Виды и средства измерения. Стандартизация

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВЛАДИВОСТОТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЭКОНОМИКИ И СЕРВИСА

АКАДЕМИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Метрология и стандартизация»

Алешевская Екатерина

СО-ГС 10

1. Метрология, как наука о измерениях

Метрология - это наука об измерениях и методах обеспечения их единства.

Метрология изучает широкий круг вопросов, связанных как с теоретическими проблемами, так и с задачами практики. К их числу относятся: общая теория измерений, единицы физ. величин и их системы, методы и средства измерений, методы определения точности измерений, основы обеспечения единства измерений и единообразия средств измерений, эталоны и образцовые средства измерений, методы передачи размеров единиц от эталонов к рабочим средствам измерения. Большое значение имеет изучение метрологических характеристик средств измерений, влияющих на результаты и погрешности измерений.

1.1 Методы измерений

Методы измерений в зависимости от способа получения результата.

Прямое измерение - измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных.

Косвенное измерение - измерение, при котором искомое значение величины находят по известной зависимости межу этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям (нахождение плотности по массе и размерам)

Совокупные измерения - производимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомые значения величин находят из системы уравнений, получаемых при прямых измерениях (нахождение массы гири в наборе по известной массе одной из них и по результатам сравнения масс различных сочетаний гирь).

Совместные измерения - проводимые одновременно измерения двух или более неодноименных величин для выявления зависимости между ними.

Единица физической величины

Единица физической величины - физическая величина (ФВ) фиксированного размера, которой условно присвоено значение, равное единице, и применяемая для количественного выражения однородных физических величин. Различают основные, производные, кратные, дольные, когерентные, системные, внесистемные единицы. Производная единица - единица производной ФВ системы единиц, образованная в соответствии с уравнением, связывающим ее с основными единицами или же с основными и уже определенными производными. Производная единица называется когерентной, если в этом уравнении числовой коэффициент равен единице.

1.2 Международная система СИ

Включает в себя следующие величины:

1. длина (метр)

2. масса (килограмм)

3. время (секунда)

4. сила тока (ампер)

5. температура (кельвин)

6. сила света (кандела)

7. количество вещества (моль)

Погрешности измерений - отклонения результатов измерения от истинного значения измеряемой величины. Погрешности неизбежны, выявить истинное значение невозможно.

По числовой форме представления

· Абсолютная погрешность (А=Ад-Аизм (действит. минус измерянное)

· Относительные погрешности

· Относительная действительная

o Относительная измеренная

o Относительная приведенная

o Amax - максимальное значение шкалы прибора

По характеру проявления

· Систематические (могут быть исключены из результатов)

· Случайные

· Грубые или промахи (как правило, не включаются в результаты изм)

1.3 Классификация погрешностей в зависимости от эксплуатации приборов

стандартизация метрология международный измерение

Основная - это погрешность средства измерения при нормальных условиях.

Дополнительная погрешность - это составляющая погрешности средства измерения, дополнительно возникающая из-за отклонения какой-либо из влияющих величин или неинформативных параметров от нормативного значения или выхода за пределы нормальной области значений. Дополнительных погрешностей столько, сколько функций влияния или неинформативных параметров.

Измерительные преобразователи, измерительные приборы

Измерительные преобразователи - техническое средство, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или сигнал измерительной информации, удобный для обработки, хранения, индикации или передачи и имеющее нормированные метрологические характеристики. Различают: первичные Пр - первые в измерительной цепи, к которым подведена измеряемая величина; промежуточные; передающие; масштабные. Конструктивно обособленные Пр называют также датчиком. Измерительный прибор (ИП) - наиболее распространенное СИ, предназначенное для выработки измерительной информации в форме, доступной для восприятия наблюдателем (оператором). Имеют в своем составе меру. Различают ИП аналоговые, цифровые, показывающие, регистрирующие самопишущие, печатающие, интегрирующие, суммирующие, сравнения. СИ могут быть функционально объединены в измерительные установки. Если в них включены образцовые СИ, их называют поверочными установками. Если СИ соединяются между собой каналами связи и предназначаются для выработки измерительной информации в форме, доступной для восприятия, обработки и передачи, такую совокупность называют измерительной системой.

1.4 Отсчетное устройство (шкала и стрелка)

Отсчетное устройство - часть конструкции средства измерения, предназначенная для отсчета показаний. Может быть в виде шкалы, указателя, дисплея, экрана осциллографа и т.п.

