основоположник світової метрології Д.І.Менделєєв говорив, що наука починається там, де починають вимірювати. Велике значення метрології всім галузей промисловості, на вирішення завдань підвищення ефективності виробництва та якості продукції.

Наведемо лише кілька прикладів, що характеризують практичну роль вимірювань для країни: частка витрат на вимірювальну техніку становить близько 15% всіх витрат на обладнання машинобудування і приблизно 25% в радіоелектроніці; щодня в країні виконується значна кількість різних вимірів, що обчислюються мільярдами, трудяться за професією, пов'язаною з вимірами, значна кількість фахівців.

Сучасний розвиток конструкторської думки та технологій усіх галузей виробництва свідчать про органічний зв'язок їх з метрологією. Для забезпечення науково-технічного прогресу метрологія повинна випереджати у своєму розвитку інші галузі науки і техніки, бо для кожної з них точні виміри є одним із основних шляхів їхнього вдосконалення.

Перш ніж розглядати різні методи, що забезпечують єдність вимірів, необхідно визначити основні поняття та категорії. Тому в метрології дуже важливо правильно використовувати терміни, необхідно визначити, що саме мається на увазі під тією чи іншою назвою.

Головні завдання метрології щодо забезпечення єдності вимірів та способів досягнення необхідних точностей безпосередньо пов'язані з проблемами взаємозамінності як одного з найважливіших показниківякості сучасних виробів У більшості країн світу заходи щодо забезпечення єдності та необхідної точності вимірювань встановлені законодавчо, і в Російській Федерації у 1993 р. було прийнято закон "Про забезпечення єдності вимірів".

Законодавча метрологія ставить головним завданням розробку комплексу взаємопов'язаних та взаємозумовлених загальних правил, вимог і норм, а також інших питань, що потребують регламентації та контролю з боку держави, спрямованих на забезпечення єдності вимірів, прогресивних методів, способів та засобів вимірювань та їх точностей.

У Російській Федерації основні вимоги законодавчої метрології зведені до Державних стандартів 8-го класу.

Сучасна метрологія включає три складові:

1. Законодавче.

2. Фундаментальне.

3. Практичне.

Законодавча метрологія– розділ метрології, що включають комплекси взаємопов'язаних загальних правил, а також інші питання, які потребують регламентації та контролю з боку держави, спрямовані на забезпечення єдності вимірювань та однаковості засобів вимірювань.

Питаннями фундаментальної метрології (дослідна метрологія), створенням систем одиниць виміру, фізичних постійних розробкою нових методів вимірів. теоретична метрологія.

Питаннями практичної метрології у різних сферах діяльності внаслідок теоретичних досліджень займається прикладна метрологія.

Завдання метрології:

Забезпечення єдності вимірів

Визначення основних напрямів, розвиток метрологічного забезпечення виробництва.

Організація та проведення аналізу стан та вимірювань.

Розробка та реалізація програм метрологічного забезпечення.

Розвиток та зміцнення метрологічної служби.

Об'єкти метрології:Засоби вимірювань, еталон, методики виконання вимірювань та фізичні, і не фізичні (виробничі величини).

Історія виникнення та розвитку метрології.

Історично важливі етапи у розвитку метрології:

XVIII століття- встановлення зразка метра(Еталон зберігається в Франції, у Музеї заходів та ваг; в даний час є більшою мірою історичним експонатом, ніж науковим інструментом);

1832 рік - створення Карлом Гаусомабсолютних систем одиниць;

1875 рік - підписання міжнародної Метричної конвенції;

1960 рік - розробка та встановлення Міжнародної системи одиниць (СІ);

XX століття– метрологічні дослідження окремих країн координуються Міжнародними метрологічними організаціями.

Віхи вітчизняної історії метрології:

приєднання до Метричної конвенції;

1893 рік - створення Д. І. Менделєєвим Головної палати заходів та ваг (сучасна назва: “Науково-дослідний інститут метрології ім. Менделєєва»).

Метрологія як наука і сфера практичної діяльності виникла в давні часи. Основою системи заходів у давньоруській практиці послужили давньоєгипетські одиниці вимірів, а вони, у свою чергу, були запозичені в стародавньої Греціїта Римі. Звичайно, кожна система заходів відрізнялася своїми особливостями, пов'язаними не тільки з епохою, але і з національним менталітетом.

Найменування одиниць та їх розміри відповідали можливості здійснення вимірювань "підручними" способами, не вдаючись до спеціальних пристроїв. Так, на Русі основними одиницями довжини були п'ядь і лікоть, причому п'ядь служила основною давньоруської мірою довжини і означала відстань між кінцями великого та вказівного пальця дорослої людини. Пізніше, коли з'явилася інша одиниця – аршин – п'ядь (1/4 аршина) поступово вийшла з вживання.

Міра лікоть прийшла до нас із Вавилону і означала відстань від згину ліктя до кінця середнього пальця руки (іноді – стисненого кулака чи великого пальця).

З XVIII ст. в Росії почали застосовувати дюйм, запозичений з Англії (називався він "палець"), а також англійський фут. Особливим російським заходом була сажень, що дорівнює трьом ліктям (близько 152 см) і коса сажень (близько 248 см).

Указом Петра I російські заходи довжини були узгоджені з англійськими, і це сутнісно - перший щабель гармонізації російської метрології з європейської.

Метричну систему заходів запроваджено мови у Франції 1840 р. Велику значимість її в Росії підкреслив Д.І. Менделєєв, передбачивши велику роль загального поширення метричної системи як засобу сприяння "майбутньому бажаному зближенню народів".

З розвитком науки і техніки були потрібні нові виміри та нові одиниці виміру, що стимулювало у свою чергу вдосконалення фундаментальної та прикладної метрології.

Спочатку прототип одиниць виміру шукали в природі, досліджуючи макрооб'єкти та їх рух. Так, секундою стали вважати частину періоду навернення Землі навколо осі. Поступово пошуки перемістилися на атомний та внутрішньоатомний рівень. В результаті уточнювали "старі" одиниці (заходи) і з'явилися нові. Так, у 1983 р. було прийнято нове визначення метра: це довжина шляху, що проходить світлом у вакуумі за 1/299792458 частку секунди. Це стало можливим після того, як швидкість світла у вакуумі (299792458 м/с) метрологи прийняли як фізичну константу. Цікаво відзначити, що тепер із погляду метрологічних правил метр залежить від секунди.

У 1988 р. на міжнародному рівні було прийнято нові константи у сфері вимірювань електричних одиниць і величин, а 1989 р. прийнято нову Міжнародну практичну температурну шкалу МТШ-90.

