Погрешности адекватности и градуировки.

Погрешность градуировки средства измерений - погрешность действительного значения величины, приписанного той или иной отметке шкалы средства измерений в результате градуировки.

Погрешностью адекватности модели называют погрешность при выборе функциональной зависимости. Характерным примером может служить построение линейной зависимости по данным, которые лучше описываются степенным рядом с малыми нелинейными членами.
Погрешность адекватности относится к измерениям для проверки модели. Если зависимость параметра состояния от уровней входного фактора задана при моделировании объекта достаточно точно, то погрешность адекватности оказывается минимальной. Эта погрешность может зависеть от динамического диапазона измерений, например, если однофакторная зависимость задана при моделировании параболой, то в небольшом диапазоне она будет мало отличаться от экспоненциальной зависимости. Если диапазон измерений увеличить, то погрешность адекватности сильно возрастет.

Абсолютная, относительная и приведенная погрешности. Абсолютная погрешность - алгебраическая разность между номинальным и действительным значениями измеряемой величины. Абсолютная погрешность измеряется в тех же единицах измерения, что и сама величина, в расчетах её принято обозначать греческой буквой - ∆. На рисунке ниже ∆X и ∆Y - абсолютные погрешности.

 

Относительная погрешность — отношение абсолютной погрешности к тому значению, которое принимается за истинное. Относительная погрешность является безразмерной величиной, либо измеряется в процентах, в расчетах обозначается буквой - δ.

Приведённая погрешность — погрешность, выраженная отношением абсолютной погрешности средства измерений к условно принятому значению величины, постоянному во всем диапазоне измерений или в части диапазона. Вычисляется по формуле

Аддитивные и мультипликативные погрешности. Аддитивной погрешностью называется погрешность, постоянная в каждой точке шкалы. Мультипликативной погрешностью называется погрешность, линейно возрастающая или убывающая с ростом измеряемой величины.

9. Эталон единицы физической величины средство измерений (или комплекс средств измерений), предназначенное для воспроизведения и (или) хранения единицы и передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений и утвержденное в качестве эталона в установленном порядке.
Примечания:Конструкция эталона, его свойства и способ воспроизведения единицы определяются природой данной физической величины и уровнем развития измерительной техники в данной области измерений.Эталон должен обладать, по крайней мере, тремя тесно связанными друг с другом существенными признаками (по М.Ф. Маликову) - неизменностью, воспроизводимостью и сличаемостью. Первичный эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы с наивысшей в стране (по сравнению с другими эталонами той же единицы) точностью.
Примечание. Метрологические свойства первичных эталонов единиц величин устанавливают независимо от других эталонов единиц этих же величин. Первичный специальный эталон – первичный эталон, воспроизводящий единицу в специфических условиях (высокие и сверхвысокие частоты, малые и большие энергии, давления, температуры, особые состояния вещества и т.п.). Вторичный эталон, получающий размер единицы непосредственно от первичного эталона данной единицы.
Примечание. К вторичным эталонам относят эталоны-копии, рабочие эталоны и эталоны сравнения. Эталон сравнения вторичный эталон, применяемый для сличений эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличены друг с другом. Исходный эталон, обладающий наивысшими метрологическими свойствами из имеющихся в данном виде измерений (в стране или группе стран, в регионе, министерстве (ведомстве), организации, предприятии или лаборатории), от которого получают размер единицы подчиненные ему средства измерений. Эталон-копия – вторичный эталон, предназначенный для передачи размера единицы рабочим эталонам и заменяющий в обоснованных случаях первичный эталон.
Рабочий эталон (англ. working standard) – вторичный эталон, предназначенный для передачи размера единицы образцовым и наиболее точным рабочим средствам измерений. Государственный первичный эталон – первичный эталон, признанный решением уполномоченного на то государственного органа в качестве исходного на территории государства.
Пример. Государственные эталоны метра, килограмма, секунды, ампера, кельвина, канделы, ньютона, паскаля, вольта, беккереля. Национальный эталон (англ. national standard) – эталон, признанный официальным решением служить в качестве исходного для страны. Международный эталон принятый по международному соглашению в качестве международной основы для согласования с ним размеров единиц, воспроизводимых и хранимых национальными эталонами.
Пример. Международный прототип килограмма, хранимый в МБМВ, утвержден 1-й Генеральной конференцией по мерам и весам (ГКМВ). Одиночный эталон – эталон, в составе которого имеется одно средство измерений (мера, измерительный прибор, эталонная установка) для воспроизведения и (или) хранения единицы. Групповой эталон (англ. collective standard) – эталон, в состав которого входит совокупность средств измерений одного типа, номинального значения или диапазона измерений, применяемых совместно для повышения точности воспроизведения единицы или ее хранения. Эталонный набор состоящий из совокупности средств измерений, позволяющих воспроизводить и (или) хранить единицу в диапазоне, представляющем объединение диапазонов указанных средств. Транспортируемый эталон (иногда специальной конструкции), предназначенный для его транспортирования к местам поверки (калибровки) средств измерений или сличений эталонов данной единицы. Хранение эталона – совокупность операций, необходимых для поддержания метрологических характеристик эталона в установленных пределах. Эталонная база страны – совокупность государственных первичных и вторичных эталонов, являющаяся основой обеспечения единства измерений в стране.
Эталонная установка – измерительная установка, входящая в состав эталона.