Шкала - часть конструкции отсчетного устройства, состоящая из отметок и чисел, соответствующих последовательным значениям измеряемой величины. Отметки могут быть в виде черточек, точек, зубцов и пр. Указатели могут быть в виде каплевидных, ножевидных и световых стрелок.

Виды шкал, цена деления

Шкалы могут быть односторонние и двухсторонние, в зависимости от положения нуля. Если «0» находится в центре шкалы, то такая двусторонняя шкала называется симметричной. Шкалы характеризуются числом делений, длиной деления, ценой деления, диапазоном показаний, диапазоном измерений и пределами измерений. Деление - это промежуток между двумя соседними отметками шкалы. Длина деления - это расстояние, измеренное между осевыми двух соседних отметок по воображаемой линии, проведенной через середины самых коротких отметок шкалы. Диапазон показаний - это область значений шкалы, ограниченная начальным и конечным значениями. Диапазон измерений - это область значений величин, для которой нормирована предельная допустимая погрешность. Предел измерения - это наибольшее или наименьшее значение диапазона измерения. На каждом диапазоне прибор имеет два предела: ХВ - верхний предел, ХН -нижний предел.

Цена деления - это разность значений величин, соответствующих двум соседним отметкам шкалы. Для шкал с одним диапазоном измерения цена деления определяется по формуле, где С - цена деления, n - количество делений на участке между двумя соседними числовыми отметками Х1 и Х2; Х1 и Х2 - значения физической величины, соответствующие двум соседним числовым отметкам. Цена деления для приборов, имеющих несколько диапазонов измерения, вычисляется по формуле, где ХВ - верхний предел измерения, N - количество делений или номер последнего деления шкалы.

Чувствительность прибора (или чувствительность средства измерения) - это реакция на подведение к нему измеряемой величины. Чувствительность может вычисляться как абсолютная так и относительная, характеризующая чувствительность в данной отметке; так и по формуле, которая характеризует чувствительность по отношению к данному значению величины. Абсолютная чувствительность обратно пропорциональна цене деления Sa=1/C. Класс точности средств измерения - это обобщенная характеристика средства измерения, определяемая пределами основной и допускаемых дополнительных погрешностей и другими свойствами, влияющими на очность средства измерения, значения которых указаны в стандартах и технических условиях на данный вид средств измерений. Правила обозначения класса точности: обозначение класса точности зависит от способа выражения предела допустимой погрешности (основной) Если предел основной погрешности выражается в виде абсолютной погрешности, то класс обозначается в виде больших букв латинского алфавита или римских чисел, например: C, M, I. Классам точности, обозначаемым буквам, находящимся ближе к началу алфавита, или меньшими значащими цифрами, соответствуют меньшие пределы допускаемых погрешностей. Для средств измерений, пределы основной допускаемой погрешности которых принято выражать в форме приведенной погрешности, классы точности следует писать в виде чисел из предпочтительного ряда чисел: 110n; 1,510n; 210n; 2,510n; 410n; 510n; 610n, где n=1; 0; -1; -2; -3 и т.д. Если предел допускаемой погрешности выражается в виде относительной погрешности, то класс выбирается из приведенного ряда чисел, и обводится окружностью. Например, класс точности 2,5 Если предел допускаемой основной погрешности выражается в виде двухчленной формулы относительной погрешности, то класс обозначается в виде дроби c/d причем числа “c” и “d” выбираются из приведенного предпочтительного ряда. Например: класс точности -- 0,02/0,01

1.5 Классификация средств измерений

Средства измерений классифицируются по весьма разнообразным признакам, которые в большинстве случаев взаимно независимы, и в каждом СИ могут находиться почти в любых сочетаниях. Основные критерии:

· Принцип действия

· Способ образования показаний

· Способ получения числового значения измеряемой величины

· Точность

· Условия применения

· Степень защиты от внешних магнитных и электрических полей

· Устойчивость против механических воздействий и перегрузок

· Стабильность

· Чувствительность

· Пределы и диапазоны измерений

По некоторым признакам классификация различных СИ одинакова, по другим она различна. Некоторые признаки применимы к одним видам СИ и неприменимы к другим. Наибольшее число признаков охватывает классификация электроизмерительных приборов. Классификация СИ в зависимости от устойчивости к механическим воздействиям. По степени защиты от внешних воздействий различают СИ обыкновенные, пылезащищенные, брызго- водо- газозащищенные, герметические и взрывобезопасные. К обыкновенным по устойчивости к механическим воздействиям приборам и их вспомогательным частям относятся такие приборы и части, которые в упаковке для перевозки выдерживают без повреждения транспортную тряску на протяжении двух часов. Следующая категория - приборы обыкновенные с повышенной механической прочностью. Еще более требования предъявляются к приборам, тряскопрочным, вибропрочным и ударопрочным. Важна также устойчивость к перегрузкам. Электроизмерительные приборы могут выдерживать только кратковременную перегрузку. Их испытывают ударами током (девятью) в 10 раз превышающим номинальный, продолжительностью в 0,5 с и интервалом в одну минуту, с последующим одним ударом таким же током, продолжительностью в 5 сек.

Поверка средств измерений.

Поверка - совокупность действий, выполняемых для определения или оценки погрешностей СИ. Поверки бывают государственные (внеплановые), обязательные (при производстве прибора) и периодические. При поверке сравниваются меры или показатели измерительных приборов с более точной образцовой мерой или с показаниями образцового прибора. Класс точности образцового прибора должен быть на 3 единицы выше поверяемого. Операции поверки средств измерений. В операцию поверки входит редварительный внешний осмотр и проверка комплектности прибора. оверка производится по поверочной схеме, составленной соответствующей етрологической организацией. Сроки и методы поверки регламентируются ормативной документацией. Результаты поверки оформляются в виде ротокола и по окончании поверки делается вывод про пригодность данного рибора к эксплуатации. Методы поверки средств измерений. Поверка - совокупность действий, ыполняемых для определения или оценки погрешностей СИ.

Основные методы поверки:

· Путем непосредственного сличения

· С помощью приборов сравнения

· Поверка СИ по образцовым мерам

· Поэлементная поверка СИ

· Поверка измерительных приборов сравнения

2. Стандартизация

Стандартизация -- это деятельность по установлению правил и характеристик в целях их добровольного многократного использования, направленная на достижение упорядоченности в сферах производства и обращения продукции и повышение конкурентоспособности продукции, работ или услуг.^[1][2] также это деятельность по установлению норм, правил и характеристик в целях обеспечения безопасности продукции, работ и услуг для окружающей среды, жизни, здоровья и имущества, технической и информационной совместимости, а также взаимозаменяемости продукции; качества продукции, работ и услуг в соответствии с уровнем развития науки, техники и технологии; единства измерений; экономии всех видов ресурсов; безопасности хозяйственных объектов с учётом риска возникновения природных и техногенных катастроф и других чрезвычайных ситуаций; обороноспособности и мобилизационной готовности страны. Стандартизация направлена на достижение оптимальной степени упорядочения в определенной области посредством установления положений для всеобщего и многократного применения в отношении реально существующих или потенциальных задач. Эта деятельность проявляется в разработке, опубликовании и применении стандартов.

2.1 Принципы стандартизации

Стандартизация осуществляется в соответствии с принципами:

· добровольного применения документов в области стандартизации;

· максимального учёта при разработке стандартов законных интересов заинтересованных лиц;

· применения международного стандарта как основы разработки национального стандарта, за исключением случаев, если такое применение признано невозможным вследствие несоответствия требований международных стандартов климатическим и географическим особенностям Российской Федерации, техническим и (или) технологическим особенностям или по иным основаниям либо Российская Федерация в соответствии с установленными процедурами выступала против принятия международного стандарта или отдельного его положения;

· недопустимости создания препятствий производству и обращению продукции, выполнению работ и оказанию услуг в большей степени, чем это минимально необходимо для выполнения целей стандартизации;

· недопустимости установления таких стандартов, которые противоречат техническим регламентам;

· обеспечения условий для единообразного применения стандартов.

В технике стандартизация ведет к снижению себестоимости продукции, поскольку:

· позволяет экономить время и средства за счет применения уже разработанных типовых ситуаций и объектов;

· повышает надежность изделия или результатов расчетов, поскольку применяемые технические решения уже неоднократно проверены на практике;

· упрощает ремонт и обслуживание изделий, так как стандартные узлы и детали -- взаимозаменяемые (при условии, что сборка осуществлялась без пригоночных операций).