На цих прикладах видно, що метрологія як наука динамічно розвивається, що, природно, сприяє вдосконаленню практики вимірювань у всіх інших наукових і прикладних областях.

Бурхливий розвиток науки, техніки та технології у ХХ столітті зажадав розвитку метрології як науки. У СРСР метрологія розвивалася як державна дисципліна, т.к. потреба у підвищенні точності та відтворюваності вимірювань зростала в міру індустріалізації та зростання оборонно-промислового комплексу. Зарубіжна метрологія також відштовхувалася вимог практики, але ці вимоги виходили переважно від приватних фірм. Непрямим наслідком такого підходу виявилося державне регулювання різних понять, що належать до метрології, тобто ГОСТУВАННЯвсього, що потрібно стандартизувати. За кордоном це завдання взяли на себе недержавні організації, наприклад ASTM. У силу цієї відмінності в метрології СРСР і пострадянських республік державні стандарти (еталони) визнаються головними, на відміну від конкурентного західного середовища, де приватна фірма може не користуватися стандартом або приладом, що погано зарекомендував себе, і домовитися зі своїми партнерами про інший варіант посвідчення відтворюваності вимірювань.

Об'єкти метрології.

Вимірювання як основний об'єкт метрології пов'язані як з фізичними величинами, так і з величинами, що належать до інших наук (математики, психології, медицини, суспільних наук та ін.). Далі розглядатимуться поняття, що належать до фізичних величин.

Фізична величина . Під цим визначенням мається на увазі властивість, загальна в якісному відношенні до багатьох об'єктів, але в кількісному відношенні індивідуальна для кожного об'єкта. Або, слідуючи Леонарду Ейлеру, "величиною називається все, що здатне збільшуватися або зменшуватися, або те, до чого можна щось додати або чому можна відібрати".

Взагалі поняття «величина» багатовидове, тобто відноситься не тільки до фізичних величин, що є об'єктами виміру. До величин можна віднести кількість грошей, ідей і т. п., тому що до цих категорій застосовується визначення величини. З цієї причини в стандартах (ГОСТ-3951-47 та ГОСТ-16263-70) наводиться лише поняття «фізичної величини», тобто величини, що характеризує властивості фізичних об'єктів. У вимірювальній техніці прикметник "фізична" зазвичай опускається.

Одиниця фізичної величини - фізична величина, якій за визначенням надано значення, що дорівнює одиниці. Посилаючись ще раз на Леонарда Ейлера: «Неможливо визначити чи виміряти одну величину інакше, як прийнявши як відомої іншу величину цього ж роду і вказавши співвідношення, у якому вона до неї». Іншими словами, для того щоб охарактеризувати якусь фізичну величину, потрібно довільно вибрати в якості одиниці виміру якусь іншу величину того ж роду.

міра - носій розміру одиниці фізичної величини, тобто засіб виміру, призначений для відтворення фізичної величини даного розміру. Типовими прикладами заходів є гирі, рулетки, лінійки. В інших видах вимірювань заходи можуть мати вид призми, речовини з відомими властивостями і т. д. При розгляді окремих видів вимірювання ми будемо спеціально зупинятися на проблемі створення заходів.

Концепція системи одиниць. Позасистемні одиниці. Природні системи одиниць.

Система одиниць - Сукупність основних та похідних одиниць, що відноситься до деякої системи величин і утворена відповідно до прийнятих принципів. Система одиниць будується на основі фізичних теорій, що відображають існуючий у природі взаємозв'язок фізичних величин. При визначенні одиниць системи підбирається така послідовність фізичних співвідношень, у якій кожне наступне вираз містить лише одну нову фізичну величину. Це дозволяє визначити одиницю фізичної величини через сукупність раніше певних одиниць, а кінцевому підсумку - через основні (незалежні) одиниці системи (див. Одиниці фізичних величин).

У перших системах одиниць в якості основних були обрані одиниці довжини та маси, наприклад у Великобританії фут та англійський фунт, у Росії – аршин та російський фунт. У ці системи входили кратні і дольные одиниці, що мали власні найменування (ярд і дюйм - у першій системі, сажень, вершок, фут та інші - у другій), завдяки чому утворилася складна сукупність похідних одиниць. Незручності у сфері торгівлі та промислового виробництва, пов'язані з відмінністю національних систем одиниць, наштовхнули на ідею розробки метричної системи заходів (18 століття, Франція), яка стала основою для міжнародної уніфікації одиниць довжини (метр) та маси (кілограм), а також найважливіших похідних одиниць (Площі, обсягу, щільності).

У 19 столітті К. Гаусс та В.Е. Вебер запропонували Систему одиниць для електричних та магнітних величин, названу Гаусом абсолютною.

У ній в якості основних одиниць були прийняті міліметр, міліграм і секунда, а похідні одиниці утворювалися за рівняннями зв'язку між величинами в їхньому найпростішому вигляді, тобто з числовими коефіцієнтами, рівними одиниці (такі системи пізніше отримали назву когерентних). У 2-й половині 19 століття Британська асоціація з розвитку наук прийняла дві системи одиниць: СГСЕ (електростатичну) та СГСМ (електромагнітну). Цим було започатковано освіту та інших Систем одиниць, зокрема симетричної системи СГС (яку називають також системою Гаусса), технічної системи (м, кгс, сек; див. МКГСС система одиниць),МТС системи одиницьта інші. У 1901 році італійський фізик Дж. Джорджі запропонував Систему одиниць, засновану на метрі, кілограмі, секунді та одній електричній одиниці (пізніше було обрано ампер; див. МКСА система одиниць). Система включала що отримали поширення практично одиниці: ампер, вольт, ом, ват, джоуль, фараду, генрі. Ця ідея була покладена в основу прийнятої 1960 року 11-ї Генеральної конференцією з заходів та ваг Міжнародної системи одиниць (СІ). Система має сім основних одиниць: метр, кілограм, секунду, ампер, кельвін, моль, кандела. Створення СІ відкрило перспективу загальної уніфікації одиниць і мало наслідком ухвалення багатьма країнами рішення про перехід до цієї системи або про її переважне застосування.

Поруч із практичними Системами одиниць у фізиці користуються системами, основою яких покладено універсальні фізичні постійні, наприклад швидкість поширення світла у вакуумі, заряд електрона, постійна Планка та інші.

