Погрешности измерения

1.5. Погрешности измерения.

 

Под погрешностью измерения подразу­мевают отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. Точность измерений — качество измерения, отражающее близость их результатов к истинному значению изме­ряемой величины. Количественно точность измерения может быть выражена обратной величиной модуля относительной погрешности. Абсолютная погрешность измерения — разность между значением величины, полученным при измерении, и ее истинным значением, выражаемая в единицах измеряемой величины. Относительная погрешность измерения — отношение абсолютной погрешности, изме­рения к истинному значению измеряемой величины. Систематиче­ская погрешность измерения — составляющая погрешности измере­ния, остающаяся постоянной или изменяющаяся по определенному закону при повторных измерениях одной и той же величины; слу­чайная погрешность — составляющая погрешности измерения, из­меняющаяся при этих условиях случайным образом. Следует выде­лять также грубую погрешность измерения, существенно превышаю­щую ожидаемую погрешность.

В зависимости от последовательности причины возникновения различают следующие виды погрешностей. Инструментальная по­грешность — составляющая погрешности измерения, зависящая от погрешностей применяемых средств (качества их изготовления). По­грешность метода измерения — составляющая погрешности измере­ния, вызванная несовершенством метода измерений. Погрешность настроили — составляющая погрешности измерения, возникающая из-за несовершенства осуществления процесса настройки. Погреш­ность отсчитывания — составляющая погрешности измерения, вы­званная недостаточно точным отсчитыванием показаний средств из­мерений (например, погрешность параллакса). Погрешность по­верки — погрешность измерений при поверке средств измерений. Таким образом, в зависимости от способа выявления следует разли­чать поэлементные (составляющие) и суммарные погрешности измерения.

Результат наблюдения — значение величины, полученное при отдельном наблюдении; результат измерения — значение величины, найденное путем ее измерения, т. е. После обработки результатов наблюдения.

Поправка — значение величины, одноименной с измеряемой, при­бавляемое к полученному при измерении значению величины с целью исключения систематической погрешности. Сходимость — качество измерений, отражающих близость результатов измерений, выпол­няемых в одинаковых условиях, воспроизводимость — то же, в раз­личных условиях (в разное время, в различных местах, различными методами и средствами). Точность отражает близость к нулю случай­ных и систематических погрешностей средства измерения, правиль­ность — систематических, сходимость — случайных. Для средств измерения различают статическую погрешность как отклонение по­стоянного значения измеряемой величины на выходе средства изме­рения от истинного ее значения в установившемся состоянии и дина­мическую погрешность как разность между погрешностью средства измерения в динамическом режиме (в неустановившемся состоянии) и его статической погрешностью, соответствующей значению вели­чины в данный момент времени.

Погрешность средства измерения, возникающая при использо­вании его в нормальных условиях, когда влияющие величины на­ходятся в пределах нормальной области значений, называют основной. Если значение влияющей величины выходит за пределы нор­мальной области значений, появляется дополнительная погрешность.

Обобщенной характеристикой средства измерений, определяе­мой пределами основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами, влияющими на точность, значения которых устанавливаются в стандартах на отдельные виды средств измере­ния, является класс точности средства измерений (ГОСТ 8.401—80). Класс точности характеризует свойства средства измерения, но не является показателем точности выполненных измерений, поскольку при определении погрешности измерения необходимо учитывать по­грешности метода, настройки и др.

II. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О СТАНДАРТИЗАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА СТАНДАРТИЗАЦИИ  2.1. Стандартизация и стандарт.

Основные термины и определения в области стандартиза­ции установлены Комитетом ИСО по изучению научных принципов стандартизации (СТАКО). Эти определения приняты многими стра­нами, в том числе и СССР.

Стандартизация — это установление и применение правил с целью упорядочения деятельности в определенной области на пользу и при участии всех заинтересованных сторон, в частности для достижения всеобщей оптимальной экономии при соблюдении условий эксплуатации (использования) и требований безопасности. Стандартизация, основанная на объединенных достижениях науки, техники и передового опыта, определяет основу не только настоя­щего, но и будущего развития промышленности.

Из определения следует, что стандартизация — это плановая деятельность по установлению обязательных правил, норм и требо­ваний, выполнение которых обеспечивает экономически оптимальное качество продукции, повышение производительности общественного труда и эффективности использования материальных ценностей при соблюдении требований безопасности.

Стандарт — нормативно-технический документ по стандарти­зации, устанавливающий комплекс норм, правил, требований к объ­екту стандартизации и утвержденный компетентным органом. Стандарт, разработанный на основе достижений науки, техники, передо­вого опыта, должен предусматривать оптимальные для общества решения. Стандарты разрабатывают как на материальные предметы (продукцию, эталоны, образцы веществ и т. п.), так и на нормы, правила, требования к объектам организационно-методического и общетехнического характера. Стандарт — это самое целесообразное решение повторяющейся задачи для достижения определенной цели. Стандарты содержат показатели, которые гарантируют возможность повышения качества продукции и экономичности ее производства, а также повышения уровня ее взаимозаменяемости.

