Закон суммирования погрешностей

 

При измерениях может быть несколько источников как систематических, так и случайных погрешностей. Поэтому практически важным является вопрос о правилах нахождения суммарной погрешности измерения по известным значениям погрешностей составляющих ее частей. При суммировании составляющих неисключенной систематической погрешности их конкретные реализации можно рассматривать как реализации случайной величины. Если известны границы qi составляющих неисключенной систематической погрешности, а распределение этих составляющих в пределах границ равномерно, то граница неисключенной систематической погрешности результата измерения вычисляется по формуле

m

q = k Ö S qi2,

i = 1

где k - коэффициент, определяемый принятой доверительной вероятностью. При доверительной вероятности 0,95 он принимается равным 1,1 (ГОСТ 8.207-76).

При суммировании случайных погрешностей необходимо учитывать их корреляционные связи. Суммарная средняя квадратическая погрешность при двух составляющих может быть вычислена по формуле

σS = Öσ21 + σ22 + 2 r σ1 σ2,

где σ1 и σ2 - средние квадратические погрешности отдельных составляющих;

r - коэффициент корреляции.

Поскольку на практике трудно получить удовлетворительную оценку коэффициента r, приходится ограничиваться крайним случаями, т. е. считать, что либо r = 0, либо r = ± 1. Тогда приведенная выше формула примет вид

σS = Öσ21 + σ22, если r = 0

или

σS = | σ1 ± σ2 |, если r = ± 1.

Таким образом, при отсутствии корреляционной связи средние квадратические погрешности складываются геометрически, а в случае жесткой корреляционной зависимости - алгебраически. Этот вывод справедлив и для случая нескольких источников погрешностей.

Правила нахождения границы погрешности результата измерения при одновременном наличии как неисключенных систематических, так и случайных погрешностей также регламентируются ГОСТ 8.207-76 и заключаются в следующем. Если q / σS 0,8, то неисключенными систематическими погрешностями по сравнению со случайными пренебрегают и принимают, что граница погрешности результата

DS = D = | t (n) |Рд σS,

где | t (n) |Рд - коэффициент Стьюдента, определяемый по таблицам. Если q / σS 8, то, наоборот, пренебрегают случайной погрешностью по сравнению с систематической и считают, что граница погрешности результата DS = q.

В случае, если эти неравенства не выполняются, следует найти композицию распределения случайных и не исключенных систематических погрешностей, рассматриваемых как случайные величины, вычислить значение среднего квадратического отклонения и затем границы суммарной погрешности результата измерения при помощи приведенных в ГОСТ 8.207-76 эмпирических формул.

 

ПРАВОВЫЕ ОСНОВЫ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

 

 

В 1993 г. принят Закон РФ “Об обеспечении единства измерений”. До того по существу не было законодательных норм в области метрологии. Правовые нормы устанавливались постановлениями Правительства. По сравнению с положениями этих постановлений Закон установил немало нововведений - от терминологии до лицензирования метрологической деятельности в стране. Установлено четкое разделение функций государственного метрологического контроля и государственного метрологического надзора; пересмотрены правила калибровки, введена добровольная сертификация средств измерений и др.

Реорганизация государственных метрологических служб, необходимость которой диктовалась переходом страны к рыночной экономике, фактически привела к значительной степени разрушения централизованной системы управления метрологической деятельностью и ведомственных служб.

Появление различных форм собственности послужило причиной возникновения противоречий между обязательностью государственных испытаний средств измерений, их поверки, государственным надзором и возросшей степенью свободы субьектов хозяйственной деятельности. К этому добавились и другие проблемы, связанные с необходимостью для России интеграции в мировую экономику, вступления в ГАТТ\ВТО и т.д. Таким образом, проблема пересмотра правовых, организационных, экономических основ метрологии стала весьма актуальной.

Метрология относится к такой сфере деятельности, в которой основные положения обязательно должны быть закреплены именно законом, принимаемым высшим законодательным органом страны.

В самом деле, юридические нормы, непосредственно направленные на защиту прав и интересов потребителей, в правовом государстве регулируются стабильными законодательными актами. В этой

связи положения по метрологии, действовавшие до введения Закона “Об обеспечении единства измерений”, применяются лишь в части, не противоречащей ему.