Позасистемні одиниці , одиниці фізичних величин, що не входять до жодної системи одиниць. Позасистемні одиниці вибиралися окремих областях вимірів поза зв'язки Польщі з побудовою систем одиниць. Позасистемні одиниці можна розділити на незалежні (визначені самостійно інших одиниць) і довільно обрані, але зумовлені крізь інші одиниці. До перших відносяться, наприклад, градус Цельсія, який визначається як 0,01 проміжку між температурами кипіння води та танення льоду при нормальному атмосферному тиску, повний кут (обіг) та інші. До других відносяться, наприклад, одиниця потужності - кінська сила (735,499 вт), одиниці тиску - технічна атмосфера (1 кгс/см 2), міліметр ртутного стовпа (133,322 н/м 2), бар (10 5 н/м 2) та інші. У принципі застосування позасистемних одиниць небажано, оскільки неминучі перерахунки вимагають витрат часу та збільшують ймовірність помилок.

Природні системи одиниць , системи одиниць, у яких за основні одиниці прийняті фундаментальні фізичні постійні - такі, наприклад, як гравітаційна постійна G, швидкість світла у вакуумі з, постійна Планка h, постійна Больцмана k, число Авогадро N A , заряд електрона e, маса спокою електрона m e інші. Розмір основних одиниць у природних системах одиниць визначається явищами природи; цим природні системи принципово від інших систем одиниць, у яких вибір одиниць зумовлений вимогами практики вимірів. За ідеєю М. Планка, який уперше (1906) запропонував Природні системи одиниць з основними одиницями h, c, G, k, вона була б незалежною від земних умов і придатна для будь-яких часів і місць Всесвіту.

Запропоновано цілу низку інших Природних систем одиниць (Г. Льюїса, Д. Хартрі, А. Руарка, П. Дірака, А. Грески та ін.). Для Природних систем одиниць характерні надзвичайно малі розміри одиниць довжини, маси та часу (наприклад, у системі Планка - відповідно 4,03*10 -35 м, 5,42*10 -8 кг та 1,34*10 -43 сек) та , Навпаки, величезні розміри одиниці температури (3,63 * 10 32 С). Внаслідок цього Природні системи одиниць незручні для практичних вимірів; крім того, точність відтворення одиниць на кілька порядків нижча, ніж основних одиниць Міжнародної системи (СІ), оскільки обмежується точністю знання фізичних констант. Однак у теоретичній фізиці застосування Природних систем одиниць дозволяє іноді спростити рівняння та дає деякі інші переваги (наприклад, система Хартрі дозволяє спростити запис рівнянь квантової механіки).

Одиниці фізичних величин.

Одиниці фізичних величин - конкретні фізичні величини, яким за визначенням надано числові значення, рівні 1. Багато Одиниць фізичних величин відтворюються заходами, що застосовуються для вимірювань (наприклад, метр, кілограм). На ранніх стадіях розвитку матеріальної культури (в рабовласницькому та феодальному суспільствах) існували одиниці для невеликого кола фізичних величин – довжини, маси, часу, площі, обсягу. Одиниці фізичних величин вибиралися поза зв'язки друг з одним, причому різні в різних країнах і географічних районах. Так виникла велика кількість часто однакових за назвою, але різних за розміром одиниць – ліктів, футів, фунтів. У міру розширення торгових зв'язків між народами та розвитку науки і техніки кількість Одиниць фізичних величин збільшувалась і все більше відчувалася потреба уніфікації одиниць та у створенні систем одиниць. Про Одиниці фізичних величин та їх системи стали укладати спеціальні міжнародні угоди. У 18 столітті мови у Франції було запропоновано метрична система заходів, що отримала надалі міжнародне визнання. На її основі було збудовано цілу низку метричних систем одиниць. В даний час відбувається подальше впорядкування Одиниць фізичних величин на базі Міжнародної системи одиниць(СІ).

Одиниці фізичних величин поділяються на системні, тобто які входять до будь-якої системи одиниць, і позасистемні одиниці (наприклад, мм рт. ст., кінська сила, Електрон-вольт). Системні Одиниці фізичних величин поділяються на основні, що вибираються довільно (метр, кілограм, секунда та ін), і похідні, що утворюються за рівняннями зв'язку між величинами (метр за секунду, кілограм на кубічний метр, ньютон, джоуль, ват тощо). ). Для зручності вираження величин, у багато разів більших чи менших Одиниць фізичних величин, застосовуються кратні одиниці та дольние одиниці. У метричних системах одиниць кратні і дольные Одиниці фізичних величин (крім одиниць часу і кута) утворюються множенням системної одиниці на 10 n , де n - ціле позитивне чи негативне число. Кожному з цих чисел відповідає одна з десяткових приставок, прийнятих для утворення кратних та дольних одиниць.

Міжнародна система одиниць.

Міжнародна система одиниць (Systeme International d'Unitees), система одиниць фізичних величин, прийнята 11-й Генеральної конференцією з мір і ваг (1960). Скорочене позначення системи - SI (у російській транскрипції - СІ). одиниць та окремих позасистемних одиниць, що склалася на основі метричної системи заходів, та спрощення користування одиницями.Достоинствами Міжнародної системи одиниць є її універсальність (охоплює всі галузі науки та техніки) та когерентність, тобто узгодженість похідних одиниць, які утворюються за рівняннями, не що містить коефіцієнти пропорційності Завдяки цьому при розрахунках, якщо виражати значення всіх величин в одиницях Міжнародної системи одиниць, у формули не потрібно вводити коефіцієнти, що залежать від вибору одиниць.

Нижче в таблиці наведено найменування та позначення (міжнародні та російські) основних, додаткових та деяких похідних одиниць Міжнародної системи одиниць. наведено також позначення, що передбачаються проектом нового ГОСТу "Одиниці фізичних величин". Визначення основних та додаткових одиниць та кількостей, співвідношення між ними дано у статтях про ці одиниці.

Перші три основні одиниці (метр, кілограм, секунда) дозволяють утворювати когерентні похідні одиниці для всіх величин, що мають механічну природу, інші додані для утворення похідних одиниць величин, що не зводяться до механічних: ампер - для електричних та магнітних величин, кельвін - для теплових, кандела - для світлових і моль - для величин у сфері фізичної хімії та молекулярної фізики. Додаткові одиниці радіан і стерадіан служать для утворення похідних одиниць величин, що залежать від плоского або тілесного кутів. Для утворення найменувань десяткових кратних і дольних одиниць служать спеціальні приставки СІ: деці (для утворення одиниць, рівних 10 -1 по відношенню до вихідної), санти (10 -2), мілі (10 -3), мікро (10 -6), нано (10 -9), пико (10 -12), фемто (10 -15), атто (10 -18), дека (10 1), гекто (10 2), кіло (10 3), мега (10 6) ), гіга (10 9), тера (10 12).

