Предмет и задачи метрологии

   1) установление  номенклатуры измеряемых параметров, а также наиболее подходящих  норм точности при контроле  качества продукции и управлении процессами;

   2) технико—экономическое  обоснование и выбор СИ, испытаний  и контроля и установление  их рациональной номенклатуры;

   3) стандартизация, унификация и агрегатирование  используемой контрольно—измерительной  техники;

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

   5) поверка,  метрологическая аттестация и  калибровки КИО или контрольно—измерительного,  а также испытательного оборудования, применяемого на предприятии;

   6) контроль за производством, состоянием, применением и ремонтом КИО, а также за точным следованием правил метрологии и норм на предприятии;

   7) участие  в процессе создания и внедрения  стандартов предприятия;

   8) внедрение  международных, государственных,  отраслевых стандартов, а также иных нормативных документов Госстандарта;

   9) проведение  метрологической экспертизы проектов  конструкторской, технологической  и нормативной документации;

   10) проведение  анализа состояния измерений,  разработка на его основе и  проведение различных мероприятий по улучшению МО;

   11) подготовка  работников соответствующих служб  и подразделений предприятия  к выполнению контрольно—измерительных  операций.

   Организация  и проведение всех мероприятий  МО является прерогативой метрологических служб. В основе метрологического обеспечения лежат четыре пласта. Собственно, они и носят в научной литературе аналогичное название – основы. Итак, это научная, организационная, нормативная и техническая основы. Особое внимание хотелось бы обратить на организационные основы метрологического обеспечения. К организационным службам метрологического обеспечения относят Государственную метрологическую службу и Ведомственную метрологическую службу.

   Государственная  метрологическая служба, или сокращенно  ГМС несет ответственность за обеспечение метрологических измерений в России на межотраслевом уровне, а также проводит контрольные и надзорные мероприятия в области метрологии. В состав ГМС входят:

   1) государственные  научные метрологические центры (ГНМЦ), метрологические научно—исследовательские институты, отвечающие согласно законодательной базе за вопросы применения, хранения и создания государственных эталонов и разработку нормативных актов по вопросам поддержания единства измерений в закрепленном виде измерений;

   2) органы  ГМС на территории республик,  входящих в состав РФ, органы  автономных областей, органы автономных  округов, областей, краев, городов  Москвы и Санкт—Петербурга.

   Основная  деятельность органов ГМС направлена  на обеспечение единства измерений в стране. Она включает создание государственных и вторичных эталонов, разработку систем передачи размеров единиц ФВ рабочим СИ, государственный надзор за состоянием, применением, производством, ремонтом СИ, метрологическую экспертизу документации и важнейших видов продукции, методическое руководство МС юридических лиц. Руководство ГМС осуществляет Госстандарт.

   Ведомственная  метрологическая служба, которая  согласно положениям Закона «Об  обеспечении единства измерений»  может быть создана на предприятии для обеспечения МО Во главе ее должен находиться представитель администрации, обладающий соответствующими знаниями и полномочиями При проведении мероприятий в сферах, предусмотренных ст 13 указанного Закона, создание метрологической службы является обязательным. В числе подобных сфер деятельности можно назвать:

   1) здравоохранение,  ветеринария, охрана окружающей  среды, поддержание безопасности  труда;

   2) торговые  операции и взаиморасчеты между  продавцами и покупателями, в  которые включаются, как правило, операции с использованием игровых автоматов и других устройств;

   3) государственные  учетные операции;

   4) оборона  государства;

   5) геодезические и  гидрометеорологические работы;

   6) банковские, таможенные, налоговые и почтовые операции;

   7) производство продукции, поставляемой по контрактам для нужд государства в согласии с законодательной базой РФ;

   8) контролирование  и испытания качества продукции  для обеспечения соответствия  обязательным требованиям государственных  стандартов РФ;

   9) сертификация товаров и услуг в обязательном порядке;

   10) измерения, проводимые  по поручению ряда госорганов: суда, арбитража, прокуратуры, государственных  органов управления РФ;

   11) регистрационная  деятельность, связанная с национальными  или международными рекордами в сфере спорта. Метрологическая служба государственного органа управления подразумевает в своем составе следующие компоненты:

   1) структурные подразделения  главного метролога в составе  центрального аппарата госоргана;

   2) головные и базовые организации метрологических служб в отраслях и подотраслях, назначаемые органом управления;

   3) метрологическая  служба предприятий, объединений,  организаций и учреждений.

