Виды измерений и контроля

Виды измерений

Измерения классифицируются в зависимости от способа получения  измерительной информации, от характера  измерений измеряемой величины в  процессе измерений, количеству измерительной  информации, от способа выражения  результатов и от условий, определяющих точность измерений.

  В зависимости от способа получения измерительной информации, измерения подразделяются на прямые, косвенные, совокупные и совместные. 

  Прямое измерение - это измерение, при котором искомое значение величины  находят непосредственно из  опытных данных.  Прямые  измерения часто встречаются в практике  электрорадиоизмерений.  Это измерение тока  амперметром, напряжения с помощью вольтметра и т.д. Математически прямые измерения можно записать элементарной формулой:

           Q   =   X   ,                                                                                      (1) 

         Гдe Q - искомое (истинное) значение измеряемой величины;

      Х - значение  величины, найденное путем ее  измерения и называемое результатом  измерения. 

  Косвенное измерение - измерение, при котором искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям. Косвенные измерения выражаются следующей формулой:

        Q   =   f ( X1, X2, ..., Xm),                                                                   (2)

где X1, X2, ..., Xm - результаты прямых измерений величин, связанных известной функциональной зависимостью f с искомым значением измеряемой величины Q. Косвенные измерения также характерны для практики электрорадиоизмерений. В качестве примеров  можно назвать определение сопротивления по  результатам прямых  измерений тока  и напряжения;  определение резонансной частоты колебательного контура по результатам измерений емкости и индуктивности контура и т. д.

  Совокупные  измерения - это производимые одновременно  измерения нескольких одноименных величин, при которых искомые значения величин находят решением системы уравнений,  получаемых при прямых измерениях различных сочетаний этих величин. В качестве примера можно привести определение массы отдельных гирь набора по известной массе одной из них.

  Совместные измерения - это производимые одновременно измерения двух или нескольких неодноименных величин для нахождения зависимости между ними. На практике - это снятие всевозможных характеристик: вольт-амперной, фазочастотной, температурной и т.д. 

  Таким образом, совокупные  измерения основываются на известных  уравнениях, отражающих произвольное  комбинирование величин, а совместные - на уравнениях, отражающих существующие  связи между измеряемыми величинами. Следовательно, совокупные измерения можно рассматривать как обобщение прямых измерений, а совместные - как обобщение косвенных измерений.

По характеру изменения измеряемой величины в процессе измерений различают статистические, статические и динамические измерения.

Статистические  измерения связаны с определением характеристик случайных процессов, звуковых сигналов, уровня шумов и т. д.

  Если измеряемая величина  остается в процессе измерения  постоянной, такие измерения называют статическими. Если же она изменяется, измерения будут динамическими. Динамические измерения, в свою очередь, могут быть непрерывными (применяемые технические средства позволяют непрерывно следить за значениями измеряемой величины) и дискретными (значения измеряемой величины фиксируются только в отдельные моменты времени).

Статические и динамические измерения в идеальном виде на практике редки.

По количеству измерительной информации различают однократные и многократные измерения.

Однократные измерения – это одно измерение одной величины, т. е. число измерений равно числу измеряемых величин. Практическое применение такого вида измерений всегда сопряжено с большими погрешностями, поэтому следует проводить не менее трех однократных измерений и находить конечный результат как среднее арифметическое значение.

Многократные  измерения характеризуются превышением числа измерений количества измеряемых величин. Обычно минимальное число измерений в данном случае не больше трех. Преимущество многократных измерений – в значительном снижении влияний случайных факторов на погрешность измерения.

  По отношению к основным единицам измерения подразделяются на абсолютные и относительные.

  Абсолютное  измерение - измерение, основанное на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и (или) использование значений физических констант. Результат измерения непосредственно выражается в единицах измеряемой величины: измерение сопротивления в омах, емкости в фарадах, длины в метрах и т.д.

  Относительное измерение - измерение отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или изменения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную. Характерными примерами таких измерений являются  измерения коэффициентов усиления или ослабления, отношения напряжений и мощностей и т.д. Величина, полученная в результате измерения бывает безразмерной. Для таких величин Международной системой  единиц  допускается применение  относительных логарифмических единиц (бел, октава, декада) и других относительных единиц (процент, и т.д.).

  По условиям, определяющим точность результата, измерения делятся на три класса:

1.  Измерения максимально  возможной точности, достижимой  при существующем уровне техники.  К ним относятся эталонные  измерения, связанные с максимально   возможной  точностью  воспроизведения   размера  единиц  физическх величин,  измерения универсальных физических констант (заряда электрона, скорости света и т.д.), астрономические измерения и т.д. Границы погрешностей таких измерений рассчитываются по специальным методикам.

2.  Контрольно-поверочные  измерения - погрешность  которых  не  должна превышать некоторое заданное  значение. Такие измерения выполняются для определения погрешностей поверяемых средств измерений в специальных центрах (лабораториях). Заданная  точность  обеспечивается  применением специальных средств измерений, называемых образцовыми, и специальных методик измерений.  Погрешность контролируемого средства  измерений определяется как разность между его показаниями и показаниями образцового средства измерений.