Системи одиниць: МКГСС, МКС, МКСА, МКСК, МТС, СГС.

МКГСС система одиниць (MkGS система), система одиниць фізичних величин, основними одиницями якої є: метр, кілограм сила, секунда. Увійшла до практики наприкінці 19 століття, була допущена в СРСР ОСТом ВКС 6052(1933), ГОСТом 7664-55 та ГОСТом 7664-61 "Механічні одиниці". Вибір одиниці сили як одну з основних одиниць зумовив широке застосування ряду одиниць МКГСС системи одиниць (головним чином одиниць сили, тиску, механічної напруги) у механіці та техніці. Цю систему часто називають технічною системою одиниць. За одиницю маси в МКГСС системі одиниць прийнята маса тіла, що набуває прискорення 1 м/сек 2 під дією прикладеної до нього сили 1 кгс. Цю одиницю іноді називають технічною одиницею маси (тобто м.) або інертою. 1 тобто. = 9,81 кг. МКГСС система одиниць має ряд істотних недоліків: неузгодженість між механічними та практичними електричними одиницями, відсутність еталона кілограма-сили, відмова від поширеної одиниці маси - кілограма (кг) і як наслідок (щоб не застосовувати тобто) - утворення величин з участю ваги замість маси (питома вага, вагова витрата тощо), що призводило іноді до змішування понять маси та ваги, використання позначення кг замість кгс і т.п. Ці недоліки зумовили ухвалення міжнародних рекомендацій про відмову від МКГСС системи одиниць та про перехід до Міжнародна система одиниць(СІ).

МКС система одиниць (MKS система), система одиниць механічних величин, основними одиницями якої є метр, кілограм (одиниця маси), секунда. Була введена в СРСР ДСТУ 7664-55 "Механічні одиниці", заміненим ДСТУ 7664-61. Застосовується також в акустиці відповідно до ГОСТу 8849-58 "Акустичні одиниці". МКС система одиниць входить як частина Міжнародну систему одиниць(СІ).

МКСА система одиниць (MKSA система), система одиниць електричних та магнітних величин, основними одиницями якої є: метр, кілограм (одиниця маси), секунда, ампер. Принципи побудови МКСА систем одиниць були запропоновані в 1901 р. італійським ученим Дж. Джорджі, тому система має і друге найменування - Джорджі система одиниць. МКСА система одиниць застосовується у більшості країн світу, в СРСР вона була встановлена ​​ГОСТом 8033-56 "Електричні та магнітні одиниці". До МКСА системі одиниць належать всі практичні електричні одиниці, що вже набули поширення: ампер, вольт, ом, кулон та ін; МКСА система одиниць входить як складова частинав Міжнародну систему одиниць(СІ).

МКСК система одиниць (MKSK система), система одиниць теплових величин, осн. одиницями якої є: метр, кілограм (одиниця маси), секунда, Кельвін (одиниця термодинамічної температури). Застосування МКСК системи одиниць у СРСР встановлено ГОСТом 8550-61 "Теплові одиниці" (у цьому стандарті ще застосоване колишнє найменування одиниці термодинамічної температури - "градус Кельвіна", змінене на "Кельвін" у 1967 р. 13-ю Генеральною конференцією з мір і ваг). У МКСК системі одиниць користуються двома температурними шкалами: термодинамічною температурною шкалою та Міжнародною практичною температурною шкалою (МПТШ-68). Поряд з Кельвіном для вираження термодинамічної температури та різниці температур застосовують градус Цельсія, що позначається °С ​​і дорівнює Кельвіну (К). Як правило, нижче 0 ° С наводять температуру Кельвіна Т, вище 0 ° С - температуру Цельсія t (t = Т-То, де То = 273,15 К). У МПТШ-68 також розрізняють міжнародну практичну температуру Кельвіна (символ Т 68) та міжнародну практичну температуру Цельсія (t 68); вони пов'язані співвідношенням t68 = T68 - 273,15 К. Одиницями T68 і t68 є, відповідно, Кельвін і градус Цельсія. Найменування похідних теплових одиниць може входити як Кельвін, так і градус Цельсія. МКСК система одиниць входить як складова частина Міжнародну систему одиниць(СІ).

МТС система одиниць (MTS система), система одиниць фізичних величин, основними одиницями якої є метр, тонна (одиниця маси), секунда. Була введена у Франції 1919 р., у СРСР - 1933 р. (скасована 1955 р. у зв'язку з запровадженням ГОСТу 7664-55 " Механічні одиниці " ). MTC система одиниць була побудована аналогічно до фізики. СГС системі одиниць та призначалася для практичних вимірювань; із цією метою були обрані великі за розміром одиниці довжини та маси. Найважливіші похідні одиниці: сили – стін (сн), тиску – п'єза (пз), роботи – стін-метр, або кілоджоуль (кдж), потужності – кіловат (квт).

СГС система одиниць , Система одиниць фізичних величин в якій прийнято три основні одиниці: довжини – сантиметр, маси – грам та часу – секунда. Система з основними одиницями довжини, маси та часу була запропонована утвореним у 1861 р. Комітетом з електричних зразків Британської асоціації для розвитку наук, до якого входили видатні фізики того часу (У. Томсон (Кельвін), Дж. Максвелл, Ч. Уітстон та ін. .), як система одиниць, що охоплює механіку та електродинаміку. Через 10 років асоціація утворила новий комітет, який і вибрав остаточно як основні одиниці сантиметр, грам і секунду. Перший Міжнародний конгрес електриків (Париж, 1881) також прийняв СГС систему одиниць, і з того часу вона широко застосовується у наукових дослідженнях. Із введенням Міжнародної системи одиниць (СІ) у наукових працях з фізики та астрономії поряд з одиницями СІ допускається використовувати одиниці СГС системи одиниць.

До найважливіших похідних одиниць СГС системи одиниць в області механічних вимірювань відносяться: одиниця швидкості - см/сек, прискорення - см/сек 2 , сили - діна (дин), тиску - дін/см 2 роботи і енергії - ерг, потужності - ерг /сек, динамічної в'язкості - пуаз (пз), кінематичної в'язкості - стокc (ст).

Для електродинаміки спочатку було прийнято дві СГС система одиниць електромагнітна (СГСМ) та електростатична (СГСЕ). В основу побудови цих систем було покладено закон Кулона - для магнітних зарядів (СГСМ) та електричних зарядів (СГСЕ). З 2-ї половини 20 століття найбільшого поширення набула так звана симетрична СГС система одиниць (її називають також змішаною або Гаусса системою одиниць).

