В зависимости от характеристик измеряемой величины для определения погрешности измерений используют различные методы

2. В зависимости от характеристик измеряемой величины для определения погрешности измерений используют различные методы.

Метод Корнфельда, заключается в выборе доверительного интервала в пределах от минимального до максимального результата измерений, и погрешность как половина разности между максимальным и минимальным результатом измерения:

.

 

Доверительный интервал в математической статистике — это интервал, построенный с помощью случайной выборки из распределения с неизвестным параметром, такой, что он накрывает данный параметр с заданной вероятностью.

Средняя квадратическая погрешность:

 

Среднеквадратическое отклонение или стандартное отклонение — в теории вероятностей и статистике наиболее распространенный показатель рассеивания значений случайной величины относительно её математического ожидания. Измеряется в единицах измерения самой случайной величины. Равно корню квадратному из дисперсии случайной величины.

3. Погрешности классифицируют

А. по форме представления:

1) абсолютная погрешность — ΔX является оценкой абсолютной ошибки измерения. Величина этой погрешности зависит от способа её вычисления, который, в свою очередь, определяется распределением случайной величины;

2) относительная погрешность — погрешность измерения, выраженная отношением абсолютной погрешности измерения к действительному или измеренному значению измеряемой величины (относительная погрешность является безразмерной величиной, либо измеряется в процентах):

;

3) приведённая погрешность — погрешность, выраженная отношением абсолютной погрешности средства измерений к условно принятому значению величины, постоянному во всем диапазоне измерений или в части диапазона;

Б. по причине возникновения:

1) инструментальные (приборные) погрешности — погрешности, которые определяются погрешностями применяемых средств измерений и вызываются несовершенством принципа действия, неточностью градуировки шкалы, ненаглядностью прибора;

2) методические погрешности — погрешности, обусловленные несовершенством метода, а также упрощениями, положенными в основу методики;

3) субъективные / операторные / личные погрешности — погрешности, обусловленные степенью внимательности, сосредоточенности, подготовленности и другими качествами оператора;

В технике применяют приборы для измерения лишь с определённой заранее заданной точностью — основной погрешностью, допускаемой нормали в нормальных условиях эксплуатации для данного прибора.

по характеру проявления:

4) случайная погрешность — погрешность, меняющаяся (по величине и по знаку) от измерения к измерению;

Случайные погрешности могут быть связаны с несовершенством приборов (трение в механических приборах и т. п.), тряской в городских условиях, с несовершенством объекта измерений (например, при измерении диаметра тонкой проволоки, которая может иметь не совсем круглое сечение в результате несовершенства процесса изготовления), с особенностями самой измеряемой величины (например при измерении количества элементарных частиц, проходящих в минуту через счётчик Гейгера).

5) систематическая погрешность — погрешность, изменяющаяся во времени по определённому закону (частным случаем является постоянная погрешность, не изменяющаяся с течением времени);

6) прогрессирующая (дрейфовая) погрешность — непредсказуемая погрешность, медленно меняющаяся во времени;

7) грубая погрешность (промах) — погрешность, возникшая вследствие недосмотра экспериментатора или неисправности аппаратуры (например, если экспериментатор неправильно прочёл номер деления на шкале прибора или если произошло замыкание в электрической цепи).

Более подробно классификация погрешностей рассматривается в курсе «Физические основы измерений».

Вопросы и задания.

94.  Что такое погрешность измерения?

95.  Какие методы используют для определения погрешностей?

96.  Как классифицируют погрешности?

 

§25. Основные принципы выбора средств измерений

 

1. Выбор средств измерений должен производиться с учётом погрешностей, допускаемых при измерении и заданных в соответствующих нормативных документах.

При выборе средств измерений объёмного или массового расхода, частоты вращения и в связи с тем, что отсутствует нормативная документация регламентирующая определение погрешности измерения этих величин в зависимости от допуска на контролируемый параметр, необходимо задавать предельно допустимую погрешность измерений данных параметров в конструкторской документации на изделие.

Выбор средств измерений по точности должен осуществляться с учётом:

ü  допустимых отклонений на параметры (если не оговорено иначе);

ü  выбранной методики выполнения измерений и достоверности контроля;

ü  требуемой группы исполнения, определяемой условиями их использования в процессе производства, производственного контроля и эксплуатации изделия.