Технические условия (ТУ) — нормативно-технический документ по стандартизации, устанавливающий комплекс требований к кон­кретным изделиям, материалу и другой продукции, ее изготовлению и контролю. ТУ разрабатываются в соответствии с ГОСТ 2.115—70 и утверждаются руководством министерства (или предприятия) на срок, зависящий от нормативных сроков обновления продукции.

Для усиления роли стандартизации в техническом прогрессе, повышении качества продукции и экономичности ее производства в соответствии с постановлением СМ СССР от 11.01.1965 г. разра­ботана и введена в действие в народном хозяйстве Государственная система стандартизации (ГСС). Она представляет собой комплекс взаимоувязанных правил и положений, определяющих цели и за­дачи стандартизации, структуру органов и служб стандартизации, их права и обязанности, организацию и методику проведения работ по стандартизации во всех отраслях народного хозяйства СССР и союзных республик, порядок разработки, оформления, согласования, утверждения, издания, внедрения стандартов и другой нормативно-технической документации, а также контроля за их внедрением и соблюдением. Таким образом, ГСС определяет организационные, ме­тодические и практические основы стандартизации во всех звеньях народного хозяйства (рис. 2).

ГСС непрерывно совершенствуется и дополняется. Все изменения и дополнения, которые вносятся в действующие стандарты, публи­куются в Информационном указателе стандартов (ИУС). В комплекс стандартов ГСС входят: ГОСТ 1.0—68—ГОСТ 1.5—68; ГОСТ 1.7—78, ГОСТ 18—79; ГОСТ 1.9—67; ГОСТ 1.11—75; ГОСТ 1.13—75;

ГОСТ 1 15—82; ГОСТ 1.16—78—ГОСТ 1.18—78; ГОСТ 1.19—75;

ГОСТ 1.20—69; ГОСТ 1.21—75; ГОСТ 1.22—76; ГОСТ 1.23—77;

ГОСТ 1.25—76; ГОСТ 1.26—77.

Главная цель ГСС — с помощью стандартов, устанавливающих показатели, нормы и требования, соответствующие передовому уровню отечественной и зарубежной науки, техники и производства, содействовать обеспечению пропорционального развития всех от­раслей народного хозяйства страны. Эта система имеет также сле­дующие цели:

Улучшение качества работы, качества продукции и обеспечение его оптимального уровня;

Обеспечение условий для развития специализации в области проектирования и производства продукции, снижения ее трудо­емкости, металлоемкости и улучшения других показателей;

Обеспечение увязки требований к продукции с потребностями обороны страны;

Обеспечение условия для широкого развития экспорта товаров высокого качества, отвечающих требованиям мирового рынка;

Рациональное использование производственных фондов и эко­номия материальных и трудовых ресурсов;

Развитие международного экономического и технического сотруд­ничества;

Обеспечение охраны здоровья населения, безопасности труда работающих, охраны природы и улучшения использования при­родных ресурсов.

Для достижения указанных целей необходимо решить следующие задачи:

установление прогрессивных систем стандартов на основе ком­плексных целевых программ, определяющих требования к конструкции изделий, технологии их производства, качеству сырья, материа­лов, полуфабрикатов и комплектующих изделий, а также созда­ющих условия для формирования требуемого качества конечной продукции на стадии ее проектирования, серийного производства и эффективного использования (эксплуатации);

определение единой системы показателей качества продукции, методов и средств контроля и испытаний, а также необходимого уровня надежности в зависимости от назначения изделий и условий их эксплуатации;

установление норм, требований и методов в области проектиро­вания и производства продукции с целью обеспечения ее оптималь­ного качества и исключения нерационального многообразия видов, марок и типоразмеров продукции;

развитие унификации промышленной продукции и агрегатирования машин как важнейшего условия специализации, повышения экономичности производства, производительности труда, уровня взаимозаменяемости, эффективности эксплуатации и ремонта изделий;

обеспечение единства и достоверности измерений в стране, созда­ние и совершенствование государственных эталонов единиц физи­ческих величин, а также методов и средств измерений высшей точ­ности;

Рис. 2. Принципиальные методические и научно-технические основы Государственной системы стандартизации в СССР

установление единых систем документации, в том числе унифи­цированных систем документации, используемых в автоматизиро­ванных системах управления, установление систем классификации и кодирования технико-экономической информации, форм и систем организации производства и технических средств научной органи­зации труда;

установление единых терминов и обозначений в важнейших обла­стях науки и техники, а также в отраслях народного хозяйства и др.

Для достижения поставленных целей работы по стандартизации планируют, придавая им народнохозяйственное значение, постоянно обновляют стандарты на основе достижений науки, техники и произ­водства с учетом комплексности и системности решений задач стан­дартизации.