Правові засади забезпечення єдності вимірів.

Метрологічні служби державних органів управління та юридичних осіб організують свою діяльність на основі положень Законів "Про забезпечення єдності вимірювань", "Про технічне регулювання" (раніше - "Про стандартизацію", "Про сертифікацію продукції та послуг"), а також постанов Уряду РФ, адміністративних актів суб'єктів федерації, областей та міст, нормативних документів Державної системи забезпечення єдності вимірів та постанов Держстандарту РФ.

Відповідно до чинного законодавства до основних завдань метрологічних служб належать забезпечення єдності та необхідної точності вимірювань, підвищення рівня метрологічного забезпечення виробництва, здійснення метрологічного контролю та нагляду шляхом наступних методів:

калібрування засобів вимірювань;

нагляду за станом та застосуванням засобів вимірювань, атестованими методиками виконання вимірювань, еталонами одиниць величин, що застосовуються для калібрування засобів вимірювань, дотриманням метрологічних правил та норм;

видачі обов'язкових розпоряджень, спрямованих на запобігання, припинення або усунення порушень метрологічних правил та норм;

перевірки своєчасності подання засобів вимірювань на випробування з метою затвердження типу засобів вимірювань, а також на перевірку та калібрування. У Росії прийнято Типове положення про метрологічні служби. Цим Положенням визначено, що метрологічна служба державного органу управління є системою, утворену наказом керівника державного органу управління, яка може включати:

структурні підрозділи (службу) головного метролога у центральному апараті державного органу управління;

головні та базові організації метрологічної служби в галузях та підгалузях, що призначаються державним органом управління;

метрологічні служби підприємств, об'єднань, організацій та установ.

27.12.2002р. прийнято принципово новий стратегічний ФЗ «Про технічне регулювання», який регулює відносини, що виникають при розробці, прийнятті, застосуванні та виконанні обов'язкових та на добровільній основі вимог до продукції, процесів виробництва, експлуатації, зберігання, перевезення, реалізації, утилізації, виконання робіт та надання послуг, а також при оцінці відповідності (технічні регламенти та стандарти мають забезпечити практичне виконання законодавчих актів).

Введення Закону «Про технічне регулювання» спрямоване на реформування системи технічного регулювання, стандартизації та забезпечення якості та спричинене розвитком ринкових відносин у суспільстві.

Технічне регулювання – правове регулювання відносин у сфері встановлення, застосування та використання обов'язкових вимог до продукції, процесів виробництва, експлуатації, зберігання, перевезення, реалізації та утилізації, а також у сфері встановлення та застосування на добровільній основі вимог до продукції, процесів виробництва, експлуатації, зберігання, перевезення, реалізації та утилізації, виконання робіт та надання послуг та правове регулювання відносин у галузі оцінки відповідності.

Технічне регулювання має здійснюватися відповідно до принципами:

застосування єдиних правил встановлення вимог до продукції, процесів виробництва, експлуатації, зберігання, перевезення, реалізації та утилізації, виконання робіт та надання послуг;

відповідність технічного регулювання рівню розвитку національної економіки, розвитку матеріально-технічної бази, а також рівню науково-технічного розвитку;

незалежності органів з акредитації, органів із сертифікації від виробників, продавців, виконавців та набувачів;

єдиної системи та правил акредитації;

єдності правил та методів досліджень, випробувань та вимірювань при проведенні процедур обов'язкової оцінки відповідності;

єдності застосування вимог технічних регламентів незалежно від особливостей та видів угод;

неприпустимість обмеження конкуренції при здійсненні акредитації та сертифікації;

неприпустимість поєднання повноважень органів державного контролю (нагляду) та органів із сертифікації;

неприпустимість поєднання одним органом повноважень на акредитацію та сертифікацію;

неприпустимість позабюджетного фінансування державного контролю (нагляду) над виконанням технічних регламентів.

Одна з головних ідей законуполягає в тому що:

обов'язкові вимоги, які містяться сьогодні в нормативні акти, зокрема і державні стандарти, вносяться у сферу технічного законодавства – у федеральні закони (технічні регламенти);

створюється дворівнева структура нормативних та нормативно-правових документів: технічний регламент(містить обов'язкові вимоги) та стандарти(містять гармонізовані з технічним регламентом добровільні норми та правила).

Розроблена програма реформування системи стандартизації в РФ була розрахована на 7 років (до 2010 року), за цей час було потрібно:

розробити 450–600 технічних регламентів;

винести із відповідних стандартів обов'язкові вимоги;

переглянути санітарні правила та норми (СанПін);

переглянути будівельні норми та правила (СНІП), які вже насправді є технічними регламентами.

Значення запровадження ФЗ «Про технічне регулювання»:

введення Закону РФ «Про технічне регулювання» повною мірою відображає те, що відбувається сьогодні у світі в галузі розвитку економіки;

він спрямований на усунення технічних бар'єрів у торгівлі;

закон створює умови вступу Росії у Світову організацію торгівлі (СОТ).

Поняття та класифікація вимірювань. Основні характеристики вимірів.

Вимірювання - Пізнавальний процес, який полягає у порівнянні даної величини з відомою величиною, прийнятою за одиницю. Вимірювання поділяють на прямі, непрямі, сукупні та спільні.

Прямі виміри - процес, у якому шукане значення величини знаходять безпосередньо з дослідних даних. Найпростіші випадки прямих вимірювань – вимірювання довжини лінійкою, температури – термометром, напруги – вольтметром тощо.

Непрямі виміри - вид виміру, результат яких визначають з прямих вимірів, пов'язаних з величиною, що вимірюється відомою залежністю. Наприклад, площу можна виміряти як добуток результатів двох лінійних вимірів координат, обсяг - як результат трьох лінійних вимірів. Так само опір електричного ланцюга або потужність електричного ланцюга можна виміряти за значеннями різниці потенціалів та сили струму.

Сукупні виміри - це виміри, у яких результат знаходять за даними повторних вимірів однієї чи кількох однойменних величин при різних поєднаннях заходів чи цих величин. Наприклад, сукупними є вимірювання, при яких масу окремих гирь набору знаходять за відомою масою однієї з них і за результатами прямих порівнянь мас різних поєднань гирь.

Спільними вимірами називають прямі або непрямі виміри двох або декількох неодноєменних величин. Метою таких вимірів є встановлення функціональної залежності між величинами. Наприклад, спільними будуть вимірювання температури, тиску та об'єму, займаного газом, вимірювання довжини тіла залежно від температури тощо.

