Классификация средств измерений

1) По конструктивному исполнению системы измерения подразделяются на:

− меры;

− измерительные преобразователи;

− измерительные приборы;

− измерительные установки и системы;

− измерительные принадлежности.

Мера – это средство измерения, предназначенное для воспроизведения физических величин заданного размера (напр. гири, концевые меры длины).

Различают однозначные (гири) и многозначные (линейки) меры. Наборы и магазины представляют собой объединение мер.

Измерительный преобразователь (ИП) – это средство измерений, которое служит для преобразования сигнала измерительной информации в форму, удобную для обработки или хранения, а также передачи в показывающее устройство.

Измерительный прибор – это средство измерения, которое позволяет получать измерительную информацию в форме, удобной для восприятия пользователем.

По степени индикации значений измеряемой физической величины различают показывающие и регистрирующие измерительные приборы. Показывающие прибор допускает только отсчитывание показаний измеряемой величины, а в регистрирующем приборе предусмотрена регистрация показаний в виде диаграммы или путем печатания показаний.

Измерительные установки и системы – это совокупность средств измерений, объединенных по функциональному признаку со вспомогательными устройствами.

Измерительные принадлежности – это вспомогательные средства измерений величин. Они необходимы для вычисления поправок к результатам измерений, если требуется высокая степень точности.

 

13. Виды деятельности. Сфера государственного регулирования обеспечения единства измерений распространяется на измерения, к которым установлены обязательные требования и которые выполняются при:

1) осуществлении деятельности в области здравоохранения;

2) осуществлении ветеринарной деятельности;

3) осуществлении деятельности в области охраны окружающей среды;

4) осуществлении деятельности по обеспечению безопасности при чрезвычайных ситуациях;

5) выполнении работ по обеспечению безопасных условий и охраны труда;

6) осуществлении производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта;

7) осуществлении торговли и товарообменных операций, выполнении работ по расфасовке товаров;

8) выполнении государственных учетных операций;

9) оказании услуг почтовой связи и учете объема оказанных услуг электросвязи операторами связи;

10) осуществлении деятельности в области обороны и безопасности государства;

11) осуществлении геодезической и картографической деятельности;

12) осуществлении деятельности в области гидрометеорологии;

13) проведении банковских, налоговых и таможенных операций;

14) выполнении работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям;

15) проведении официальных спортивных соревнований, обеспечении подготовки спортсменов высокого класса;

16) выполнении поручений суда, органов прокуратуры, государственных органов исполнительной власти;

17) осуществлении мероприятий государственного контроля (надзора).

К сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений относятся также измерения, предусмотренные законодательством Российской Федерации о техническом регулировании.

Сфера государственного регулирования обеспечения единства измерений распространяется также на единицы величин, эталоны единиц величин, стандартные образцы и средства измерений, к которым установлены обязательные требования.

14. Государственное регулирование в области обеспечения единства измерений осуществляется в следующих формах:

1) утверждение типа стандартных образцов или типа средств измерений;

2) поверка средств измерений;

3) метрологическая экспертиза;

4) государственный метрологический надзор;

5) аттестация методик (методов) измерений;

6) аккредитация юридических лиц и индивидуальных предпринимателей на выполнение работ и (или) оказание услуг в области обеспечения единства измерений.

 

 

15. Утверждение типа средств измерений. Тип стандартных образцов или тип средств измерений, применяемых в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, подлежит обязательному утверждению. При утверждении типа средств измерений устанавливаются показатели точности, интервал между поверками средств измерений, а также методика поверки данного типа средств измерений.

Решение об утверждении типа стандартных образцов или типа средств измерений принимается федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по оказанию государственных услуг и управлению государственным имуществом в области обеспечения единства измерений, на основании положительных результатов испытаний стандартных образцов или средств измерений в целях утверждения типа.

Утверждение типа стандартных образцов или типа средств измерений удостоверяется свидетельством об утверждении типа стандартных образцов или типа средств измерений, выдаваемым федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по оказанию государственных услуг и управлению государственным имуществом в области обеспечения единства измерений. В течение срока действия свидетельства об утверждении типа средств измерений интервал между поверками средств измерений может быть изменен только федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по оказанию государственных услуг и управлению государственным имуществом в области обеспечения единства измерений.