Поверка и калибровка представляют собой совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения соответствия СИ документально установленным техническим требованиям. Суть поверки средств измерений заключается в нахождении погрешности СИ и установлении его пригодности к применению. По содержанию поверка СИ— это совокупность операций, выполняемых органами государственной метрологической службы или другими уполномоченными организациями с целью определения и подтверждения соответствия СИ установленным техническим требованиям. Процедура поверки регламентируется нормативными документами.Поверка носит обязательный характер и проводится в отношении СИ, которые применяются в установленных Законом РФ «Об обеспечении единства измерений» сферах: здравоохранение, охрана окружающей среды, обеспечение обороны государства и др. Калибровка средств измерений — комплекс операций, осуществляемых с целью определения и подтверждения действительных значений характеристик и (или) пригодности к применению СИ, не подлежащих государственному метрологическому контролю и надзору.Калибровка может осуществляться метрологической службой юридического лица или любой другой аккредитованной на право проведения калибровочных работ организацией СИ, прошедшие калибровку, удостоверяются калибровочным знаком или соответствующим сертификатом. Поверочная схема — это утвержденный документ, устанавливающий средства, методы и точность передачи размеров единиц от государственного эталона рабочим средствам измерений.Различают государственные и локальные поверочные схемы. Государственные поверочные схемы определяются государственными стандартами и распрстраняются на все СИ данного вида; Локальные поверочные схемы предназначены для метрологических органов министерств и метрологических служб юридических лиц и должны соответствовать требованиям соподчиненности, определяемой государственной поверочной схемой.Передача информации о размере единиц осуществляется методами непосредственного сличения, а также сличения с помощью компаратора. Непосредственное сличение применяют, как правило, для менее точных мер, например штриховых мер длины — линеек, рулеток, а также для мер вместимости — компарирующие устройства.

10. Под метрологическим обеспечением понимается установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм. необходимых для достижения единства и требуемой точности измерений.

-научной основой метрологического обеспечения является метрология- наука об измерениях;

-организационной основой является метрологическая служба России;

-техническими средствами являются: система средств измерений, эталонов, система передачи размеров единиц от эталона рабочим средствам измерений, система стандартных образцов, система стандартных справочных данных;

-правила и нормы по обеспечению единства измерений установлены в Законе РФ "Об обеспечении единства измерений" и в нормативных документах Государственной системы обеспечения единства измерений (ГСИ).

11. Метрологическая экспертиза конструкторской и технологической документаций – это анализ и оценка технических решений по выбору параметров, подлежащих измерению, установлению норм точности измерений и обеспечению методами и средствами измерений процессов разработки, изготовления, испытания и применения продукции.

Целью метрологической экспертизы конструкторской и технологической документаций является обеспечение эффективности контрольно-измерительных операции на стадиях разработки, изготовления, испытания и применения продукции.

Метрологическую экспертизу эффективно проводить на самых ранних стадиях разработки документов, начиная с заявок и технического задания. Ее проведение на следующих этапах разработки продукции ведет к материальным потерям. Своевременно проведенные исследование и анализ технических решений в области метрологического обеспечения разрабатываемой продукции дают возможность выбрать оптимальный вариант решения, вовремя оформить заказы на разработку методов и средств измерений.