За умовами, що визначають точність результату, виміри ділять на три класи:

вимірювання максимально можливої ​​точності, яка досягається при існуючому рівні техніки;

контрольно-перевірочні вимірювання, що виконуються із заданою точністю;

технічні виміри, похибка яких визначається метрологічними характеристиками засобів вимірів.

Технічні виміри визначають клас вимірів, виконуваних у виробничих та експлуатаційних умовах, коли точність виміру визначається безпосередньо засобами виміру.

Єдність вимірів- Стан вимірювань, при якому їх результати виражені в узаконених одиницях та похибки відомі із заданою ймовірністю. Єдність вимірювань необхідна для того, щоб можна було зіставити результати вимірювань, виконаних у різний час, з використанням різних методів та засобів вимірювання, а також у різних за територіальним розташуванням місцях.

Єдність вимірів забезпечується їх властивостями: збіжністю результатів вимірів; відтворюваністю результатів вимірів; правильністю результатів вимірів.

Збіжність- це близькість результатів вимірювань, отриманих тим самим методом, ідентичними засобами вимірювань, і близькість до нуля випадкової похибки вимірювань.

Відтворюваність результатів вимірюваньхарактеризується близькістю результатів вимірів, отриманих різними засобами вимірів (природно однієї й тієї ж точності) різними методами.

Правильність результатів виміріввизначається правильністю як самих методик вимірів, і правильністю їх використання у процесі вимірів, і навіть близькістю до нуля систематичної похибки вимірів.

Точність вимірівхарактеризує якість вимірів, що відбиває близькість їх результатів до справжнього значення вимірюваної величини, тобто. близькість до нуля похибки вимірів.

Процес вирішення будь-якої задачі вимірювання включає, як правило, три етапи:

підготовку,

проведення виміру (експерименту);

обробку результатів. У процесі проведення самого вимірювання об'єкт вимірювання та засіб вимірювання наводяться у взаємодію. Засіб вимірювання - технічний засіб, що використовується при вимірах та мають нормовані метрологічні характеристики. До засобів вимірювань входять заходи, вимірювальні прилади, вимірювальні установки, вимірювальні системи та перетворювачі, стандартні зразки складу та властивостей різних речовин та матеріалів. За тимчасовими характеристиками вимірювання поділяються на:

статичні, у яких вимірювана величина залишається незмінною у часі;

динамічні, у процесі яких вимірювана величина змінюється.

За способом вираження результатів виміру поділяються на:

абсолютні, які ґрунтуються на прямих чи непрямих вимірах кількох величин та на використанні констант, і в результаті яких виходить абсолютне значення величини у відповідних одиницях;

відносні вимірювання, які не дозволяють безпосередньо виразити результат в узаконених одиницях, але дозволяють знайти відношення результату вимірювання до будь-якої однойменної величини з невідомим у ряді випадків значенням. Наприклад, це може бути відносна вологість, відносний тиск, подовження тощо.

Основними характеристиками вимірювань є принцип вимірювання, метод вимірювання, похибка, точність, достовірність і правильність вимірювань.

Принцип вимірів - фізичне явище або їхня сукупність, покладені в основу вимірювань. Наприклад, маса може бути виміряна спираючись на гравітацію, а може бути виміряна на основі інерційних властивостей. Температура може бути виміряна по тепловому випромінюванню тіла або її впливу на об'єм будь-якої рідини в термометрі і т. д.

Метод вимірів - сукупність принципів та засобів вимірювань. У згаданому вище прикладі з вимірюванням температури вимірювання теплового випромінювання відносять до неконтактного методу термометрії, вимірювання термометром є контактний метод термометрії.

Похибка вимірів - Різниця між отриманим при вимірі значенням величини та її дійсним значенням. Похибка вимірювань пов'язана з недосконалістю методів та засобів вимірювань, з недостатнім досвідом спостерігача, із сторонніми впливами на результат виміру. Докладно причини похибок та способи їх усунення або мінімізації розглянуті у спеціальному розділі, оскільки оцінка та облік похибок вимірів є одним із найважливіших розділів метрології.

Точність вимірів - Характеристика вимірювання, що відображає близькість їх результатів до справжнього значення вимірюваної величини. Кількісно точність виражається величиною, зворотною модулю відносної похибки, тобто.

де Q - справжнє значення вимірюваної величини Д - похибка вимірювання, рівна

(2)

де Х – результат виміру. Якщо, наприклад, відносна похибка вимірювання дорівнює 10 -2 %, то точність дорівнюватиме 10 4 .

Правильність вимірів - якість вимірів, що відбиває близькість до нуля систематичних похибок, т. е. похибок, які залишаються незмінними чи закономірно змінюються у процесі виміру. Правильність вимірів залежить від того, наскільки правильно (правильно) були обрані методи та засоби вимірів.

Достовірність вимірів - характеристика якості вимірювань, що розділяє всі результати на достовірні та недостовірні залежно від того, відомі чи невідомі ймовірнісні характеристики їх відхилень від справжніх значень відповідних величин. Результати вимірів, достовірність яких невідома, можуть бути джерелом дезінформації.

Засоби вимірів.

Засіб вимірювань (СІ) - технічний засіб, призначений для вимірювань, що має нормовані метрологічні характеристики, що відтворює або зберігає одиницю фізичної величини, розмір якої приймають незмінною протягом відомого інтервалу часу.

Наведене визначення виражає суть засобу вимірювань, яке, по-перше, зберігає чи відтворює одиницю, по-друге, ця одиниця незмінна. Ці найважливіші чинники зумовлюють можливість проведення вимірювань, тобто. роблять технічний засіб саме засобом вимірів. Цим засоби вимірювання відрізняються від інших технічних пристроїв.

До засобів вимірювань відносяться заходи, вимірювальні: перетворювачі, прилади, установки та системи.

міра фізичної величини– засіб вимірювання, призначений для відтворення та (або) зберігання фізичної величини одного або декількох заданих розмірів, значення яких виражені у встановлених одиницях і відомі з необхідною точністю. Приклади заходів: гирі, вимірювальні резистори, кінцеві заходи довжини, радіонуклеїдні джерела та ін.

Заходи, що відтворюють фізичні величини лише одного розміру, називаються однозначними(гиря), кількох розмірів – багатозначні(міліметрова лінійка – дозволяє виражати довжину як мм, так і см). Крім того, існують набори та магазини заходів, наприклад магазин ємностей або індуктивностей.

При вимірюваннях з використанням заходів порівнюють вимірювані величини з відомими величинами, що відтворюються. Порівняння здійснюється різними шляхами, найбільш поширеним засобом порівняння є компараторпризначений для звірення мір однорідних величин. Прикладом компаратора є ваги важеля.