 Рассмотрим основные положения Закона “Об обеспечении единства измерений”

Цели Закона состоят в следующем:

- защита прав и законных интересов граждан, установленного правопорядка и экономики РФ от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений;

- содействие научно-техническому и экономическому прогрессу на основе применения государственных эталонов единиц величин и использования результатов измерений гарантированной точности, выраженных в допускаемых к применению в стране единицах;

- создание благоприятных условий для развития международных и межфирменных связей;

- регулирование отношений государственных органов управления РФ с юридическими и физическими лицами по вопросу изготовления, выпуска, эксплуатации, ремонта, продажи и импорта средств измерений;

- адаптация российской системы измерений к мировой практике.

Особенность Закона в отличие от зарубежных законодательных положений по метрологии заключается в том, что несмотря на основные сферы его приложения - торговля, здравоохранение, защита окружающей Среды, внешнеэкономическая деятельность - он распространяется на некоторые области производства в части калибровки средств измерений метрологическими службами юридических лиц с использованием эталонов, соподчиненных государственным эталонам единиц величин. Закон предоставляет право аккредитованным метрологическим службам юридических лиц выдавать сертификаты о калибровке от имени органов и организаций, которые их аккредитовали.

За рубежом в компетенцию федеральных органов власти входит только установление основ законодательства об обеспечении единства измерений. В отличие от практики зарубежных государств с федеративным устройством в РФ отношения, связанные с обеспечением единства измерений, регулируются лишь федеральными законодательными актами. Исключением из этого правового положения является предоставление субьектам федерации в России возможности принимать нормативные акты по некоторым вопросам государственного метрологического контроля и надзора.

Закон “Об обеспечении единства измерений” устанавливает и законодательно закрепляет основные понятия, принимаемые для целей Закона: единство измерений, средство измерений, эталон единицы величины, государственный эталон единицы величины, нормативные документы по обеспечению единства измерений, метрологическая служба, метрологический контроль и надзор, поверка и калибровка средств измерений, сертификат об утверждении типа средств измерений, аккредитация на право поверки средств измерений, сертификат о калибровке. В основу определений положена официальная терминология Международной организации законодательной метрологии (МОЗМ). Основные статьи Закона устанавливают:

-организационную структуру государственного управления обеспечением единства измерений;

- нормативные документы по обеспечению единства измерений;

- единицы величин и государственные эталоны единиц величин;

- средства и методики измерений.

 Закон определяет Государственную метрологическую службу и другие службы обеспечения единства измерений, метрологические службы государственных органов управления и юридических лиц, а также виды и сферы распределения государственного метрологического контроля и надзора. Остальные статьи Закона содержат положения по калибровке и сертификации средств измерений и устанавливают виды ответственности за нарушение закона. Закон определяет состав и компетенцию Государственной метрологической службы, подчеркивает межотраслевой и подведомственный характер ее деятельности (например, утверждение общероссийских нормативных документов). Межотраслевой характер деятельности закрепляет правовое положение Государственной метрологической службы, аналогичное другим межотраслевым и контрольно-надзорным органам государственного управления (Госатомнадзор, Госэнергонадзор, Госсанэпиднадзор и др.)

Характерной чертой правового положения Государственной метрологической службы является подчиненность по вертикали одному ведомству - Госстандарту России, в рамках которого она существует обособленно и автономно.

Становление рыночных отношений наложило отпечаток на статью Закона, которая определяет основы деятельности метрологических служб государственных органов управления и юридических лиц. Как отмечалось выше, в зарубежной практике вопросы деятельности структурных подразделений метрологических служб на предприятиях (“промышленная метрология”) выведены за рамки законодательной метрологии, а их деятельность стимулируется чисто экономическими методами. В России на сегодняшний день признана целесообразность сохранения законодательных положений, касающихся промышленной метрологии.

Специалисты отмечают также, что со временем утратит актуальность положение Закона о метрологических службах в государственных органах управления, поскольку уже сейчас заметны ослабление отраслевых органов управления и рост числа независимых юридических лиц.

Современный этап развития экономики в России вызывает трудности в реализации некоторых положений Закона (например, касающихся поверки и аккредитации соответствующих служб на право поверки, а также установления типа средств измерений), в связи с чем требуется дальнейшее совершенствование, актуализация, конкретизация законодательных положений. Но вместе с тем по крайней мере три причины требовали законодательного закрепления Российской системы измерений:

- использование неверных приборов или методик выполнения измерений ведет к нарушению технологических процессов, потерям энергетических ресурсов, аварийным ситуациям, браку и др.;

- значительные затраты на получение достоверных результатов измерений.

