Основы теории и методики измерений.

Урок 10. Лекция.

Тема: Основы теории и методики измерений.

Цель урока:

Краткое содержание лекции:

1. Эталоны и стандартные образцы

2. Основы теории и методики измерений

3. Точность методов и результатов измерений

4. ГМКиН- государственный метрологический надзор и контроль

План:

1. Эталоны и стандартные образцы

Эталон — это высокоточная мера, предназначенная для воспро­изведения и хранения единицы физической величины для пере­дачи ее размера другим средствам измерения. От эталона едини­ца физической величины передается разрядным эталонам, а от них к рабочим средствам измерения.

Государственный (национальный) эталон единицы величины — эталон единицы величины, признанный решением уполномо­ченного на то федерального органа в качестве исходного на тер­ритории своего государства.

Эталоны классифицируют на первичные, вторичные и ра­бочие.

Первичный эталон — это эталон, воспроизводящий единицу физической величины с наивысшей точностью.

Первичному эталону соподчинены вторичные и рабочие (разрядные) эталоны. Вторичные эталоны иногда называют «эта­лоны — копии».

Рабочие эталоны воспринимают размер единицы от вторич­ных эталонов и служат для передачи размера менее точному ра­бочему эталону (если существует эталон более низкого разряда) или рабочим средствам измерений, инструменту.

Стандартные образцы состава, свойств веществ и материалов внесены в российский государственный Реестр средств измере­ний, который содержит около 10 тыс. типов стандартных образ­цов (СО), используемых для метрологического обеспечения кон­троля — градуировки средств измерений.

Под стандартными образцами принято понимать образцы веществ или материалов, химический состав или физические свойства которых типичны для данной группы веществ (материалов), определены с необходимой точностью, отличаются высоким постоянством и удостоверены сертификатом. Стандартные образцы используются для градуировки, поверки и калибровки химического состава и различных свойств материалов (механических, теплофизических, оптических и др.). Стандартные образцы как мера с установленной погреш-ностью (классом точности) применяются непосредственно для контроля качества сырья и промышленной продукции путем сличения. По существу стандартные образцы служат для под-держания единства измерений, т:е. являются средствами измерений. В основе классификации стандартных образцов лежат: - разновидность характеристики, по которой проводится аттестация стандартного образца; - метод анализа (сличения) объектов контроля со стандартным образцом; - агрегатное состояние самого стандартного образца как материла (вещества); - метрологическое назначение. Согласно этой классификации стандартные образцы подразделяют по первому признаку на образцы свойств материалов (веществ) и образцы состава материалов (веществ); по второму признаку различают стандартные образцы для химического, рентгеновского, спектроскопического и других видов анализа; по третьему признаку - стандартные образцы в твердом, жидком и газообразном состоянии; по метрологическому назначению (четвертый признак) - стандартные образцы для градуировки, поверки, контроля качества вещества и т.д. Особо важное значение имеет категория стандартных образцов для установления чистоты веществ. Понятие особо чистых веществ связано с производством многих материалов современной техники, медицины и т.д. Стандартные образцы подвергаются специальным испытаниям, по результатам которых они получают свидетельства (сертификат) и вносятся в государственный реестр стандартных образцов, а он в свою очередь является составной частью (разделом) Государственного реестра средств измерений. В сертификате стандартного образца обязательно указывается срок годности, поскольку практически все вещества и материалы со временем изменяются вследствие воздействия факторов окружающей среды на их свойства. А от этого зависит достоверность результатов измерений. К настоящему времени опубликованы данные более чем о 3,5 млн. веществ и материалов, что характеризует значимость такого средства измерений, как стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов. В России действует Государственная служба стандартных образцов (ГССО) в составе НПО "ВНИИМ им. Д.И. Менделеева". Главная цель этой службы - обеспечение любой организации, нуждающейся в проведении контроля качества своей продукции с помощью стандартных образцов, образцами и изготовление новых образцов по заявкам заинтересованных юридических лиц.

Стандартные справочные данные внесены в банк данных о свойствах материалов и веществ, ведение которого поручено Го­сударственной службе стандартных справочных данных (ГСССД) о физических константах и свойствах материалов и ве­ществ. Для норм и правил, обеспечивающих применение этих данных, установлены следующие категории справочных данных:

• ССД — числовые значения физических констант или свойств материалов и веществ, полученные на основе ана­лиза всей известной совокупности результатов измерений (испытаний, расчетов), аттестованные и утвержденные

Госстандартом РФ. Официальным изданием ССД являют­ся «Таблицы стандартных справочных данных»;

• РСД — числовые значения физических констант или
свойств материалов и веществ, полученные на основе
оценки погрешности результатов их определения (измере­
ний, испытаний, расчетов), аттестованные и утвержденные
Научно-исследовательским центром по материалам и ве­
ществам (ВНИЦ MB) Госстандарта России.