До заходів відносяться стандартні зразки та зразкова речовина, які є спеціально оформлені тіла чи проби речовини певного і суворо регламентованого змісту, одне з властивостей яких є величиною з відомим значенням. Наприклад, зразки твердості, шорсткості.

Вимірювальний перетворювач (ІП) -технічний засіб з нормативними метрологічними характеристиками, що служить для перетворення вимірюваної величини на іншу величину або вимірювальний сигнал, зручний для обробки, зберігання, індикації або передачі. Вимірювальна інформація на виході ІП зазвичай недоступна для безпосереднього сприйняття спостерігачем. Хоча ІП є конструктивно відокремленими елементами, вони найчастіше входять як складові в складніші вимірювальні прилади або установки і самостійного значення при проведенні вимірювань не мають.

Перетворювана величина, що надходить на вимірювальний перетворювач, називається вхідний, А результат перетворення - вихіднийвеличиною. Співвідношення між ними задається функцією перетворенняяка є його основною метрологічною характеристикою.

Для безпосереднього відтворення вимірюваної величини служать первинні перетворювачі, на які безпосередньо впливає вимірювана величина і в яких відбувається трансформація величини, що вимірюється для її подальшого перетворення або індикації. Прикладом первинного перетворювача є термопара ланцюга термоелектричного термометра. Одним із видів первинного перетворювача є датчик- Конструктивно відокремлений первинний перетворювач, від якого надходять вимірювальні сигнали (він "дає" інформацію). Датчик може бути винесений на значну відстань від засобу вимірювання, що приймає його сигнали. Наприклад, датчик метеорологічного зонда. В області вимірювань іонізуючих випромінювань датчик часто називають детектор.

За характером перетворення ІП можуть бути аналоговими, аналого-цифровими (АЦП), цифро-аналоговими (ЦАП), тобто, що перетворюють цифровий сигнал на аналоговий або навпаки. При аналоговій формі подання сигнал може приймати безперервну множину значень, тобто він є безперервною функцією вимірюваної величини. У цифровій (дискретній) формі він представляється у вигляді цифрових груп чи чисел. Прикладами ІП є вимірювальний трансформатор струму термометри опорів.

Вимірювальний пристрій– засіб вимірювань, призначений для отримання значень фізичної величини, що вимірюється у встановленому діапазоні. Вимірювальний прилад представляє вимірювальну інформацію у формі, доступній для безпосереднього сприйняттяспостерігачем.

за способу індикаціїрозрізняють показують та реєструють прилади. Реєстрація може здійснюватися у вигляді безперервного запису вимірюваної величини або друкування показань приладу в цифровій формі.

Прилади прямої діївідображають вимірювану величину на пристрої, що має градуювання в одиницях цієї величини. Наприклад, амперметри, термометри.

Прилади порівнянняпризначені для порівняння вимірюваних величин із величинами, значення яких відомі. Такі прилади використовуються для вимірювання з більшою точністю.

По дії вимірювальні прилади поділяють на інтегруючі та підсумовуючі, аналогові та цифрові, самописні та друкуючі.

Вимірювальна установка та система- Сукупність функціонально об'єднаних заходів, вимірювальних приладів та інших пристроїв, призначених для вимірювань однієї або декількох величин і розташована в одному місці ( встановлення) або в різних місцях об'єкта вимірювань ( система). Вимірювальні системи, як правило, є автоматизованимиі по суті вони забезпечують автоматизацію процесів виміру, обробки та подання результатів вимірів. Прикладом вимірювальних систем є автоматизовані системи радіаційного контролю (АСРК) на різних ядерно-фізичних установках, таких, як ядерні реактори або прискорювачі заряджених частинок.

за метрологічне призначеннязасоби вимірів діляться на робітники та зразки.

Робоче СІ- засіб вимірювань, призначений для вимірювань, не пов'язаний із передачею розміру одиниці іншим засобам вимірів. Робочий засіб вимірювання може використовуватися і як індикатор. Індикатор- технічний засіб або речовина, призначена для встановлення наявності будь-якої фізичної величини або перевищення рівня її порогового значення. Індикатор немає нормованих метрологічних характеристик. Прикладами індикаторів є осцилограф, лакмусовий папір тощо.

Еталон- засіб вимірів, призначений для відтворення та (або) зберігання одиниці та передачі її розміру іншим засобам вимірів. Серед них можна виділити робочі зразкирізних розрядів, які раніше називалися зразковими засобами вимірювань.

Класифікація засобів вимірювань проводиться і за іншими різними ознаками. Наприклад, за видам вимірюваних величин, на вигляд шкали (з рівномірною або нерівномірною шкалою), у зв'язку з об'єктом вимірювання (контактні або безконтактні

При виконанні різних робіт з метрологічного забезпечення вимірювань використовуються специфічні категорії, які також потребують визначення. Ці категорії такі:

Атестація - перевірка метрологічних характеристик (похибки вимірів, точності, достовірності, правильності) реального засобу виміру.

Сертифікація - перевірка відповідності засобу вимірювання стандартам цієї країни, даної галузі з видачею документа-сертифіката відповідності. При сертифікації крім метрологічних характеристик підлягають перевірці всі пункти, що містяться в науково-технічній документації на даний засіб вимірювання. Це можуть бути вимоги щодо електробезпеки, екологічної безпеки, впливу змін кліматичних параметрів. Обов'язковою є наявність методів та засобів перевірки даного засобу вимірювання.

Перевірка - періодичний контроль похибок показань засобів виміру за засобами виміру вищого класу точності (зразковим приладам чи зразковою мірою). Як правило, перевірка закінчується видачею свідоцтва про повірку або тавруванням вимірювального приладу або міри, що повіряється.

Градуювання - нанесення позначок на шкалу приладу або отримання залежності показань цифрового індикатора від значення фізичної величини, що вимірюється. Часто в технічних вимірах під градуюванням розуміють періодичний контроль працездатності приладу за мірами, які не мають метрологічного статусу або за вбудованим спеціальним пристроям. Іноді таку процедуру називають калібруванням і це слово пишеться на робочій панелі приладу.

Цей термін насправді в метрології зайнятий, і калібруванням згідно зі стандартами називають дещо іншу процедуру.

Калібрування міри або набору заходів - перевірка сукупності однозначних заходів чи багатозначної міри різних відмітках шкали. Інакше кажучи, калібрування - це перевірка заходи у вигляді сукупних вимірів. Іноді термін «калібрування» вживають як синонім повірки, проте калібруванням можна називати тільки таку перевірку, при якій порівнюються кілька заходів або поділу шкали між собою у різних поєднаннях.