В странах с развитой экономикой на измерения расходуется почти 6% ВНП;

- децентрализация управления экономикой вызывает необходимость структурных измерений в метрологии.

Закон служит базой для создания в России новой системы измерений, которая может взаимодействовать с национальными системами измерений зарубежных стран. Это прежде всего необходимо для взаимного признания результатов испытаний и сертификации, а также для использования мирового опыта и тенденций в современной метрологии. Некоторые из них учтены в Законе. Так, заменены устаревшие понятия и термины, трансформирована система поверки средств измерений: вместо государственной и ведомственной поверки, а также аккредитованными службами юридических лиц введена единая поверка средств измерений.

Требования к аккредитованным метрологическим службам и порядок их аккредитации в максимальной степени приближены к новым условиям и одновременно - к обеспечению в этих условиях единства измерений.

В тех сферах, которые не контролируются государственными органами, создается Российская система калибровки, также направленная на обеспечение единства измерений.

Особо следует отметить введение института лицензирования метрологической деятельности, что связывается с защитой прав потребителей. Положение о лицензировании охватывает сферы, подлежащие государственному метрологическому контролю и надзору. Право выдачи лицензии предоставлено исключительно органам Государственной метрологической службы.

В области государственного метрологического надзора введены новые виды надзора: надзор за количеством товаров, отчуждаемых при торговых операциях, а также за количеством товаров в упаковках любого вида при их расфасовке и продаже, что практикуется и в зарубежных странах. Основные цели внедрения этого нового для нашей страны надзора направлены на гарантированное соответствие применяемых в торговле средств измерений предъявляемым к ним требованиям, а в таких условиях нарушение метрологических норм может быть следствием лишь некомпетентности либо злоупотреблений персонала.

Нововведением является также расширение сферы распространения государственного метрологического надзора на банковские, почтовые, налоговые, таможенные операции, а также на обязательную сертификацию продукции и услуг.

Закон вводит добровольную Систему сертификации средств измерений на соответствие метрологическим нормам и правилам, а также требованиям Российской системы калибровки средств измерений. Стимулом к этому послужили не только проблемы сохранения единства измерений в сферах, не подлежащих государственному метрологическому контролю, но и необходимость повышения качества и эффективности деятельности по созданию парка измерительных средств и защита интересов пользователей средств измерений.

Испытательная база сертификации в данной сфере практически существует, так как в России имеется как разветвленная сеть испытательных подразделений на базе организаций Госстандарта РФ, так и богатый опыт по проведению испытаний измерительной техники. Система добровольной сертификации средств измерений зарегистрирована Госстандартом в Государственном реестре. Все нормативные документы, используемые в системе, гармонизованы с международными правилами и нормами.

Наконец, Закон “Об обеспечении единства измерений” укрепляет правовую базу для международного сотрудничества в области метрологии, принципами которого являются:

- поддержка приоритетов международных договорных обязательств;

- содействие процессам присоединения России к ГАТТ\ВТО;

- сохранение авторитета российской метрологической школы в международных организациях;

- создание условий для взаимного признания результатов испытаний, поверок и калибровок в целях устранения технических барьеров в двусторонних и многосторонних внешнеэкономических отношениях.

Во исполнение принятого Закона Правительство РФ в 1994 г. утвердило ряд документов: “Положение о государственных научно-метрологических центрах”, “Порядок утверждения положений о метрологических службах федеральных органов исполнительной власти и юридических лиц”, “Порядок аккредитации метрологических служб юридических лиц на право поверки средств измерений”, “Положение о метрологическом обеспечении обороны в Российской Федерации”.