На каждый экземпляр средств измерений утвержденного типа, сопроводительные документы к указанным средствам измерений и на сопроводительные документы к стандартным образцам утвержденного типа наносится знак утверждения их типа. Конструкция средства измерений должна обеспечивать возможность нанесения этого знака в месте, доступном для просмотра. Если особенности конструкции средства измерений не позволяют нанести этот знак непосредственно на средство измерений, он наносится на сопроводительные документы.

16. Метрологические характеристики (свойства) средств — это такие характеристики, которые предназначены для оценки технического уровня и качества средства измерения, для определения результатов измерения и расчетной оценки характеристик инструментальной составляющей погрешности измерения.

ГОСТ 8.009—84 устанавливает комплекс нормируемых метрологических характеристик средств измерения, который выбирается из числа приводимых ниже.

Характеристики, предназначенные для определения результатов измерения (без введения поправки):

функция преобразования измерительного преобразователя,

значение однозначной или многозначной меры;

цена деления шкалы измерительного прибора или многозначной меры;

вид выходного кода, число разрядов кода.

Характеристики погрешностей средств измерения — характеристики систематической и случайной составляющих погрешностей, вариация выходного сигнала средств измерения либо характерис­тика погрешности средств измерения.

Характеристики чувствительности средств измерения к влияю­щим величинам — функция влияния или изменение значений мет­рологических характеристик средств измерения, вызванные изме­нениями влияющих величин в установленных пределах.

Динамические характеристики средств измерения подразделяют на полные и частные. К полным динамическим характеристикам относят: переходную, амплитудно-фазовую и импульсную харак­теристики, передаточную функцию, к частным — время реакции, коэффициент демпфирования, постоянную времени, значение резонансной собственной круговой частоты.

Неинформативные параметры выходного сигнала средств измере­ния — параметры выходного сигнала, не используемые для пере­дачи или индикации значения информативного параметра вход­ного сигнала измерительного преобразователя или не являющиеся выходной величиной меры.

Рассмотрим более подробно наиболее часто встречающиеся мет­рологические показатели средств измерения.

Цена деления шкалы — это разность значений величин, соот­ветствующих двум соседним отметкам шкалы. Например, если пе­ремещение указателя шкалы из положения I в положение II (рис. 1.13, а) соответствует изменению величины в 0,001 мм, то цена деления этой шкалы равна 0,001 мм. Значения цен делений выбирают из ряда 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200, 500 мкм. Но чаще всего используют кратные и дольные значения от 1 до 2, а именно: 0,01; 0,02; 0,1; 0,2; 1; 2; 10 мкм и т. д. В угломерных средствах измерения применяются круговые шкалы с ценой деления 1°, а дополнительное отсчетное устройство позволяет отсчитывать доли этих делений в минутах и секундах. Цена деления шкалы всегда указывается на шкале средства измерений.

Интервал деления шкалы — это расстояние между серединами двух соседних штрихов шкалы (рис. 1.13, б). На практике исходя из разрешающей силы глаз оператора (остроты зрения) с учетом ши­рины штрихов и указателя минимальный интервал деления шка­лы принимают равным 1 мм, а макс.

 

17 Поверку средств измерений проводят для установления их пригодности к применению.

Пригодными к применению в течение межповерочного интервала признают средства измерений, поверка которых, выполненная в соответствии с требованиями нормативно-технических документов по поверке, подтверждает их соответствие метрологическим и техническим требованиям к данному средству измерений, установленным в нормативно-технических документах.