Выбор и назначение средств измерений должен удовлетворять требованиям получения действительных значений измеряемых величин с оптимальной точностью при наименьших затратах времени и материальных средств.

Основными исходными данными для выбора средств измерений являются:

ü  номинальное значение и разность между наибольшим и наименьшим предельными значениями (поле допуска) измеряемой величины, указанные в нормативной, конструкторской или технологической документации;

ü  условия выполнения измерений.

При наличии в конструкторской документации только максимального или минимального значения измеряемой величины должно быть указано значение погрешности, допускаемой при выборе средств измерений.

При выборе по точности измерительных систем погрешность их следует определять путем суммирования погрешностей всех входящих в систему мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей по определенному для каждой системы закону.

Выбор средств измерений производится по стандартам и техническим условиям на конкретные средства измерений для нормальных условий их применения отражённых в ГОСТ 8.050, ГОСТ 8.395, ГОСТ 15150 и технических условиях на средства измерений.

Нормальными условиями измерений принято считать условия измерений, характеризуемые совокупностью значений или областей значений влияющих величин, при которых изменением результата измерений пренебрегают вследствие малости.

Нормальные условия измерений устанавливаются в нормативных документах на средства измерений конкретного типа или по их поверке (калибровке).

2. Все средства измерений, предназначенные для серийного производства, ввоза из-за границы, подвергаются со стороны органов Государственной метрологической службы обязательным государственным испытаниям, под которыми понимается экспертиза технической документации на средства измерений и их экспериментальные исследования для определения степени соответствия установленным нормам, потребностям народного хозяйства и современному уровню развития приборостроения, а также целесообразности их производства.

Установлены два вида государственных испытаний:

ü  приемочные испытания опытных образцов средств измерений новых типов, намеченных к серийному производству или импорту в РФ (государственные приемочные испытания);

ü  контрольные испытания образцов из установочной серии и серийно выпускаемых средств измерений (государственные контрольные испытания).

Государственные приемочные испытания проводятся метрологическими органами Госстандарта или специальными государственными комиссиями, состоящими из представителей метрологических институтов, организаций-разработчиков, изготовителей и заказчиков.

Государственные контрольные испытания проводятся территориальными организациями Ростехрегулирования. Их цель – проверка соответствия выпускаемых из производства или ввозимых из-за границы средств измерений требованиям стандартов и технических условий.

Вопросы и задания.

97.  С учетом каких параметров выбирают СИ?

98.  Какие виды государственных испытаний существуют?

Тестовое задание для проведения пробной промежуточной аттестации по метрологии за III семестр.(§1-16)

 

1.  Метрология — это

a)  наука об измерениях,

b)  наука о стандартах,

c)  наука о качестве продукции.

2.  В метрологии нет такого раздела, как

a)  теоретическая,

b)  законодательная,

c)  исполнительная.

3.  Главная палата мер и весов была создана в

a)  1861,

b)  1893,

c)  1901.

4.  Закон «Об обеспечении единства измерений» был принят в

a)  1993,

b)  1991,

c)  1996.

5.  До Закона «Об обеспечении единства измерений» правовые нормы в области метрологии устанавливались:

a)  Постановлениями Правительства,

b)  предыдущей версией Закона,

c)  Федеральным метрологическим кодексом.

6.  Какой документ определяет Государственную метрологическую службу?

a)  Постановление №125 Правительства РФ от 12 декабря 1996 г.,

b)  Закон «Об обеспечении единства измерений»,

c)  Положение о Государственной метрологической службе.

7.  Под метрологическим обеспечением понимается:

a)  финансирование проектов средств измерений, их ремонта и калибровочных работ,

b)  лицензирование, сертифицирование и установление нормативных характеристик средства измерения,

c)  организация, технические средства, правила и нормы для достижения единства измерений.

8.  В Государственной системе обеспечения единства измерений не существует следующей подсистемы:

a)  правовой,

b)  технической,

c)  испытательной.

9.  Государственная служба стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов находится в подчинении:

a)  Ростехрегулирования и ГМС,

b)  Государственной метрологической службы,

c)  Государственного метрологического контроля и надзора и ГМС.

10.  Аббревиатура МБМВ расшифровывается как:

a)  Метрологический Банк Мер и Весов,

b)  Международное Бюро Мер и Весов,

c)  Международный Банк Мер и Весов.

11.  Утверждение типа средств измерений производится:

a)  Государственной службой утверждения типа,

b)  Ростехрегулированием,

c)  Метрологическим контролем и надзором.

