Понятие многократного измерени. Метрологическое обеспечение

    Обеспечением  единства измерений заняты и другие Государственные службы: Государственная  служба времени и частоты и  определения параметров Земли (ГСВЧ), Государственная служба стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов (ГССО) , Государственная служба стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов (ГСССД). Госстандарт России осуществляет руководство этими службами и координацию их деятельностью.

    ГСВЧ  обеспечивает межрегиональную и  межотраслевую координацию работ  по обеспечению единства измерений  времени, частоты и определения  параметров вращения Земли; обеспечивает воспроизведение, хранение и передачу размеров единиц времени и частоты, шкал атомного, всемирного и координированного времени, координат полюсов Земли.

    ГССО  организует создание и использование  стандартных образцов состава и  свойств веществ и материалов (металлов и сплавов, медицинских  препаратов, минерального сырья, почв и др.) . Служба также обеспечивает разработку средств сопоставления характеристик стандартных образцов с характеристиками веществ и материалов, которые производятся промышленными, сельскохозяйственными и другими предприятиями для их идентификации или контроля.

    ГСССД занимается созданием достоверных  характеристик физических констант, свойств веществ и материалов, минерального сырья и др., периодически публикуя справочные данные.

    2) МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕСЛУЖБЫ ГОСУДАРСТВЕННЫХ ОРГАНОВ УПРАВЛЕНИЯ И ЮРИДИЧЕСКИХ ЛИЦ.

    Метрологические службы государственных органов управления и юридических лиц создаются для выполнения работ по обеспечению единства измерений, повышения уровня метрологического обеспечения. Допускается возложение отдельных функций метрологической службы на иные структурные подразделения. Метрологические службы государственных органов управления и юридических лиц организуют свою деятельность на основе положений Закона РФ "Об обеспечении единства измерений", других законодательных и нормативных документов, регламентирующие вопросы метрологии. Основные задачи, права и обязанности метрологических служб государственных органов управления и юридических лиц независимо от форм собственности определены в ПР 50.732-93 "ГСИ. Типовое положение о метрологической службе государственных органов управления и юридических лиц".

    Метрологическая служба государственного органа управления представляет собой систему, образуемую приказом руководителя государственного органа управления, которая может  включать: подразделение (службу) главного метролога в центральном аппарате; головные и базовые организации метрологической службы в отраслях; метрологические службы предприятий,

    К основным задачам метрологических  служб относятся:

-калибровка  средств измерений;

-надзор  за состоянием и применением средств измерений, аттестованными методиками выполнения измерений, эталонами единиц величин, применяемыми для калибровки средств измерений, соблюдением метрологических правил и норм, нормативных документов по обеспечению единства измерений;

-выдача  обязательных предписаний, направленных на предотвращение, прекращение или устранение нарушений метрологических правил и норм;

-проверка  своевременности представления  средств измерений на испытания  в целях утверждения типа средств  измерений, а также на поверку  и калибровку;

- анализ  состояния измерений, испытания  и контроля на предприятии,  в организации.

    Метрологические службы предприятий должны уделять  особое внимание состоянию измерений, соблюдению метрологических правил и норм в сферах деятельности предприятия, предусмотренных Законом (ст. 13): при испытаниях и контроле качества продукции в целях определения соответствия обязательным требованиям государственных стандартов, при выполнении предприятием работ по обязательной сертификации продукции и услуг и др.

    Специалисты метрологических служб предприятия должны принимать активное участие в аттестации испытательных подразделений, в подготовке к сертификации систем качества.

    Метрологические службы могут быть аккредитованы  на техническую компетентность а  осуществлении конкретной деятельности в области обеспечения единства и требуемой точности измерений.

    3.2. Научная основа метрологического обеспечения

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

    3.3. Технические основы метрологии

1. система государственных  эталонов единиц физических величин, обеспечивающая воспроизведение единиц с наивысшей  точностью;
2. система передачи размеров единиц физических величин от эталона всем средствам измерений с помощью образцовых средств измерений и других средств поверки;
3. система разработки, постановки на производство и выпуска в обращение рабочих средств измерений, обеспечивающих определение с требуемой точностью характеристик продукции, технологических процессов и других объектов в сфере материального производства, при научных исследованиях и других видах деятельности;
4. система обязательных государственных испытаний средств измерений, обеспечивающая единообразие средств измерений при разработке и выпуске в обращение;
5. система стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов, обеспечивающая воспроизведение единиц величин, характеризующих состав и свойства веществ и материалов.

    4. Закономерности формирования  результата измерения.

    Результаты  измерений являются продуктами нашего познания. Представляя собой приближенные оценки значений величин, найденные путем измерения, они зависят не только от них, но еще и от метода измерения, от технических средств, с помощью которых проводятся измерения, и от свойств органов чувств наблюдателя, осуществляющего измерения.

    Разница между результатами измерения X' и истинным значением Q измеряемой величины называется погрешностью измерения.

    1. Целью измерений является определение  истинных значений постоянной  или переменной величины. Результат  измерения является реализация  случайной величины равной сумме  истинного значения и погрешности.

    2. Наименьшие разряды числовых  значений результатов должны быть такими же, как и наименьшие разряды числовых значений отклонения абсолютной погрешности измерений.

    3. В качестве функций плотности  распределения вероятности погрешности  измерения или ее составляющих, следует принимать закон близкий к нормальному усеченному при соблюдении следующих условий: имеются основания полагать, что реальная функция плотности распределения симметричная, одно-модальная отличная от нуля на конечном интервале значений аргумента и другая информация о плотности распределения отсутствует.

    4. В тех случаях, когда нет  оснований, полагать, что эти условия  выполняются, принимают другую аппроксимирующую службу.