Стандартизация может быть малоэффективной в случаях, когда основной целью разработки изделия является достижение очень высоких функциональных характеристик, которые возможны при значениях основных параметров, не соответствующих стандартным.

Стандартизацию проводят органы стандартизации, наделенные законным правом руководить разработкой и утверждать нормативные документы и другие правила, придавая им статус стандартов. В России компетентными органами в области стандартизации являются ГОССТАНДАРТ России и ГосСтрой. Основополагающим нормативным документом по стандартизации ГОССТАНДАРТа России установлена «Государственная система стандартизации» (ГСС). Комплекс стандартов ГСС РФ (ГОСТ Р1.0, ГОСТ Р1.1, ГОСТ Р1.2 и др.) ^[3][4] представляют собой систему взаимоувязанных правил и положений, определяющих цели и задачи стандартизации, организацию и методику проведения работ по стандартизации во всех производственных отраслях России. ГСС устанавливает порядок разработки, оформления, согласования, утверждения, издания, обращения стандартов разных уровней стандартизации и других нормативных документов, а также контроля над их внедрением и соблюдением.

2.2 Сандартизия и её цели

Цель стандартизации - достижение оптимальной степени упорядочения в той или иной области посредством широкого и многократного использования установленных положений, требований, норм для решения реально существующих, планируемых или потенциальных задач. Основным этапом деятельности по стандартизации должны быть повышение степени соответствия продукта (услуги), процессов их функциональному назначению, устранение технических барьеров в международном товарообмене, содействие научно-техническому прогрессу и сотрудничеству в различных областях.

Цели стандартизации можно подразделить на общие и более узкие, касающиеся обеспечения соответствия. Общие цели вытекают прежде всего из содержания понятия. Конкретизация общих целей для российской стандартизации связана с выполнением тех требований стандартов, которые являются обязательными. К ним относятся разработка норм, требований, правил, обеспечивающих: безопасность продукции, работ, услуг для жизни и здоровья людей, окружающей среды и имущества; совместимость и взаимозаменяемость изделий; качество продукции, работ и услуг в соответствии с уровнем развития научно- технического прогресса; единство измерений; экономия всех видов ресурсов; безопасность хозяйственных объектов, связанная с возможностью возникновения различных катастроф (природного или техногенного характера) и чрезвычайных ситуаций; обороноспособность и мобилизационная готовность страны. Это определено Законом РФ «О стандартизации», принятым в 1993г. Конкретные цели стандартизации относятся к определенной области деятельности, отрасли производства товаров и услуг, к тому или иному виду продукции, предприятию и т.д.

Следовательно, предметом стандартизации как науки являются варианты повторяющихся ситуаций (или информация о них). Именно с ними оперирует стандартизация. Предмет стандартизации как науки не следует путать с понятием «объект стандартизации» как отрасли практической деятельности. Понятие «объект стандартизации» является основным для практических работ по стандартизации, так как отвечает на вопрос, чем должна заниматься стандартизация.

2.3 Объект стандартизации

Объектами стандартизации являются конкретная продукция, нормы, правила, требования, методы, термины, обозначения и т.д., имеющие перспективу многократного применения в науке, технике, промышленном и сельскохозяйственном производстве, строительстве, на транспорте, в культуре, здравоохранении и международной торговле. Стандартизация может касаться либо объекта в целом, либо отдельных составляющих (характеристик). Применительно, например, к мебели, конструктивные характеристики и требования безопасности могут быть изложены в двух стандартах.

Для более четкого понимания деятельности в области стандартизации следует разделить нормы и нормативные документы на две группы: - на повторяющиеся объекты нормотворчества; - на неповторяющиеся объекты нормотворчества. Последние под действия стандартизации не попадают (годовой план предприятия, приказ военачальника, указ президента и т.д.) Повторяющиеся объекты нормотворчества также подразделяются на две группы: - традиционно относящиеся к стандартизации или тяготеющие к ней; - традиционно не относящиеся к стандартизации, имеющие свои особые механизмы оптимизации и принятия решений, оформления нормативного документа (с особыми названиями) и его управления.

Это очень большая группа норм и нормативных документов, намного превышающая возможное число действующих стандартов в государстве, многие из которых обладают большей силой, чем стандарты, и оказывают большее влияние на судьбы людей. Это государственные законы, юридические кодексы, военные уставы, планы, приказы, распоряжения, медицинские рецептуры и т.д. В связи с этим определим понятие области стандартизации.

