X. Основы стандартизации и сертификации

Объекты стандартизации, понятие стандарта. Государственная система обеспечения единства измерений. (ГСИ). Основополагающие стандарты в области метрологии. Структура и функции метрологической службы. Эталоны: первичные, вторичные и рабочие. Образцовые средства измерений. Нормирование погрешностей средств измерения. Поверка средств измерений. Организация и порядок проведения поверки. Контроль качества продукции. Инструментальные и экспертные методы оценки качества.

Основные цели, объекты и системы сертификации. Аккредитация испытательных лабораторий. Правило и порядок проведения сертификации. [ 1:с.23…27, 35…43; 2: с.163…168, 174…182, 186…189, 193…199; 3: с.306…316, 327…329, 335…338, 340...345].

 

X.1. Основные сведения и методические указания.

Квалиметрия - дисциплина, изучающая вопросы оценки качества продукции.

Объектами стандартизации – являются изделия, нормы, правила, требования, методы, термины, обозначения и т.п., имеющие перспективу многократного использования в любых сферах человеческой деятельности.

Стандарт – нормативно-технический документ по стандартизации, устанавливающий комплекс норм, правил, требований к объекту стандартизации и утвержденный компетентными органами.

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

Поверка – операция, устанавливающая соответствие погрешности средств измерений своему классу точности.

Сертификация представляет собой свидетельство, подтверждающее соответствие изделия (услуги) определенным стандартам или другим нормативно-техническим документам.

Обратите внимание на то, что все системы сертификации базируются на проведенных экспериментальных данных, т.е. практически на результатах измерений.

Следует также отметить, что в проблеме обеспечения единства измерений очень важная роль принадлежит эталонам и специальной системе передачи размеров единиц от первичных эталонов к рабочим, от них – к образцовым средствам измерений и далее к рабочим.

 

X.2. Вопросы для самопроверки.

1. Что понимается под понятием «стандарт»?

2. Какова цель введения стандартизации?

3. Что характеризует понятие сертификации?

4. Какие основные методы, нормы и средства обеспечивают

Государственную систему единства измерений?

5. Что понимается под нормированием средств измерений?

6. Что такое поверка средств измерений?

7. Каково должно быть соотношение погрешности образцового и

поверяемого средств измерений?

8. В чем заключается разница между инструментальными и экспертными

оценками качества продукции?

9. Приведите поверочную схему средств измерений в общем виде,

согласно государственному стандарту.

XI. Контрольные работы.

Контрольная работа №1

(Погрешности измерений)

 

 

Задача №1

При измерении активного сопротивления резистора было произведено десять равноточных измерений, результаты которых приведены в табл.1.1. Оцените максимальную и относительную погрешности измерений и запишите результат эксперимента в виде доверительного интервала для двух значений доверительной вероятности = 0,95 и = 0,99.

 

Табл.1.1

Номер Варианта	Результаты измерений, Ом
	8,295	8,297	8,294	8,298	8,291	8,294	8,297	8,294	8,298	8,299
	6,365	6,369	6,360	6,365	6,367	6,365	6,368	6,364	6,365	6,368
	7,217	7,219	7,214	7,217	7,214	7,216	7,214	7,219	7,211	7,213
	6,284	6,287	6,284	6,281	6,288	6,284	6,281	6,287	6,285	6,288
	18,31	18,30	18,29	18,30	18,31	18,30	18,29	19,28	18,30	18,31

 

 

Задача №2

Определить величину электрического тока I в общей цепи (рис.1.2), а также значения абсолютной и относительной погрешности его определения, если токи, измеренные в ветвях цепи, равны I ,I ,I , классы точности амперметров, включенных в эти ветви, соответствуют К ,К ,К , а их предельные значения шкал – I_max1, I_max2, I_max3 (см. таблицу 1.2).

 

 

Таблица 1.2

Номер варианта	I Ампер	K	Imax Ампер
						Imax1	Imax2	Imax3
	0,6	1,5	2,5	0,5	1,0	1,5	1,0	2,0	3,0
	0,4	1,0	2,1	1,0	1,5	2,5	0,5	1,5	2,5
	0,1	0,4	1,6	1,5	1,5	1,0	0,1	1,5	2,0
	1,3	4,5	4,7	2,5	0,5	1,5	1,5	5,0	5,0
	0,15	0,45	0,48	1,0	1,5	0,5	0,2	0,5	0,5
	8,0	4,5	2,7	4,0	2,5	1,5	10,0	5,0	3,0
	0,08	0,17	0,12	0,02/0,01	0,1	0,2	0,1	0,2	0,15
	0,18	0,09	0,47	0,05/0,02	0,05	0,1	0,2	0,1	0,5
	25,0	8,0	4,5	1,5	1,5	1,0	30,0	10,0	5,0
	0,48	0,19	0,09	0,1/0,05	0,1	0,05	0,5	0,2	0,1

 

Рис.1.2

 

 

Задача №3

Производится эксперимент по определению параметров транзисторов и . Для этого измеряются микроамперметрами ток коллектора - и ток эмиттера - , а затем определяются параметры и согласно выражений , . Представьте результаты определения указанных параметров вместе с погрешностями их определения. Предел измерения используемых микроамперметра, их классы точности и полученные показания приведены в таблице 1.3.