Средства измерений подвергают первичной, периодической, внеочередной, инспекционной и экспертной поверкам.
Первичной поверке подвергаются СИ при выпуске из производства или ремонта, а также СИ, поступающие по импорту.
Периодической поверке подлежат СИ, находящиеся в эксплуатации или на хранении через определенные межповерочные интервалы, установленные с расчетом обеспечения пригодности к применению СИ на период между поверками.
Инспекционную поверку производят для выявления пригодности к применению СИ при осуществлении госнадзора и ведомственного метрологического контроля за состоянием и применением СИ.
Экспертную поверку выполняют при возникновении спорных вопросов по метрологическим характеристикам (MX), исправности СИ и пригодности их к применению.
Достоверная передача размера единиц во всех звеньях метрологической цепи от эталонов или от исходного образцового средства измерений к рабочим средствам измерений производится в определенном порядке, приведенном в поверочных схемах.
Поверочная схема – это утвержденный в установленном порядке документ, регламентирующий средства, методы и точность передачи размера единицы физической величины от государственного эталона или исходного образцового средства измерений рабочим средствам.
Различают государственные, ведомственные и локальные поверочные схемы органов государственной или ведомственных метрологических служб.
Поверке подвергаются СИ, выпускаемые из производства и ремонта, получаемые из-за рубежа, а также находящиеся в эксплуатации и хранении. Основные требования к организации и порядку проведения поверки СИ установлены ГОСТ 8.513-84.

 

18 по форме числового выражения погрешности измерений подразделяют на абсолютные и относительные.

Абсолютные погрешности выражают в единицах измеряемой величины-

Относительная погрешность определяется отношением абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины. Например, вагон массой 50 т измерен с абсолютной погрешностью ± 50 кг, относительная погрешность составляет ± 0,1 %.

 

19 Систематическая погрешность результата измерения – это составляющая погрешности результата измерения, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же величины.

Классификация систематических погрешностей.

Источниками систематических погрешностей могут быть все 3 компонента измерений: метод измерения, средства измерения и экспериментатор. Соответственно этому различают: методические, инструментальные и субъективные систематические погрешности.

Методические систематические погрешности. Они определяются погрешностями метода измерения. Если измерения базируются на приближенной формуле, то величина методической погрешности определяется степенью приближения к истинной зависимости.

Инструментальные систематические погрешности. Они имеют несколько составляющих:

Систематическая погрешность измерений. Она обусловлена самой измеряемой величиной. Данная погрешность определяется параметрами входа измеряемого прибора.

Систематическая погрешность измерительного устройства. Она определяется либо неисправностью измерительного прибора, либо неточностью его градуировки.

Систематическая погрешность из-за не учета влияющих воздействий. Она определяется нестабильностью источника питания, отклонением температуры, влажности, давления и т.д.

Систематическая погрешность измерения, обусловленая инерционностью средств измерений.

 

20 Случайная погрешность – это составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины.

Наличие случайных погрешностей выявляется при проведении ряда измерений постоянной физической величины, когда оказывается, что результаты измерений не совпадают друг с другом.

Часто случайные погрешности возникают из-за одновременного действия многих независимых причин, каждая из которых в отдельности слабо влияет на результат измерения.

Во многих случаях влияние случайных погрешностей можно уменьшить путем выполнения многократных измерений с последующей статистической обработкой полученных результатов.

В некоторых случаях оказывается, что результат одного измерения резко отличается от результатов других измерений, выполненных при тех же контролируемых условиях.

 

21 Суммарная погрешность измерения – погрешность, включающая инструментальную погрешность, погрешность метода измерений и дополнительную погрешность.

Инструментальная погрешность определяется техническими возможностями средства измерения и количественно характеризуется допускаемой погрешностью измерения.

Остальные составляющие суммарной погрешности измерения:

- погрешность установки, возникает в том случае, если ось измерительных наконечников прибора (ориентация детали) не совпадает с нормалью к измеряемой поверхности. При измерении, настройке совпадение оси с нормалью обеспечивается относительным «покачиванием» прибора и детали с фиксацией минимального отсчета по шкале;

- погрешности из-за установочных мер, по которым производится настройка средства измерения;

- погрешности, зависящие от измерительного усилия. Колебание измерительного усилия приводит к деформации поверхности детали и конструкции средства измерения, вызываю значительную случайную составляющую. Это особенно заметно при применении недостаточно жестких конструкций штативов и стоек, в которые устанавливается средство измерений, например, индикатор часового типа;

- погрешность, происходящая от температурных деформаций объекта измерения и средства измерения. За нормальную температуру, как для допусков размеров так и для измерения принята температура 20^о С. Чем выше точность измерения, тем меньше допускаемое отклонение температуры. Например, для измерения деталей 6-го квалитета точности температурные режим должен быть в пределах 20 ±5^оС;

погрешности субъективные, зависящие от оператора, к которым можно отнести погрешности отсчитывания (для шкальных приборов), погрешности, зависящие от профессионального мастерства при выполнении настройки и измерении;

- прочие погрешности, к которым можно отнести вибрации от различных факторов, от шероховатости поверхности, от загрязненности и скорости движения воздушной среды помещения от износа средств измерения и прочие специфические составляющие.