Эти документы вместе с указанным Законом являются основными правовыми актами по метрологии в России. Но следует иметь в виду, что метрологические службы федеральных органов управления не относятся к Государственной метрологической службе, так как их деятельность ограничивается одной отраслью (одним ведомством), а сами органы являются объектами государственного метрологического контроля и надзора

 

 

ТЕХНИЧЕСКИЙ КОДЕКС УСТАНОВИВШЕЙСЯ ПРАКТИКИ

 ТКП 8.003-2011 (03220)

Система обеспечения единства измерений Республики Беларусь

ПОВЕРКА СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

 Правила проведения работ

 Сiстэма забеспячэння адзiнства вымярэнняў Рэспублiкi Беларусь ПАВЕРКА СРОДКАЎ ВЫМЯРЭННЯЎ

Правiлы правядзення работ Издание официальное

 

 

ТКП 8.003-2011 III Содержание 1 Область применения..............................................................................................................................1 2 Нормативные ссылки.............................................................................................................................1 3 Термины и определения........................................................................................................................1 4 Общие положения..................................................................................................................................2 5 Представление средств измерений на поверку................................................................................. 3 6 Методика поверки..................................................................................................................................3 7 Требования к лаборатории и персоналу, осуществляющим поверку.............................................. 4 8 Оформление результатов поверки...................................................................................................... 4 Приложение А (обязательное) Построение и содержание методики поверки средств измерений..........................................................................................................5 Приложение Б (рекомендуемое) Порядок разработки, согласования и утверждения графиков периодической поверки средств измерений................................................8 Приложение В (рекомендуемое) Требования к рабочим местам поверителей................................11 Приложение Г (обязательное) Форма свидетельства о государственной поверке средства измерений..................................................................................................... 15 Приложение Д (рекомендуемое) Форма заключения о непригодности средства измерений.........17 Приложение Е (рекомендуемое) Порядок разработки, изготовления и хранения поверительных клейм....................................................................................................18 Библиография.........................................................................................................................................21

 

Библиография

[1] Закон Республики Беларусь «Об обеспечении единства измерений» от 20.07.2006 № 163-З

[2] Инструкция о порядке применения знака поверки средств измерений и его формах Утверждена постановлением Госстандарта от 07.03.2007 № 14 (в редакции постановления Госстандарта от 28.05.2008 № 29) [3] Инструкция о порядке осуществления метрологического контроля Утверждена постановлением Госстандарта от 10 марта 2010 г. № 7

 

 

НАЦИОНАЛЬНОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ СТРОИТЕЛЕЙ

Стандарт организации

Система измерений в строительстве

ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ И КОНТРОЛЬ ИХ ТОЧНОСТИ СТО НОСТРОЙ 37 - 2013 Окончательная редакция Фонд «Технического нормирования строительства» Москва 2013 Проект СТО НОСТРОЙ 37 - 2013 II Предисловие 1 РАЗРАБОТАН Фондом «Технического нормирования строительства» 2 ПРЕДСТАВЛЕН НА УТВЕРЖДЕНИЕ Комитетом по промышленному строительству Национального объединения строителей, протокол от 12 декабря 2012 года № 20 3 УТВЕРЖДЁН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Решением Совета Национального объединения строителей от_______________ № ___ 4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ © Национальное объединение строителей, 2013 Распространение настоящего стандарта осуществляется в соответствии с действующим законодательством и с соблюдением правил, установленных Национальным объединением строителей Проект СТО НОСТРОЙ 37 - 2013 III Содержание Введение …………………………………………………………………...... III 1 Область применения………………………………………………………... 1 2 Нормативные ссылки……………………………………………………….. 2 3 Термины и определения ….…………..……………………………………. 5 4 Принятые сокращения и обозначения…………………………………….. 10 5 Геометрические параметры зданий и сооружений. Виды измерений…… 15 5.1 Характеристики точности геометрических параметров строящихся зданий и сооружений………………………………………………… 15 5.2 Измерения по контролю точности геометрических параметров при выполнении видов строительных работ на этапах строительства… 19 5.3 Схемы геометрических параметров их отклонений подлежащих контролю на основе измерений при строительстве зданий и сооружений………………………………………………………………….. 26 6 Обеспечение точности измерений геометрических параметров зданий и сооружений………………………………………………………………….. 33 6.1 Требования по организации обеспечения точности измерений….. 33 6.2 Требования выбору средств, методик измерений, применяемых для измерения геометрических параметров…

 38 6.3 Условия измерения геометрических параметров зданий и сооружений……………………………………………………………………