3. Стандартизация в метрологии

Понятие стандартизация в метрологии включает обширную область деятельности, в которую входят практически все аспекты жизнедеятельности современных предприятий. Стандартизация и метрология неразрывно связаны между собой. Стандартизация в метрологии один из самых необходимых и эффективных инструментов в организации метрологического обеспечения производства.

Во всех развитых странах используют стандартизацию и метрологию для улучшения роста и могущества страны. С их помощью решают вопросы повышения эффективности производства, увеличивают качество предметов производства. Стандартизация и метрология значительно влияют на качество жизни граждан страны. Правильно поставленная стандартизация в метрологии и метрологических службах способствует развитию предприятий во всех сферах деятельности.

В Российской Федерации внедрена государственная система стандартизации (ГСС), которая сводит воедино все требования и помогает упорядочить работы по стандартизации и метрологии на всех отечественных предприятиях. На основе комплекса ГСС ведется работа по стандартизации и метрологии на всех жизненных циклах продукции. На основе этого комплекса осуществляется метрологическое обеспечение и управление качеством продукции.

ГСС содержит не просто стандарты, все эти нормативные документы неразрывно связаны между собой. В них изложены основные определения, задачи качества, методы и пути решения задач стандартизации в метрологии и метрологического обеспечения. Изложены пути и методы использования и развития НТД по стандартизации и метрологии. Определена последовательность издания и применения стандартов и других нормативно-технических документов по стандартизации и метрологии. Определен порядок их корректировки и контроль за использованием и добровольным выполнением стандартов. При этом решен вопрос общих правил оформления стандартов, что должно содержаться в них и др.

Стандартизация в метрологии - определение и использование правил для организации метрологического обеспечения деятельности всех сторон участвующих в производственном процессе. Стандартизация в метрологии при производстве продукции должна решить следующие задачи: определить полный комплекс мер обеспечивающих качество продукта на всех стадиях его производства, обеспечить полное соответствие конечного продукта требованиям заказчика, обеспечить высокую производительность труда персонала и оборудования, оптимизировать расход исходных материалов, затраты энергии на производство, обеспечить безопасность труда при производстве продукции и дальнейшей эксплуатации изделий, а также оптимизировать время затраченное на производство продукции.

Объектами стандартизации в метрологии являются всё, что можно отнести к изделию. Это нормативные документы содержащие все правила и нормы допусков при производстве продукции. Это нормативные документы содержащие требования к качеству продукции и методы достижения этого качества. Но основная идея стандартизации в метрологии это то, что разрабатываемые стандарты могут многократно использоваться в других областях деятельности человека и различных отраслях государственного хозяйства.

Имеются различные сферы действия комплекса стандартов в метрологии.

В зависимости от формы руководства мы имеем:

· Государственную стандартизацию;

· Национальную стандартизацию;

· Международную стандартизацию.

Государственная стандартизация - стандартизация в метрологии которую проводят государственные органы власти. Они же разрабатывают и перспективные планы стандартизации.

Национальная стандартизация - это форма стандартизации в метрологии которая также проводится в государственном масштабе, но государственные органы власти не оказывают прямого руководства.

Международная стандартизация - осуществляется международными организациями специально созданными для этих целей. Как правило такие организации создаются несколькими государствами для решения вопросов торговли, совместных научных разработок, обеспечения совместной обороны и других вопросов взаимодействия.

Основные нормативно-технические документы используемые при стандартизации в метрологии это сам стандарт и технические условия.

Стандарт - нормативно-технический документ, в котором содержатся основные требования, разработаны и определены правила и нормы к объекту стандартизации. Стандарт обязательно должен быть утвержден уполномоченным на это органом.

Технические условия (ТУ) - нормативно-технический документ, в котором изложены требования к конкретным видам продукции. При производстве продукции ТУ является основным документом в комплексе документации на конкретное изделие.

Целями и направлениями стандартизации в метрологии являются:

· Определение основных требований к качеству произведенного продукта, для этого стандартизуют исходное сырье и комплектующие.

· Разработка критериев качества продукта или системы качества, с определением средств метрологического контроля и испытаний.

· Повышение унификации продукции.

· Обеспечение единства измерений, создание эталонов.

Размещено на Allbest.ru