Информационные данные — это фактографические сведения о материалах и веществах, не прошедших или не подлежащих ат­тестации в ГСССД, к ним относятся:

ü числовые значения физических констант или свойств, до­
стоверность (погрешность) которых не установлена;

ü данные о номенклатуре и технико-экономических показа­
телях материалов и веществ, содержащихся в информаци­
онных, регистрационных и нормативно-технических доку­
ментах, в том числе числовые данные о свойствах веществ,
если не указана их категория;

ü сведения библиографического и адресно-тематического
характера, полученные на основе оценки погрешности
результатов их определения (измерений, испытаний, рас­
четов).

 

ВОПРОСЫ

Урок 10. Лекция.

Тема: Основы теории и методики измерений.

Цель урока:

Краткое содержание лекции:

1. Эталоны и стандартные образцы

2. Основы теории и методики измерений

3. Точность методов и результатов измерений

4. ГМКиН- государственный метрологический надзор и контроль

План:

1. Эталоны и стандартные образцы

Эталон — это высокоточная мера, предназначенная для воспро­изведения и хранения единицы физической величины для пере­дачи ее размера другим средствам измерения. От эталона едини­ца физической величины передается разрядным эталонам, а от них к рабочим средствам измерения.

Государственный (национальный) эталон единицы величины — эталон единицы величины, признанный решением уполномо­ченного на то федерального органа в качестве исходного на тер­ритории своего государства.

Эталоны классифицируют на первичные, вторичные и ра­бочие.

Первичный эталон — это эталон, воспроизводящий единицу физической величины с наивысшей точностью.

Первичному эталону соподчинены вторичные и рабочие (разрядные) эталоны. Вторичные эталоны иногда называют «эта­лоны — копии».

Рабочие эталоны воспринимают размер единицы от вторич­ных эталонов и служат для передачи размера менее точному ра­бочему эталону (если существует эталон более низкого разряда) или рабочим средствам измерений, инструменту.

Стандартные образцы состава, свойств веществ и материалов внесены в российский государственный Реестр средств измере­ний, который содержит около 10 тыс. типов стандартных образ­цов (СО), используемых для метрологического обеспечения кон­троля — градуировки средств измерений.

Под стандартными образцами принято понимать образцы веществ или материалов, химический состав или физические свойства которых типичны для данной группы веществ (материалов), определены с необходимой точностью, отличаются высоким постоянством и удостоверены сертификатом. Стандартные образцы используются для градуировки, поверки и калибровки химического состава и различных свойств материалов (механических, теплофизических, оптических и др.). Стандартные образцы как мера с установленной погреш-ностью (классом точности) применяются непосредственно для контроля качества сырья и промышленной продукции путем сличения. По существу стандартные образцы служат для под-держания единства измерений, т:е. являются средствами измерений. В основе классификации стандартных образцов лежат: - разновидность характеристики, по которой проводится аттестация стандартного образца; - метод анализа (сличения) объектов контроля со стандартным образцом; - агрегатное состояние самого стандартного образца как материла (вещества); - метрологическое назначение. Согласно этой классификации стандартные образцы подразделяют по первому признаку на образцы свойств материалов (веществ) и образцы состава материалов (веществ); по второму признаку различают стандартные образцы для химического, рентгеновского, спектроскопического и других видов анализа; по третьему признаку - стандартные образцы в твердом, жидком и газообразном состоянии; по метрологическому назначению (четвертый признак) - стандартные образцы для градуировки, поверки, контроля качества вещества и т.д. Особо важное значение имеет категория стандартных образцов для установления чистоты веществ. Понятие особо чистых веществ связано с производством многих материалов современной техники, медицины и т.д. Стандартные образцы подвергаются специальным испытаниям, по результатам которых они получают свидетельства (сертификат) и вносятся в государственный реестр стандартных образцов, а он в свою очередь является составной частью (разделом) Государственного реестра средств измерений. В сертификате стандартного образца обязательно указывается срок годности, поскольку практически все вещества и материалы со временем изменяются вследствие воздействия факторов окружающей среды на их свойства. А от этого зависит достоверность результатов измерений. К настоящему времени опубликованы данные более чем о 3,5 млн. веществ и материалов, что характеризует значимость такого средства измерений, как стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов. В России действует Государственная служба стандартных образцов (ГССО) в составе НПО "ВНИИМ им. Д.И. Менделеева". Главная цель этой службы - обеспечение любой организации, нуждающейся в проведении контроля качества своей продукции с помощью стандартных образцов, образцами и изготовление новых образцов по заявкам заинтересованных юридических лиц.