   Другим важнейшим  разделом МО являются его научные  и методические основы. Так, основным компонентом данных основ становятся Государственные научные метрологические центры (ГНМЦ), которые создаются из состава находящихся в ведении Госстандарта предприятий и организаций или их структурных подразделений, выполняющих различные операции по вопросам создания, хранения, улучшения, применения и хранения госэталонов единиц величин, а, кроме того, разрабатывающих нормативные правила для целей обеспечения единства измерений, имея в своем составе высококвалифицированные кадры. Присвоение какому—либо предприятию статуса ГНМЦ, как правило, не влияет на форму его собственности и организационно—правовые формы, а означает лишь причисление их к группе объектов, обладающих особенными формами господдержки. Основными функциями ГНМЦ являются следующие:

   1) создание, совершенствование, применение и хранение госэталонов единиц величин;

   2) проведение прикладных  и фундаментальных научно—исследовательских  и конструкторских разработок  в сфере метрологии, в число  которых можно включить и создание  различных опытно—экспериментальных установок, исходных мер и шкал для обеспечения единства измерений;

   3) передача от госэталонов  исходных данных о размерах  единиц величин;

   4) проведение государственных  испытаний средств измерений;

   5) разработка оборудования, требующегося для ГМС;

   6) разработка и  совершенствование нормативных,  организационных, экономических  и научных основ деятельности, направленной на обеспечение  единства измерений в зависимости  от специализации;

   7) взаимодействие  с метрологической службой федеральных органов исполнительной власти, организаций и предприятий, обладающих статусом юридического лица;

   8) обеспечение информацией  по поводу единства измерений  предприятий и организаций

   9) организация различных  мероприятий, связанных с деятельностью ГСВЧ, ГСССД и ГССО;

   10) проведение экспертизы  разделов МО федеральных и  иных программ;

   11) организация метрологической  экспертизы и измерений по  просьбе ряда государственных  органов: суда, арбитража, прокуратуры  или федеральных органов исполнительной власти;

   12) подготовка и  переподготовка высококвалифицированных  кадров;

   13) участие в сопоставлении  госэталонов с эталонами национальными,  наличествующими в ряду зарубежных  государств, а также участие в  разработке международных норм  и правил.

   Деятельность ГНМЦ  регламентируется Постановлением  Правительства Российской Федерации  от 12.02.94 г. № 100.

   Важным  компонентом основы МО являются, как было сказано выше, методические инструкции и руководящие документы, под которыми подразумеваются нормативные документы методического содержания, разрабатываются организациями, подведомственными Госстандарту Российской Федерации. Так, в сфере научных и методических основ метрологического обеспечения Госстандарт России организует:

   1) проведение  научно—исследовательских мероприятий  и опытно—конструкторских работ  в закрепленных областях деятельности, а также устанавливает правила  проведения работ по метрологии, стандартизации, аккредитации и сертификации, а также по госконтролю и надзору в подведомственных областях, осуществляет методическое руководство этими работами;

   2) осуществляет  методическое руководство обучением  в областях метрологии, сертификации  и стандартизации, устанавливает требования к степени квалификации и компетентности персонала. Организует подготовку, переподготовку и повышение квалификации специалистов.

13. Погрешность  измерений 

 

   В практике  использования измерений очень  важным показателем становится их точность, которая представляет собой ту степень близости итогов измерения к некоторому действительному значению, которая используется для качественного сравнения измерительных операций. А в качестве количественной оценки, как правило, используется погрешность измерений. Причем чем погрешность меньше, тем считается выше точность.

   Согласно  закону теории погрешностей, если  необходимо повысить точность  результата (при исключенной систематической  погрешности) в 2 раза, то число  измерений необходимо увеличить в 4 раза; если требуется увеличить точность в 3 раза, то число измерений увеличивают в 9 раз и т. д.

   Процесс  оценки погрешности измерений  считается одним из важнейших  мероприятий в вопросе обеспечения  единства измерений. Естественно,  что факторов, оказывающих влияние на точность измерения, существует огромное множество. Следовательно, любая классификация погрешностей измерения достаточно условна, поскольку нередко в зависимости от условий измерительного процесса погрешности могут проявляться в различных группах. При этом согласно принципу зависимости от формы данные выражения погрешности измерения могут быть: абсолютными, относительными и приведенными.