 

22 Г рубая погрешность измерения – это погрешность измерения существенно превышающая погрешность, ожидаемую при данных условиях измерения.

Для того чтобы исключить грубые погрешности, рекомендуется до начала измерений приближенно определить значение измеряемой величины.

В случае, если при проведении измерений выясняется, что результат отдельного наблюдения сильно отличается от других полученных результатов, нужно обязательно установить причины такого отличия. Результаты, полученные с резким отличием, можно отбросить и повторно измерить данную величину. Однако в некоторых случаях отбрасывание таких результатов может вызвать ощутимое искажение рассеивания ряда измерений. В связи с этим рекомендуется не отбрасывать необдуманно отличающиеся результаты, а дополнять их результатами повторных измерений.

Если необходимо исключить грубые погрешности в процессе обработки полученных результатов, когда уже нельзя скорректировать условия проведения измерений и провести повторные измерения, то применяются статистические методы.

Общий метод проверки статистических гипотез позволяет выяснить, присутствует ли в данном результате измерений грубая погрешность

 

 

23 Техническое регулирование

– правовое регулирование отношений в области установления,применения и исполнения обязательных требований к продукции, процессам производства, эксплуатации,хранения, перевозки, реализации и утилизации, а также в области установления и применения надобровольной основе требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки,реализации и утилизации, выполнению работ или оказанию услуг и правовое регулирование отношений вобласти оценки соответствия.

ФЗ «О техническом регулировании», ст. 2

 

 

24 Главная цель технического регулирования – принятие технических регламентов (ТР), которые принимаются в целях защиты жизни и здоровья граждан, имущества физических и юридических лиц, государственного или муниципального имущества; охраны окружающей среды, жизни или здоровья животных и растений; предотвращения действий, вводящих в заблуждение приобретателей. В Законе №184 понятие технический регламент определяется следующим образом: «документ, который принят международным договором РФ, ратифицированным в порядке, установленном законодательством РФ или федеральным законом, или указом Президента РФ, или постановлением Правительства РФ и устанавливает обязательные для применения и исполнения требования к объектам технического регулирования (продукции, в том числе зданиям, строениям и сооружениям, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации». Не включенные в технические регламенты требования к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, правилам и формам оценки соответствия, правилам идентификации, требования к терминологии, упаковке, маркировке не могут носить обязательный характер. Главная цель разработки технических регламентов – безопасность.

Закон о техническом регулировании четко определяет цели применения технических регламентов, приводя их исчерпывающий перечень и устанавливая правило о том, что принятие технических регламентов в иных целях не допускается. Технические регламенты принимаются в следующих целях:

- защита жизни или здоровья граждан, имущества физических или юридических лиц, государственного или муниципального имущества;

- охрана окружающей среды, жизни или здоровья животных и растений;

- предупреждение действий, вводящих в заблуждение приобретателей.

 

 

25 Основное содержание технических регламентов связано с установлением минимально необходимых требований, обеспечивающих:

- безопасность (биологическую, механическую, взрывобезопасность, пожарную, промышленную, термическую, химическую, электрическую, ядерную, радиационную);

- электромагнитную совместимость в части обеспечения безопасности работы приборов и оборудования;

- единство измерений.