    5. Характеристики погрешностей измерений  указываются в единицах измеренной  величины (абсолютные) и в процентах (относительные) относительно результатов измерения.

    6. Характеристики погрешностей и  их статические оценки выражаются  числом, содержащим не более двух  значащих цифр. При этом третий  разряд округляется в большую  сторону. Допускается выражать  одной значащей цифрой.

    7. Характеристики погрешностей измерений  и условия, для которых они  действительно должны указываться  совместно с результатом измерения,  к которому они относятся или  документе, удостоверяющих свойства методики выполнения измерения.

    8. Представление результатов измерений изменяющихся во времени сопровождается указанием моментов времени соответствующих каждому из результатов. 

    9. Представление результатов измерений  полученных как среднее арифметическое  значение результатов многократных  наблюдений должно сопровождаться  показанием числа измерений и интервала времени, в течение которого они проведены.

    10.По  результатам испытаний образцов (проб) продукции принимается результат  измерения параметра определенного  при испытании, при фактических  установленных значений параметров  условий испытаний. Результат должен сопровождаться указанием характеристик погрешностей, а так же номинальное значение параметров условий испытаний.

    На  процесс измерения и получение  результата измерения оказывает  воздействие множество факторов: характер измеряемой величины, качество применяемых средств измерений, метод измерений, условия окружающей среды (температура, влажность, давление и др.), индивидуальные особенности оператора (специалиста, выполняющего  измерения) и др. Поэтому результат измерений будет отличаться от истинного значения измеряемой величины.    Отклонение  результата измерений от истинного значения измеряемой  величины  называют погрешностью измерения. Это теоретическое определение, так как истинное значение величины неизвестно. При метрологических работах вместо истинного значения  используют действительное, за которое принимают обычно  показание эталонов. В практической деятельности вместо истинного значения используют ее оценку.    По   форме  числового выражения погрешности  измерений подразделяются на абсолютные и  относительные (определяются отношением  абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой  величины (выражаются в единицах измеряемой величины). Например, вагон массой 50 т измерен с абсолютной погрешностью ± 50 кг, а относительная погрешность составляет ±0,1%.    По  источникам возникновения погрешности подразделяют на инструментальные  (обусловлены свойствами средств измерений), методические (возникают вследствие неправильного выбора модели измеряемого свойства объекта, несовершенства принятого метода  измерений, допущений  и упрощений при  использовании эмпирических  зависимостей и др.) и субъективные (погрешности оператора). С учетом такой классификации приведены способы оценивания  погрешностей измерении в НД по метрологии.     По характеру проявления погрешности измерений подразделяют   на систематические и случайные. Систематическая погрешность остается постоянной или изменяется по определен ному закону при повторных измерениях одной и той же вели чины. Если известны  причины, вызывающие  ее появления, то  ее можно обнаружить и исключить из результатов измерений.  Случайная погрешность изменяется случайным образом при повторных  измерениях одной и той же величины. В отличие от  систематической ее нельзя исключить из результатов измерений.  Однако  ее влияние может быть уменьшено  путем применения  специальных способов обработки результатов измерений, основанных  на положениях теории  вероятности и математической  статистики.     Для  характеристики качества измерений применяют такие  термины,  как точность, правильность, сходимость и воспроизводимость измерений.        

 Точность  — качество измерений, отражающее  близость их результатов к  истинному значению измеряемой  величины. Высокая точность измерений  соответствует малым погрешностям  всех видов, как систематических, так и случайных.    Правильность — качество измерений, отражающее близость к нулю  систематических погрешностей в их результатах. Результаты измерений  правильны постольку, поскольку они не искажены систематическими погрешностями.    Сходимость  —  качество измерений, отражающее  близость друг другу результатов измерений, выполняемых в одинаковых условиях (одним и тем же средством измерений, одним и тем же оператором). Для методик выполнения измерений это одна из важнейших характеристик.     Воспроизводимость — качество измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в раз личных условиях (в различное время, в разных местах, разными методами и средствами измерений). В процедурах испытаний продукции воспроизводимость является одной из важнейших характеристик.     В Законе РФ «Об  обеспечении единства измерений» установлено, что его положения направлены на  защиту интересов  граждан, правопорядка и экономики страны от последствий не достоверных результатов измерений.     Для реализации положений Закона  любая измерительная  информация  (приводимая в нормативных и технических документах, справочных пособиях и научно-технической литературе   и др.), предназначенная для практического- использования,   должна сопровождаться указанием характеристик погрешности   измерений. В зависимости от назначения результатов измерений, сложности и ответственности решаемых задач номенклатура выбираемых характеристик погрешностей измерений может   быть различной. Однако во всех случаях она должна обеспечивать возможность сопоставления и совместного использования   результатов измерений, достоверную оценку качества и эффективности решаемых измерительных задач.      Указанным требованиям удовлетворяют комплексы характеристик погрешности измерений, применение которых рекомендованы МИ   1317—86 <ГСИ. Результаты и характеристики погрешности   измерений. Формы  представления. Способы использования при   испытаниях образцов продукции и контроле их параметров».      Погрешности  измерений оказывают  влияние на результаты   контроля и испытания образцов продукции. При контроле продукции, параметры качества которых находятся близко к границе допускаемых значений, из-за погрешности измерений часть годных изделий может быть забракована (вероятности ошибок контроля первого рода Pi), а бракованные изделия могут быть приняты как годные (ошибки контроля второго рода Рз). Вероятности ошибок первого и  второго рода являются критериями достоверности контроля. Характеристики погрешности измерений  должны выбираться при контроле образцов продукции  в соответствии с требованиями достоверности контроля.