Проведение метрологической экспертизы направлено:

− на внедрение в производство наиболее современных методов и средств контроля, обеспечивающих заданную точность, снижение трудоемкости и себестоимости контрольно-измерительных операций;
− на соответствие применяемых во всех подразделениях предприятия методов и средств измерений требованиям обеспечения оптимальных режимов технологическихпроцессов и контроля качества продукции.

Метрологическая экспертиза конструкторской и технологической документации осуществляется в соответствии с положениями стандартов Государственной системы обеспечения единства измерений (ГСИ), Единой системы конструкторской документации (ЕСКД), Единой системы технологической документации (ЕСТД), Единой системы технологической подготовки производства (ЕСТПП) и других стандартов, устанавливающих метрологические правила, нормы и положения.

К основным задачам метрологической экспертизы относятся:

− определение оптимальности номенклатуры измеряемых параметров при контроле с целью обеспечения эффективности и достоверности контроля качества и взаимозаменяемости;
− оценка обеспеченности конструкции изделия возможностями контроля необходимых параметров в процессе изготовления, испытания, эксплуатации и ремонта изделий;
− установление соответствия показателей точности измерений требованиям эффективности и достоверности контроля и взаимозаменяемости;
− установление соответствия показателей точности измерений требованиям оптимальных режимов технологических процессов;
− установление полноты и правильности требований к средствам измерений и методикам выполнения измерений;
− оценка правильности выбора средств измерений (в том числе нестандартизованных) и методик выполнения измерений;
− выявление возможности применения унифицированных автоматизированных средств измерений, обеспечивающих получение заданной точности измерений и необходимой производительности;
− оценка обеспечения применяемыми средствами измерений минимальных трудоемкости и себестоимости контрольных операций при заданной точности измерений;
− установление преимущественного применения стандартизованных методик выполнения измерений;
− оценка соответствия производительности средств измерений производительности технологического оборудования;
− определение целесообразности обработки на ЭВМ результатов измерений, наличие стандартных и специальных программ обработки и соответствие их требованиям, предъявляемым к обработке результатов измерений, а также формам представления результатов измерений, контроля и испытаний;
− установление правильности наименований и обозначений физических величин и их единиц;
− установление правильности указаний по организации и проведению измерений для обеспечения безопасности труда.

Метрологической экспертизе могут быть подвергнуты: чертежи деталей, сборочный, габаритный и монтажный чертежи, пояснительная записка, технические условия, программа и методика испытаний, расчет, эксплуатационные и ремонтные документы, спецификация, маршрутная и операционная карты, карта эскизов, технологические инструкции, карты технологического процесса, типового технологического процесса, типовой операции, технологический регламент.

Экспертизе подвергают также и другие документы: методику выполнения измерений, научно-технические отчеты, извещения о изменениях документов, в которых установлена норма точности измерений или содержатся сведения о методах или средствах измерений, карты технического уровня и качества продукции и т. д.

Виды конструкторских и технологических документов, подлежащих экспертизе, зависят от вида изделия и определяются разработчиками документов

12. Класс точности средств измерений - обобщенная характеристика средств измерений, определяемая пределами допускаемых основной и дополнительной погрешностей, а также другими свойствами средств измерений, влияющими на их точность, значения которых устанавливаются в стандартах на отдельные виды средств измерений. Классы точности присваиваются средствам измерений при их разработке с учетом результатов государственных приемочных испытаний.
Класс точности хотя и характеризует совокупность метрологических свойств данного средства измерений, однако не определяет однозначно точность измерений, так как последняя зависит от метода измерений и условий их выполнения.

Средствам измерений с двумя или более диапазонами измерений одной и той же физической величены допускается присваивать два или более класса точности. Средствам измерений, предназначенным для измерений двух или более физических величин, допускается присваивать различные классы точности для каждой измеряемой величины. С целью ограничения номенклатуры средтсв измерений по точности для СИ конкретного вида устанавливают ограниченное число классов точности, определяемое технико-экономическими обоснованиями.

Классы точности цифровых измерительных приборов со встроенными вычислительными устройствами для дополнительной обработки результатов измерений устанавливают без учета режима обработки.