Еталон – засіб виміру, призначене для відтворення та зберігання одиниці величини з метою передачі її засобам виміру даної величини.

Первинний стандартзабезпечує відтворюваність одиниці у особливих умовах.

Вторинний стандарт- Зразок одержуваний розмір одиниці шляхом порівняння з первинним зразком.

Третій стандарт- Еталон порівняння - це вторинний еталон застосовується для порівняння еталона, які з тих чи інших причин не можуть бути порівняні між собою.

Четвертий стандарт– робочий стандарт застосовується безпосередньої передачі обсягу одиниці.

Засоби повірки та калібрування.

Перевірка засобу вимірювань- сукупність операцій, що виконуються органами державної метрологічної служби (іншими уповноваженими на те органами, організаціями) з метою визначення та підтвердження відповідності засобу вимірювань встановленим технічним вимогам.

Перевірці піддаються засоби вимірювань, що підлягають державному метрологічному контролю та нагляду, під час випуску з виробництва чи ремонту, під час ввезення з імпорту та експлуатації.

Калібрування засобу вимірювань- сукупність операцій, що виконуються з метою визначення дійсних значень метрологічних характеристик та (або) придатності до застосування засобу вимірювань, що не підлягає державному метрологічному контролю та нагляду. Калібрування можуть піддаватися засоби вимірювань, що не підлягають повірці, при випуску з виробництва або ремонту, при ввезенні з імпорту та експлуатації.

ПОВЕРКАзасобів вимірів-сукупність операцій, що виконуються органами державної метрологічної служби (іншими уповноваженими на те органами, організаціями) з метою визначення та підтвердження відповідності кошти вимірів встановленим технічним вимогам.

Відповідальність за неналежне виконання перевірочних робіт та недотримання вимог відповідних нормативних документів несе відповідний орган Державної метрологічної служби чи юридична особа, метрологічною службою якої виконані перевірочні роботи.

Позитивні результати перевірки засобів вимірювань засвідчуються повірчим тавром або свідоцтвом про перевірку.

Форма повірного тавра і свідоцтва про перевірку, порядок нанесення повірного тавра встановлюється Федеральним агентством з технічного регулювання та метрології.

У Росії повіркова діяльність регламентована Законом РФ "Про забезпечення єдності вимірів" та багатьма іншими підзаконними актами.

Перевірка- Встановлення придатності засобів вимірювальної техніки, що потрапляють під Державний Метрологічний Нагляд, для застосування шляхом контролю їх метрологічних характеристик.

Міждержавною радою зі стандартизації, метрології та сертифікації (країн СНД) встановлені такі види перевірки

Первинна повірка - повірка, що виконується під час випуску засобу вимірювань з виробництва або після ремонту, а також при ввезенні засобу вимірювань з-за кордону партіями, під час продажу.

Періодична перевірка - перевірка засобів вимірювань, що знаходяться в експлуатації або на зберіганні, що виконується через встановлені інтервали міжповірочними часу.

Позачергова перевірка - Перевірка засобу вимірювань, що проводиться до терміну його чергової періодичної повірки.

Інспекційна перевірка - перевірка, що проводиться органом державної метрологічної службипри проведенні державного нагляду за станом та застосуванням засобів вимірювань.

Комплектна перевірка - перевірка, за якої визначають метрологічні характеристикизасоби вимірів, властиві йому як єдиному цілому.

Поелементна перевірка - перевірка, за якої значення метрологічних характеристик засобів вимірювань встановлюються за метрологічними характеристиками його елементів чи частин.

Вибіркова перевірка - перевірка групи засобів вимірювань, відібраних із партії випадковим чином, за результатами якої судять про придатність усієї партії.

Перевірочні схеми.

Для забезпечення правильної передачі розмірів одиниць виміру від еталона до робочих засобів виміру становлять перевірочні схеми, що встановлюють метрологічні підпорядкування державного еталона, розрядних еталонів та робочих засобів вимірів.

Перевірочні схеми поділяють на державні та локальні. Державні перевірочні схеми поширюються попри всі засоби вимірів цього виду, застосовувані країни. Локальні перевірочні схеми призначені для метрологічних органів міністерств, поширюються вони також кошти вимірювань підлеглих підприємств. Крім того, може складатися і локальна схема коштом вимірювань, що використовуються на конкретному підприємстві. Усі локальні перевірочні схеми повинні відповідати вимогам підпорядкованості, визначеної державною перевірочною схемою. Державні перевірочні схеми розробляються науково-дослідними інститутами Держстандарту РФ, власниками державних стандартів.

У деяких випадках буває неможливо одним зразком відтворити весь діапазон величини, тому в схемі може бути передбачено кілька первинних зразків, які в сукупності відтворюють всю шкалу вимірювань. Наприклад, шкала температури від 1,5 до 1*10 5 К відтворюється двома національними стандартами.

Перевірочна схемадля засобів вимірів-нормативний документ, що встановлює співпідпорядкування засобів вимірювань, що беруть участь у передачі розміру одиниці еталона робочим засобам вимірювань (із зазначенням методів і похибки при передачі). Розрізняють державні та локальні перевірочні схеми, раніше існували також відомчі ПС.

Державна повірочна схема поширюється попри всі засоби вимірів даної фізичної величини, застосовувані країни, наприклад, коштом вимірів електричної напруги у певному діапазоні частот. Встановлюючи багатоступінчастий порядок передачі розміру одиниці ФВ від державного зразка, вимоги до засобів і методів перевірки, державна повірочна схема є як би структуруметрологічного забезпечення певного виду вимірювань у країні. Ці схеми розробляються основними центрами стандартів і оформляються одним ГОСТом ГСИ.

Локальні перевірочні схеми поширюються коштом вимірів, що підлягають повіркам в даному метрологічному підрозділі для підприємства, має право повірки засобів вимірів і оформляються як стандарту підприємства. Відомчі та локальні перевірочні схеми не повинні суперечити державним і повинні враховувати їх вимоги стосовно специфіки конкретного підприємства.

Відомча повірочна схема розробляється органом відомчої метрологічної служби, узгоджується з головним центром стандартів – розробником національної перевірочної схеми засобів вимірів цієї ФВ і поширюється лише кошти вимірів, підлягають внутрішньовідомчої перевірці.

Метрологічні характеристики засобів вимірів.

Метрологічна характеристика засобу вимірювань - характеристика однієї з властивостей засобу вимірювання, що впливають на результат вимірювання або його похибка. Основними метрологічними характеристиками є діапазон вимірювань та різні складові похибки засобу вимірювання.