39 6.4 Требования к организация процесса измерения и применение характеристик качества измерений при контроле точности геометрического параметра при строящихся зданий и сооружений………. 41 7 Правила выполнения измерений………………………………………….... 44 7.1 Требования к выбору схем и методов измерения………………….. 44 7.2 Схемы и методы измерения линейных величин геометрических 45 Проект СТО НОСТРОЙ 37 - 2013 IV параметров зданий и сооружений…………………………………… 7.3 Схемы и методы измерения угловых величин геометрических па- раметров зданий и сооружений………………………………………. 52 7.4 Схемы и методы измерения линейных и угловых величин геометрических параметров зданий и сооружений………………………… 55 7.5 Схемы и методы измерения линейных величин превышений между точками, отклонений точек конструкций зданий и сооружений…. 56 7.6 Схемы и методы измерения линейных величины отклонения от вертикальности конструкций, зданий и сооружений………………. 58 7.7 Схемы и методы измерения величины отклонений от заданного уклона, отклонений от прямолинейности, отклонений в вертикаль- ном сечении, отклонений от плоскостности поверхностей, отклонений от формы заданного профиля, поверхности и конструкций, технологического оборудования, линейных зданий и сооружении... 61 7.8 Схемы и методы измерения линейных и угловых размеров, откло- нений в плане и высоте профиля, формы и взаимного положения поверхностей деталей, изделий, конструкций и технологической оснастки, изготавливаемых при производстве СМР непосредст- венно на монтажном горизонте, строительных площадках зданий и сооружений…………………………………………………………….. 65 7.9 Требования к местам, контрольным точкам, сечениям используе- мым при измерении длины, ширины, толщины, диаметра, угловым размерам, а также их отклонениям………………………………….. 76 8 Геодезический контроль точности геометрических параметров зданий и сооружений……………..………………………………………………….... 77 8.1 Организация геодезического контроля……………………………… 77 8.2 Требования к точности измерений методам контроля выполняемых при геодезическом контроле геометрических параметров зданий… 79 8.3 Содержание и проведение геодезического контроля геометриче- Проект СТО НОСТРОЙ 37 - 2013 V ских параметров зданий и сооружений ……………………………. 80 9 Регистрация, обработка и формы представления результатов измерений 82 9.1 Обработка результатов многократных измерений…………………. 82 9.2 Формы представления результата измерения……………………… 83 10 Оценка соответствия точности измерений…………….………………… 86 11 Использование характеристик точности измерений при оценке соответ- ствия геометрических параметров зданий и сооружений требованиям проектной документации…………………………………………………… 88 Приложение А (рекомендуемое) Методика измерения условных горизон- тальных координат контрольных точек разбивочных осей и их отклонений от проектных требований на исходном и монтажных горизонтах электронным тахеометром с пунк- тов внешней и внутренней разбивочных сетей при возве- дении зданий и сооружений………….……………………. 90 Приложение Б (рекомендуемое) Методика измерения горизонтальных и вертикальных условных координат контрольных точек разбивочных вертикальных осей теодолитом и нивелиром при возведении зданий и сооружений………..…………… 107 Приложение В (рекомендуемое) Методика измерения теодолитом откло- нений от вертикали строительных конструкций и элемен- тов зданий и сооружений ………………………………….. 123 Приложение Г (рекомендуемое) Характеристики точности геометриче- ских параметров зданий и сооружений……………………. 133 Приложение Д (рекомендуемое) Определение точности измерений при многократных прямых измерениях………………………… 137 Приложение Е (рекомендуемое) Определение характеристик качества из- мерений в полевых условиях для нивелира………………… 144 Приложение Ж (рекомендуемое) Введение поправок относительно усло- вий измерения…………………………………..…………… 158 Приложение И (справочное) Примерные схемы построения внешней раз- Проект СТО НОСТРОЙ 37 - 2013 VI бивочной сети здания, сооружения………………………… 162 Приложение К (рекомендуемое) Форма технического задания на разра- ботку проекта производства геодезических работ………… 163 Приложение Л (справочное) Значения предельных погрешностей по- строения межосевых размеров большепролётных про- мышленных сооружений…………………………………….. 166 Приложение М (рекомендуемое) Порядок назначения методов контроля геометрических параметров зданий и сооружений……….. 168 Приложение Н (рекомендуемое) Общие правила составления разделов ППР и ППГР по геодезическому контролю точности гео- метрических параметров…………………………………… 174 Приложение П (рекомендуемое) Общие правила проведения геодезиче- ской исполнительной съёмки строящегося здания или со- оружения и регистрации её результатов…………………… 181 Библиография……….……………………………………………………………. 199