12.  В выдаче лицензии может быть отказано, если

a)  у предприятия доход ниже установленного в НД,

b)  предпрятие имеет высокий внешний долг,

c)  не выполняются условия лицензируемой деятельности.

13.  Калибровка имеет:

a)  добровольный характер,

b)  принудительный характер,

c)  характер, установленный в договоренностях между предприятием и ГМС.

14.  Какой орган Российской системы калибровки регистрирует и ведет Реестр РСК?

a)  Совет РСК,

b)  Научно-методический центр РСК,

c)  Центральный орган РСК.

15.  Методический документ, устанавливающий последовательность, объем и методику метрологической аттестации средств измерений, характеризующихся общностью функционального назначения это:

a)  ГОСТ,

b)  МИ,

c)  ТПМА.

16.  Процедура подтверждения соответствия продукции установленным требованиям это:

a)  Стандартизация,

b)  Сертификация,

c)  Метрология.

17.  Методика выполнения измерений — это:

a)  Операции и правила, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с известной точностью,

b)  Документ, содержащий рекомендации по выполнению измерений с минимальной погрешностью,

c)  Часть государственного стандарта, в которой устанавливаются требования к выполнению измерений.

18.  Процедура установления и подтверждения соответствия МВИ предъявляемым к ней метрологическим требованиям это:

a)  утверждение типа МВИ,

b)  сертификация МВИ,

c)  аттестация МВИ.

19.  Анализ состояния измерений проводится:

a)  в обязательном порядке,

b)  в добровольном порядке,

c)  может проводиться и добровольно и обязательно.

20.  Ведомственную поверку и метрологическую аттестацию СИ постепенно заменяет такой процесс, как:

a)  калибровка,

b)  лицензирование,

c)  сертификация.

Ответы на тест:

1		a
2		c
3		b
4		a
5		a
6	b
7	c
8	c
9	a
10	b
11	b
12	c
13	a
14	b
15	c
16	b
17	a
18	c
19	c
20	a

Варианты вопросов для проведения аттестации в III семестре. (§1-16)

Вариант 1.

1.  Цели и задачи метрологии.

2.  Анализ состояния измерений.

Вариант 2.

1.  Основные правовые акты в области метрологии.

2.  Метрологическая экспертиза.

Вариант 3.

1.  Основы метрологического обеспечения.

2.  Методики выполнения измерений.

Вариант 4.

1.  Федеральный Закон «Об обеспечении единства измерений».

2.  Система сертификации средств измерений.

Вариант 5.

1.  Государственная система обеспечения единства измерений.

2.  Метрологическая аттестация средств измерений.

Вариант 6.

1.  Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии.

2.  Калибровка средств измерений. Российская система калибровки.

Вариант 7.

1.  Государственная метрологическая служба.

2.  Поверка средств измерений.

Вариант 8.

1.  Международные метрологические организации.

2.  Государственный метрологический контроль и надзор за средствами измерений.

Вариант 9.

1.  Основы метрологического обеспечения.

2.  Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии.

Вариант 10.

1.  Государственная система обеспечения единства измерений.

2.  Метрологическая экспертиза.

Варианты вопросов для проведения аттестации в IV семестре. (§17-25)

Вариант 1.

1.  Понятие о физической величине.

2.  Погрешность измерения.

Вариант 2.

1.  Основные физические величины.

2.  Выбор СИ.

Вариант 3.

1.  Эталоны.

2.  Метрологические характеристики средств измерений.

Вариант 4.

1.  Поверочные схемы.

2.  Методы измерений.

Вариант 5.

1.  Виды измерений.

2.  Классификация погрешностей.

Вариант 6.

1.  Размерности ФВ.

2.  Определение погрешности измерения.

Вариант 7.

1.  Воспроизведение единиц физических величин.

2.  Испытание и контроль СИ.

Вариант 8.

1.  Правила написания обозначения единиц.

2.  Виды измерений.

Вариант 9.

1.  Основные физические величины.

2.  Эталоны.

Вариант 10.

1.  Классификация погрешностей.

2.  Методы измерений.

Список дополнительной литературы

1.  А.Г. Сергеев «Метрология», Москва, Логос, 2005.

2.  Г.Д. Крылова «Основы стандартизации, сертификации, метрологии», Москва, Юнити, 1999.