Понятие многократного измерени. Метрологическое обеспечение

    Содержание

    Стр.

    Введение _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 3

    1. Понятие многократного измерения _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _3

    2. Понятие метрологического обеспечения  _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 5

    3. Организационная, научная и технические основы метрологического                 обеспечения _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 8

    3.1 Организационная основа метрологического обеспечения _ _ _ _ _ _ 8

    3.2 Научная основа метрологического обеспечения _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 12

    3.3 Технические основы метрологического  обеспечения _ _ _ _ _ _ _ _ 12

    4. Закономерности формирования результата  измерения _ _ _ _ _ _ _ _ 13

    Заключение  _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _  17

    Список  используемых источников _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _19  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Введение

    Измерения являются важным средством познания человеком природы и играют огромную роль в современном мире. Практически нет ни одной сферы деятельности человека, где бы интенсивно не использовались результаты измерений, испытания и контроля.

    Измерение физической величины – совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины.

    Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

    Проблема  обеспечения высокого качества продукции находится в прямой зависимости от степени метрологического обеспечения производства, т.е. умения правильно измерять самые разнообразные параметры качества материалов, комплектующих изделий, технологических процессов и технических объектов.

    Метрологическое обеспечение включает в себя установление и применение научных, технических, материальных, персональных, организационных, экономических и административных основ, правил и норм для достижения единства и требуемой точности измерений. 

    1. Понятие многократного измерения.

    Многократное  измерение – измерение физической величины одного и того же размера, результат которого получен из нескольких следующих друг за другом измерений, то есть состоящее из ряда однократных измерений.

    Необходимость многократных измерений некоторой физической величины ХИ возникает при наличии в процессе измерений значительных случайных погрешностей. В этом случае задача состоит в том, чтобы по результатам измерений найти наилучшую оценку истинного значения ХИ и интервал, в котором находится сама величина ХИ с заданной вероятностью.

    Точность  результата многократных наблюдений тем  выше, чем меньше систематическая составляющая их погрешности. Поэтому весьма важно выявление систематических погрешностей и исключение их из результатов наблюдений. К числу мер такого исключения относятся:

• устранение источников погрешностей до начала измерения;

• устранение (уменьшение) погрешностей в процессе измерения за счет использования соответствующих методов измерения.

    Многократное измерение одной и той же величины постоянного размера производится при повышенных требованиях к точности измерений. Такие измерения характерны для профессиональной метрологической деятельности и выполняются в основном сотрудниками государственной и ведомственных метрологических служб, а так же при тонких научных экспериментах. Это сложные, трудоемкие и дорогостоящие измерения, целесообразность которых должна быть всегда убедительно обоснована.

Метрологический анализ многократного измерения  показывает, что главной его особенностью является получение и использование большого объема апостериорной измерительной информации. Такой анализ обязательно предшествует многократному измерению и преследует те же цели, что и при однократном измерении, но с той разницей, что при многократном измерении распределение вероятности результата измерения устанавливается экспериментально. После анализа априорной информации и тщательной подготовки к измерению получают n независимых значений отсчета. Эта основная измерительная процедура может быть организована по-разному. Если изменением измеряемой величины во времени можно пренебречь, то все значения отсчета, являющегося случайным числом, проще всего получить путем многократного повторения операции сравнения с помощью одного и того же средства измерений. Если же из априорной информации можно заключить, что за время такой процедуры измеряемая величина существенно изменится, то ее измеряют одновременно несколькими средствами измерений, каждое из которых дает одно из независимых значений отсчета. Все значения отсчета x, независимо от способа их получения, переводятся затем в показания X, в которые вносятся поправки i . Если многократные измерения выполняются одним средством измерений, то поправки могут отличаться друг от друга из-за изменения во времени влияющих факторов. Если же используются одновременно несколько средств измерений, то поправки отличаются из за индивидуальных особенностей каждой из них. Для простоты будем считать их известными точно.

Весь  массив экспериментальных данных: характеризует результат измерения Q. Он может быть также описан с помощью функции распределения вероятности Q. Но нужно проверить, не было ли допущено ошибок при получении отдельных значений результата измерения.

2. Понятие метрологического  обеспечения.       

 Под метрологическим обеспечением (МО) понимается установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерении. Основной тенденцией в развитии метрологического обеспечения является переход от существовавшей ранее сравнительно узкой задачи обеспечения единства и требуемой точности измерений к принципиально новой задаче обеспечения качества измерений.  

       Качество измерений понятие более широкое, чем точность измерений. Оно характеризует совокупность свойств СИ, обеспечивающих получение в установленный срок результатов измерений с требуемыми точностью (размером допускаемых погрешностей), достоверностью, правильностью, сходимостью и воспроизводимостью.       

 Понятие  "метрологическое обеспечение" применяется, как правило, по отношению к измерениям (испытанию, контролю) в целом. В то же время допускают использование термина "метрологическое обеспечение технологического процесса (производства, организации)", подразумевая при этом МО измерений (испытаний или контроля) в данном процессе, производстве, организации.