   Кроме  того, по признаку зависимости  от характера проявления, причин  возникновения и возможностей устранения погрешности измерений могут быть составляющими При этом различают следующие составляющие погрешности: систематические и случайные.

   Систематическая  составляющая остается постоянной  или меняется при следующих  измерениях того же самого параметра.

   Случайная  составляющая изменяется при  повторных изменениях того же  самого параметра случайным образом.  Обе составляющие погрешности  измерения (и случайная, и систематическая)  проявляются одновременно. Причем  значение случайной погрешности  не известно заранее, поскольку оно может возникать из—за целого ряда неуточненных факторов Данный вид погрешности нельзя исключить полностью, однако их влияние можно несколько уменьшить, обрабатывая результаты измерений.

   Систематическая  погрешность, и в этом ее особенность, если сравнивать ее со случайной погрешностью, которая выявляется вне зависимости от своих источников, рассматривается по составляющим в связи с источниками возникновения.

   Составляющие  погрешности могут также делиться  на: методическую, инструментальную и субъективную. Субъективные систематические погрешности связаны с индивидуальными особенностями оператора. Такая погрешность может возникать из—за ошибок в отсчете показаний или неопытности оператора. В основном же систематические погрешности возникают из—за методической и инструментальной составляющих. Методическая составляющая погрешности определяется несовершенством метода измерения, приемами использования СИ, некорректностью расчетных формул и округления результатов. Инструментальная составляющая появляется из—за собственной погрешности СИ, определяемой классом точности, влиянием СИ на итог и разрешающей способности СИ. Есть также такое понятие, как «грубые погрешности или промахи», которые могут появляться из—за ошибочных действий оператора, неисправности СИ или непредвиденных изменений ситуации измерений. Такие погрешности, как правило, обнаруживаются в процессе рассмотрения результатов измерений с помощью специальных критериев. Важным элементом данной классификации является профилактика погрешности, понимаемая как наиболее рациональный способ снижения погрешности, заключается в устранении влияния какого—либо фактора.

14. Виды погрешностей 

 

   Выделяют  следующие виды погрешностей:

   1) абсолютная  погрешность;

   2) относительна  погрешность;

   3) приведенная  погрешность;

   4) основная  погрешность;

   5) дополнительная  погрешность;

   6) систематическая  погрешность;

   7) случайная  погрешность;

   8) инструментальная  погрешность;

   9) методическая  погрешность;

   10) личная  погрешность;

   11) статическая  погрешность;

   12) динамическая  погрешность.

   Погрешности  измерений классифицируются по  следующим признакам.

   По способу  математического выражения погрешности  делятся на абсолютные погрешности  и относительные погрешности.

   По взаимодействию изменений во времени и входной величины погрешности делятся на статические погрешности и динамические погрешности.

   По характеру  появления погрешности делятся  на систематические погрешности  и случайные погрешности.

   По характеру  зависимости погрешности от влияющих величин погрешности делятся на основные и дополнительные.

   По характеру  зависимости погрешности от входной  величины погрешности делятся  на аддитивные и мультипликативные.

   Абсолютная  погрешность – это значение, вычисляемое как разность между значением величины, полученным в процессе измерений, и настоящим (действительным) значением данной величины.

   Абсолютная  погрешность вычисляется по следующей  формуле:

   ΔQn =Qn −Q0,

   где AQn – абсолютная погрешность;

   Qn – значение некой величины, полученное в процессе измерения;

   Q0 – значение  той же самой величины, принятое  за базу сравнения (настоящее  значение).

   Абсолютная  погрешность меры – это значение, вычисляемое как разность между  числом, являющимся номинальным  значением меры, и настоящим (действительным) значением воспроизводимой мерой величины.

   Относительная  погрешность – это число, отражающее  степень точности измерения.

   Относительная  погрешность вычисляется по следующей  формуле:

 

 

 

   где ΔQ  – абсолютная погрешность;

   Q0 – настоящее  (действительное) значение измеряемой  величины.

   Относительная  погрешность выражается в процентах.

   Приведенная  погрешность – это значение, вычисляемое  как отношение значения абсолютной  погрешности к нормирующему значению.

   Нормирующее значение определяется следующим образом:

   1) для  средств измерений, для которых  утверждено номинальное значение, это номинальное значение принимается  за нормирующее значение;