3.  Технические (рабочие)  измерения, в которых погрешность  результата измерения  определяется  характеристиками средств измерений.  Технические измерения выполняются в процессе производства и эксплуатации в целях проверки соответствия контролируемых параметров заданным, настройки различных устройств и т.д. Это самый распространенный класс измерений. Средства измерений, применяемые для этих измерений, называются рабочими средствами измерений.

Виды контроля

Контроль - это процесс  получения и обработки информации об объекте (параметре детали, механизма, процесса и т. д.) с целью определения  его годности или необходимости  введения управляющих воздействий  на факторы, влияющие на объект.

 Классификация видов контроля.

1) По возможности (или  невозможности) использования продукции  после выполнения контрольных  операций различают неразрушающий  и разрушающий контроль.

 При неразрушающем контроле соответствие контролируемого размера (или значения) норме определяется по результатам взаимодействия различных физических полей и излучений с объектом контроля. Интенсивность полей и излучений выбирается такой, чтобы не только не происходило разрушений объекта контроля, но и не менялись его свойства во время контроля. В зависимости от природы физических полей и излучений виды неразрушающего контроля разделяются на следующие группы: акустические, радиационные, оптические, радиоволновые, тепловые, магнитные, вихревые, электрические, проникающих веществ.

При разрушающем контроле определение соответствия (или несоответствия) контролируемого размера (или значения) норме сопровождается разрушением изделия (объекта контроля), например, при проверке изделия на прочность.

2) По характеру распределения  по времени различают непрерывный,  периодический и летучий контроль.

Непрерывный контроль состоит в непрерывной проверке соответствия контролируемых размеров (или значений) нормам в течение всего процесса изготовления или определённой стадии жизненного цикла.

При периодическом контроле измерительную информацию получают периодически через установленные интервалы времени t. Период контроля t может быть как меньше, так и больше времени одной технологической операции tоп. Если t = tоп, то периодический контроль становится операционным (или послеоперационным).

Летучий контроль проводят в случайные моменты времени.

3) В зависимости от  исполнителя контроль разделяется  на: самоконтроль, контроль мастером, контроль ОТК (отделом технического контроля) и инспекционный контроль (специально уполномоченными представителями). Инспекционный контроль в зависимости от того, какая организация уполномочила представителя проводить контроль подразделяется на: ведомственный, межведомственный, вневедомственный, государственный (выполняемый контролёрами Госстандарта).

4) По стадии технологического (производственного) процесса отличают  входной, операционный и приёмочный (приёмосдаточный) контроль.

Входному контролю подвергают сырьё, исходные материалы, полуфабрикаты, комплектующие изделия, техническую документацию и т.п., иначе говоря, всё то, что используется при производстве продукции или её эксплуатации.

Операционный  контроль ещё незавершённой продукции проводится на всех операциях производственного процесса.

Приёмочный контроль готовых, сборочных и монтажных единиц осуществляется в конце технологического процесса.

5) По характеру воздействия  на ход производственного (технологического) процесса контроль делится на активный и пассивный.

При активном контроле его результаты непрерывно используются для управления технологическим процессом. Можно сказать, что активный контроль совмещён с производственным процессом в единый контрольно-технологический процесс. Как правило, он выполняется автоматически.

Пассивный контроль осуществляется после завершения либо отдельной технологической операции, либо всего технологического цикла изготовления детали или изделия. Он может быть ручным, автоматизированным и автоматическим.

6) В зависимости от  места проведения различают подвижный  и стационарный контроль.

Подвижный контроль проводится непосредственно на рабочих местах, где изготавливается продукция (у станка, на сборочных и настроечных стендах и т.д.).

Стационарный  контроль проводится на специально оборудованных рабочих местах. Он применяется при необходимости создания специальных условий контроля; при наличии возможности включения в технологический цикл стационарного рабочего места контролёра; при использовании средств контроля, которые применяются только в стационарных условиях; при крупносерийном и массовом производстве.

7) По числу измерений  отличают однократный и многократный контроль.

8) По способу отбора  изделий, подвергаемых контролю, отличают сплошной и выборочный  контроль.

Сплошной (стопроцентный) контроль всех без исключения изготовленных изделий применяется при индивидуальном и мелкосерийном производстве, на стадии освоения новой продукции, по аварийным параметрам (размерам), при селективной сборке.

Выборочный контроль проводится во всех остальных случаях, чаще всего при крупносерийном и массовом производстве. Для сокращения затрат на контроль большой партии изделий (которую в математической статистике принято называть генеральной совокупностью) контролю подвергается только часть партии – выборка, формируемая по определённым правилам, обеспечивающим случайный набор изделий. Если число бракованных изделий в выборке превышает установленную норму, то вся партия (генеральная совокупность) бракуется.

Использованная литература:

1. «Основы стандартизации, метрологии, сертификации»/Самбук Г.П./Вострова Р.Н./Богданович Л.П./ Гомель 2008
2. http://www.referatcity.ru