 

Таблица 1.3

Номера вариантов	Предел измерения микроамперметров, измеряющих значения	Класс точности микроамперметров, измеряющих значения	Показания приборов, мкА
мкА	мкА
			0,1/0,05	0,02/0,01
			0,5	0,5
			0,2/0,1	0,5
			0,1/0,05	0,02/0,01
			0,5	0,2
			1,0	0,5
			0,05/0,02	0,02/0,01
			0,5	0,1/0,05
			0,1/0,05	0,2
			0,2	0,05/0,02

 

 

Задача №4

Определить значение и предельную абсолютную погрешность сопротивления резистора, намотанного из медного провода диаметром D и длиной L, если предельная абсолютная погрешность диаметра провода и его длины соответственно равны: и Определение значения сопротивления осуществляется по формуле: , где = 3,14+0,0016, а .

 

Таблица 1.4

Номера вариантов	D		L
мм	мм	м	мм
	0,5	0,01
	0,2	0,01
	0,25	0,015
	0,3	0,02
	0,4	0,015
	0,1	0,01
	0,5	0,02
	0,2	0,015
	0,05	0,02
	0,5	0,05

 

 

Контрольная работа № 2

(Поверка и функционирование средств измерений)

 

 

Задача №1

При поверке после ремонта вольтметра класса точности 1,5 с конечным значением шкалы 5В, в точках шкалы 1,2,3,4,5 В, получены показания образцового прибора, представленные в табл.2.1. Определить, соответствует ли поверяемый вольтметр своему классу точности?

 

Таблица 2.1

Номер варианта	Показания образцового прибора, В
U	U	U	U	U
	1,05	1,98	3,02	4,04	5,03
	0,97	2,04	2,95	3,98	5,01
	1,08	1,95	3,01	3,96	4,93
	0,95	2,07	3,04	4,07	4,95
	0,98	2,07	2,96	4,05	5,05
	0,96	1,93	3,05	4,08	4,97
	1,04	2,03	3,08	4,02	4,98
	1,02	2,01	2,94	3,97	5,07
		1,92	2,99	3,98	5,08
	1,04	1,99	3,08	4,06	4,94

Задача №2

Изобразите осциллограмму, которая будет на экране осциллографа, если на пластины Y подать синусоидальное напряжение с частотой F и амплитудой U_m (см. табл. 2.2). Время нарастания пилообразного напряжения развертки, поступающего на пластины X равно t₁, время его спада – t₂. Во время обратного хода луча электронно-лучевая трубка осциллографа не запирается. Определите также величину максимального отклонения луча по оси Y для заданного U_m, если при подаче на вход осциллографа сигнала синусоидальной формы со среднеквадратическим значением 5 В было получено отклонение h.

 

Таблица 2.2.

Номер варианта
F, Гц
Um, В									1,5
t1,мс
t2, мс		0,5				0,5		0,5	0,5
h,мм

 

Задача № 3

Изобразите функциональную схему цифрового вольтметра поразрядного уравновешивания и временную диаграмму уравновешивания измеряемого напряжения U_x компенсирующим напряжением, полагая, что шаг квантования компенсирующего напряжения равен 1 В, предел измерения – 1000 В, а весовые коэффициенты соответствуют двоичному коду. Запишите результат измерения в двоичном коде. Принимая класс точности вольтметра равным 0,2/0,1, оцените абсолютную и относительную погрешность измерения U_x. Значения U_x даны в таблице 2.3.

Таблица 2.3

Номер Варианта
Ux, В

 

Задача №4

Изобразите функциональную схему и поясните временными диаграммами принцип действия цифрового частотомера-периодомера. Исходя из предполагаемого значения частоты f_x и допустимой относительной погрешности измерения δ, указанных в таблице 2.4, выберите режим измерения (частота или период) и определите требуемое время измерения T₀ или частоту квантования f₀.

Таблица 2.4

Номер варианта
fx, Гц	104	105	106	102	103					0,5
δ,%	0,1	0,01	0,001	0,1	0,2	0,01	0,02	0,1	0,01	0,2