Объектом  метрологического обеспечения являются все стадии жизненного цикла (ЖЦ) изделия (продукции) или услуги. Под ЖЦ понимается совокупность последовательных взаимосвязанных процессов создания и изменения состояния продукции от формулирования исходных требований к ней до окончания эксплуатации или потребления.     

 Так,  на стадии разработки продукции  для достижения высокого качества  изделия производится выбор контролируемых  параметров, норм точности, допусков, средств измерения, контроля и  испытания. Так же осуществляется  метрологическая экспертиза конструкторской и технологической документации.       

 При  разработке метрологического обеспечения необходимо использовать системный подход, суть которого состоит в рассмотрении указанного обеспечения как совокупности взаимосвязанных процессов, объединенных одной целью достижением требуемого качества измерений.

Такими  процессами являются:

• установление рациональной номенклатуры измеряемых параметров и оптимальных норм точности измерений при контроле качества продукции и управлении процессами;

• технико-экономическое обоснование и выбор СИ, испытаний и контроля и установление их рациональной номенклатуры;

• стандартизация, унификация и агрегатирование используемой контрольно-измерительной техники;

• разработка, внедрение и аттестация современных  методик выполнения измерения, испытаний и контроля (МВИ);

• поверка, метрологическая аттестация и калибровка контрольно-измерительного и испытательного оборудования (КИО), применяемого на предприятии;

• контроль за производством, состоянием, применением  и ремонтом КИО, а также за соблюдением метрологических правил и норм на предприятии;

• участие  в разработке и внедрении стандартов предприятия;

• внедрение  международных, государственных и  отраслевых стандартов, а также иных нормативных документов Госстандарта;

• проведение метрологической экспертизы проектов нормативной, конструкторской и технологической документации;

• проведение анализа состояния измерений, разработка на его основе и осуществление  мероприятий по совершенствованию МО;

• подготовка работников соответствующих служб и подразделений предприятия к выполнению контрольно-измерительных операций. 
        Метрологическое обеспечение имеет четыре основы: научную, организационную, нормативную и техническую. Отдельные аспекты МО рассмотрены в рекомендации МИ 2500-98 по метрологическому обеспечению малых предприятий. Разработка и проведение мероприятий МО возложено на метрологические службы (МС). Метрологическая служба - служба, создаваемая в соответствии с законодательством для выполнения работ по обеспечению единства измерений и осуществления метрологического контроля и надзора.

    3. Организационная, научная и технические основы метрологического обеспечения.

     3.1 ОРГАНИЗАПИОННАЯ ОСНОВА МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ.

    1) ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ СЛУЖБА.

    "Метрологическая служба" совокупность субъектов деятельности и видов работ, направленных на обеспечение единства измерений.

    В настоящее время метрологическая  служба России состоит из Государственной  метрологической службы, а также из метрологических служб органов Государственного управления и юридических лиц. Единство измерений этих служб заключается в руководстве Госстандартом России всей метрологической деятельностью, в единой основной задаче- обеспечении единства измерений и единых нормативных документах по вопросам метрологического обеспечения , имеющих обязательную силу на территории РФ.

    Государственная метрологическая служба включает: государственные научные метрологические центры (ГНМЦ); органы Государственной метрологической службы на территориях республик в составе Российской Федерации, автономной области, автономных округов, областей, городов Москвы и Санкт-Петербурга.

    В состав Государственной метрологической  службы входит ряд метрологических  научно-исследовательских институтов:

    Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы (ВИНИМС, г.Москва ), НПО "ВНИИ метрологии имени Д.И.Менделеева" (ВНИИМ, г.С-Петербург), НПО"ВНИИ физико-технических  и радиотехнических измерений" (ВНИИФТРИ, Московская область ), Сибирский государственный научно-исследовательский институт метрологии (СНИИМ, г.Новосибирск), Уральский научно-исследовательский институт метрологии (УНИИМ, г.Екатеринбург), Всероссийский научно-исследовательский институт расходометрии (ВНИИР, г.Казань), Восточно-сибирский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений (ВС ВНИИФТРИ, г.Иркутск). Государственные научные метрологические центры несут ответственность за создание, совершенствование, хранение и применение государственных эталонов, а также за разработку нормативных документов по обеспечению единства измерений. Научные центры являются хранителями государственных эталонов, проводят исследования в области теории измерений, принципов и методов высокоточных измерений, разработки научно-методических основ совершенствования Российской системы измерений.

    Органами  Государственной метрологической  службы являются центры стандартизации, метрологии и сертификации - ЦСМиС (их более 100), расположенные по всей территории России. В Москве расположен Российский центр испытаний и сертификации (РОСТЕСТ-Москва), в Санкт-Петербурге (Тест-С-Петербург). Органы Государственной службы проводят работы по поверке и калибровке средств измерений, осуществляют Государственный метрологический контроль и надзор за обеспечением единства измерений.