Технический регламент должен содержать исчерпывающий перечень продукции и процессов, в отношении которых устанавливаются его требования. Содержащиеся в нем обязательные требования имеют прямое действие на всей территории РФ. Из этого следует, что исключается принятие какими-либо государственными органами РФ или ее субъектов нормативных актов по вопросам, решение которых должно быть содержанием технических регламентов.
Не включенные в технический регламент требования к продукции и процессам, правилам и формам оценки соответствия, требованиям к терминологии, упаковке, маркировке или этикеткам не могут носить обязательный характер.
Технический регламент должен содержать требования к характеристикампродукции и процессам, но не должен содержать требования к конструкции и исполнению. В нем могут содержаться специальные требования с учетом степени риска причинения вреда, обеспечивающие защиту отдельных категорий граждан (инвалидов, несовершеннолетних, беременных женщин).
Технический регламент не может содержать требования к продукции, причиняющий вред жизни или здоровью, накапливаемый при длительном использовании этой продукции. Он может содержать требования, касающиеся информирования приобретателя о возможном вреде и о факторах, от которых он зависит.
Технические регламенты устанавливают также минимально необходимыеветеринарно-санитарные и фитосанитарные меры в отношении продукции, происходящей из отдельных стран и (или) мест, обеспечивающие биологическую безопасность.
Из всех видов технической совместимости (функциональной, геометрической, электрической, прочностной, программной, биологической и др.) в качестве предмета технических регламентов упоминается только электромагнитная совместимость. Отсутствие требований по некоторым видам технической совместимости может привести к трудностям в использовании некоторых видов продукции по их назначению. Поэтому установление требований по таким видам совместимости должно являться не только задачей национальных стандартов, как прописано в Законе, но и технических регламентов.

 

26 П орядок разработки и принятия технических регламентов

Технический регламент принимается федеральным законом. Разработчиком проекта технического регламента может быть любое лицо. О разработке проекта технического регламента должно быть опубликовано уведомление в печатном издании федерального органа исполнительной власти по техническому регулированию. Оно должно содержать:

· информацию о том, в отношении какой продукции или процесса будут устанавливаться разрабатываемые требования;

· краткое изложение цели и обоснование необходимости разработки;

· информацию о способе ознакомления с проектом;

· фамилию, имя, отчество и почтовый адрес разработчика проекта.

Проект технического регламента должен быть доступен заинтересованным лицам для ознакомления. Разработчик проводит публичное обсуждение проекта.
Предусмотрен следующий порядок принятия технического регламента. Субъект права законодательной инициативы вносит в Госдуму проект федерального закона о техническом регламенте, который направляется Госдумой в Правительство РФ. На проект федерального закона Правительство в течение шести месяцев направляет в Госдуму отзыв для принятия проекта закона в первом и последующих чтениях с учетом заключения экспертной комиссии.
Существует особый порядок разработки и принятия технических регламентов:

· в исключительных случаях Президент РФ вправе издать технический регламент своим указом без его публичного обсуждения;

· технический регламент может быть принят международным договором, подлежащим ратификации. В таком случае он издается постановлением Правительства РФ.

 

27. Цели стандартизации:

• повышение уровня безопасности жизни и здоровья граждан, имущества физических и юридических лиц, государственного или муниципального имущества (далее – просто «имущества»), экологической безопасности, безопасности жизни и здоровья животных и растений (далее – «экологической безопасности») и содействия соблюдению требований технических регламентов;
• повышение уровня безопасности объектов с учетом риска возникновения чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера;
• обеспечение научно-технического прогресса;
• повышение конкурентоспособности продукции, работ, услуг;
• рациональное использование ресурсов;
• техническая и информационная совместимость;
• сопоставимость результатов исследований (испытаний) и измерений, технических и экономико-статистических данных;
• взаимозаменяемость продукции

28 Определение сущности любого явления – сложный процесс. Учёные, работающие в области теории стандартизации, приводят до 25 формулировок понятия «стандартизация». Общепринятым в настоящее время определением стандартизации в формулировке Международной организации по стандартизации (ИСО) является:

«Стандартизация – деятельность, направленная на достижение оптимальной степени упорядочения в определённой области посредством установления положений для всеобщего и многократного использования в отношении реально существующих или потенциальных задач».

В практическом приложении сущностную идею стандартизации - упорядочение – можно свести к разработке и внедрению в установленном порядке оптимальных общетехнических норм, конструкторских, технологических решений и организационно-методических правил с целью предупреждения неоправданного многообразия и обеспечения рациональной совместимости повторяющихся или имеющих перспективу повторения объектов народного хозяйства во всех аспектах их рассмотрения.