Стандартные справочные данные внесены в банк данных о свойствах материалов и веществ, ведение которого поручено Го­сударственной службе стандартных справочных данных (ГСССД) о физических константах и свойствах материалов и ве­ществ. Для норм и правил, обеспечивающих применение этих данных, установлены следующие категории справочных данных:

• ССД — числовые значения физических констант или свойств материалов и веществ, полученные на основе ана­лиза всей известной совокупности результатов измерений (испытаний, расчетов), аттестованные и утвержденные

Госстандартом РФ. Официальным изданием ССД являют­ся «Таблицы стандартных справочных данных»;

• РСД — числовые значения физических констант или
свойств материалов и веществ, полученные на основе
оценки погрешности результатов их определения (измере­
ний, испытаний, расчетов), аттестованные и утвержденные
Научно-исследовательским центром по материалам и ве­
ществам (ВНИЦ MB) Госстандарта России.

Информационные данные — это фактографические сведения о материалах и веществах, не прошедших или не подлежащих ат­тестации в ГСССД, к ним относятся:

ü числовые значения физических констант или свойств, до­
стоверность (погрешность) которых не установлена;

ü данные о номенклатуре и технико-экономических показа­
телях материалов и веществ, содержащихся в информаци­
онных, регистрационных и нормативно-технических доку­
ментах, в том числе числовые данные о свойствах веществ,
если не указана их категория;

ü сведения библиографического и адресно-тематического
характера, полученные на основе оценки погрешности
результатов их определения (измерений, испытаний, рас­
четов).

 

Основы теории и методики измерений.

ü Методика выполнения измерений (МВИ) – совокупность операций и правил, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с известной точностью. Методики разрабатывают и используют для выполнения измерений с погрешностью, характеристики которой не хуже гарантированной в научно-технической документации на МВИ.

Повышение результатов измерений с известной погрешностью или с погрешностью, не превышающей допустимых пределов, является одним из важнейших условий обеспечения единства измерений. С этой целью разрабатываются методики выполнения измерений (МВИ).
Из определения следует, что под МВИ понимают технологический процесс измерения, поэтому не следует смешивать МВИ и документ на МВИ.
Не все МВИ могут быть описаны или регламентированы документом на МВИ. Например, такие простейшие измерения, как измерения давления с помощью показывающих манометров, электрических величин щитовыми приборами, линейно-угловые измерения, измерения массы и многих других величин с помощью простых средств измерений, не требуют документированных МВИ. Необходимость документации МВИ устанавливает разработчик конструкторской, технологической или проектной документации. Или же разработку документа на МВИ может потребовать заказчик.

При проведении метрологической экспертизы особое внимание уделяют выбору методик выполнения измерений, которые должны обеспечивать контролепригодность с учетом требований к точности параметров и их инструментальной доступности на объекте. При возможности использования конкурирующих МВИ следует выбирать не ту методику, которая обладает самой высокой точностью, а такую, которая требовала бы наименьших затрат с учетом имеющихся материальных ресурсов, либо позволяла минимизировать затраты на проектирование процессов измерений при необходимости приобретения и/или разработки новых средств измерений.

Методики выполнения измерений разрабатываются в соответствии с межгосударственным ГОСТ 8.010-2013 «Методики выполнения измерений».

Основные понятия стандарта:

ü методика выполнения измерений: Установленная логическая последовательность операций и правил при измерении, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений в соответствии с принятым методом измерений.

ü аттестация методик выполнения измерений: Исследование и подтверждение соответствия методик выполнения измерений установленным метрологическим требованиям к измерениям.

 

ü метрологическая экспертиза методик выполнения измерений: Анализ и оценивание правильности выбора методов и средств измерений, показателей точности, операций и правил проведения измерений, а также обработки их результатов в целях установления соответствия методики выполнения измерений, предъявляемым к ней метрологическим требованиям.

 

ü показатель точности измерений: Установленная характеристика точности любого результата измерений, полученного при соблюдении требований и правил данной методики выполнения измерений.