Основы метрологии и измерений
Понятие, предмет и задачи метрологии, качество измерений и способы его достижения. Калибровка средств измерений. Поверочные схемы и оборудование. Структура и функции метрологических служб. Организация метрологического обеспечения качества продукции.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 06.08.2015 |
| Размер файла | 43,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Основы метрологии и измерений
Содержание
1. Понятие, предмет и задачи метрологии
2. Качество измерений и способы его достижения
3. Понятие метрологического обеспечения
4. Организационные основы метрологического обеспечения
5. Научные и методические основы метрологического обеспечения
6. Правовые основы обеспечения единства измерений
7. Поверка (калибровка) средств измерений
8. Поверочные схемы и поверочное оборудование
9. Классы точности средств измерений
10. Универсальные измерительные средства
11. Ремонт и юстировка средств измерений
12. Структура и функции метрологических служб
13. Системы обеспечения единства измерений
14. Основы теории измерений
15. Средства измерений и методы измерений
16. Погрешности измерения
17. Международные организации по метрологии
18. Организация метрологического обеспечения качества продукции
Литература
1. Понятие, предмет и задачи метрологии
Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства к требуемой точности.
Современная метрология включает три составляющие: законодательную метрологию, фундаментальную (научную) и практическую (прикладную) метрологию. Из прикладной метрологии для нужд машиностроения выделяют технические измерения. В настоящее время к техническим измерениям, рассматриваемым во взаимной связи с точностью и взаимозаменяемостью в машиностроении, относят измерения линейных, угловых и радиусных величин. Результаты измерений выражают в узаконенных величинах.
Главная задача метрологии - обеспечение единства измерений, которая может быть решена при соблюдении двух условий:
1) выражение результатов измерений в единых узаконенных единицах;
2) установление допускаемых погрешностей результатов измерений и пределов, за которые они не должны выходить при заданной вероятности.
Основные задачи метрологии:
1) установление единиц физических величин, государственных эталонов и образцовых средств измерений, контроля и испытаний;
2) обеспечение единства измерений и единообразных средств измерений;
3) разработка методов оценки погрешностей состояния средств измерения, контроля и испытаний;
4) передача размеров единиц от эталонов или образцовых средств измерений рабочим средством измерений.
Нормативно-правовой основой метрологического обеспечения точности измерений является Государственная служба обеспечения единства измерений (ГСИ). Основные нормативные документы ГСИ ? государственные стандарты. Принята Международная система единиц (СИ), на основе которой для обязательного применения разработан ГОСТ 8.417-2002.
Главными единицами физических величин в СИ являются семь основных единиц и свыше 50 производных, имеющих специальные названия.
Основные единицы: метр ? м (длина), килограмм ? кг (масса), секунда ? с (время), ампер ? А (сила тока), кельвин ? К (термодинамическая температура), моль (количество вещества) и кандела ? кд (сила света).
Кратные и дольные единицы образуются умножением на степень числа 10. Им присвоены определенные названия и обозначения; мега - М (106), кило - к (103), милли - м (10-3), микро - мк (10-6) и др. Единство измерений поддерживают путем передачи единиц величин от элемента к рабочим средствам измерений, осуществляемой по ступенькам образцовых мер и измерительных приборов. Точность указанных мер понижается от ступеньки к ступеньке в 2-4 раза.
Средства измерений (СИ) в соответствии с поверочной схемой периодически подвергаются поверке, которая заключается в определении метрологическим органом погрешности средств измерений и установлении его пригодности к применению. Сеть метрологических органов называется метрологической службой. Деятельность этих органов направлена на обеспечение единства измерений и единообразия средств измерений путем проведения поверки, ревизии и экспертизы средств измерений.
Единообразие средств измерений - их состояние, характеризующееся тем, что они проградуированы в узаконенных единицах, а их метрологические свойства соответствуют нормам.
2. Качество измерений и способы его достижения
Качество измерений - совокупность свойств, обусловливающих получение результатов с требуемыми точностными характеристиками, в необходимом виде и в установленные сроки.
Качество измерений характеризуется такими показателями, как точность, правильность и достоверность. Эти показатели должны определяться по оценкам, к которым предъявляются требования состоятельности, несмещенности и эффективности.
Истинное значение измеряемой величины отличается от среднего значения на величину систематической погрешности. Оценку х' числовой характеристики закона распределения х, изображаемую точкой на числовой оси, называют точечной оценкой. В отличие от числовых характеристик оценки являются случайными величинами, причем их значение зависит от числа наблюдений.
Состоятельная оценка - оценка, которая сводится по вероятности к оцениваемой величине.
Несмещенная оценка - оценка, математическое ожидание которой равно оцениваемой величине.
Эффективная оценка - оценка, которая имеет наименьшую дисперсию.
Перечисленным требованиям удовлетворяет среднее арифметическое x результатов n наблюдений. Таким образом, результат отдельного измерения является случайной величиной.
Точность измерений - близость результатов измерений к истинному значению измеряемой величины. Если систематические составляющие погрешности исключены, то точность результата измерений х характеризуется степенью рассеяния его значения, т. е. дисперсией.
Правильность измерения определяется близостью к нулю систематической погрешности.
Достоверность измерений зависит от степени доверия к результату и характеризуется вероятностью того, что истинное значение измеряемой величины лежит в указанных окрестностях действительного. Эти вероятности называют доверительными вероятностями, а границы (окрестности) - доверительными границами, т. е. достоверность измерения - это близость к нулю случайной (или неисключенной) систематической погрешности.
Для количественной оценки качества измерений рассматривают влияние параметров измерений на погрешность их результатов. При планировании измерений и оценке их результатов задаются определенной моделью погрешностей: предполагают наличие тех или иных составляющих погрешности, закон их распределения, корреляционные связи и др.
Наряду с такими показателями, как точность, достоверность и правильность, качество измерительных операций характеризуется также сходимостью и воспроизводимостью результатов. Эти показатели наиболее распространены при оценке качества испытаний и характеризуют точность испытаний.
Два испытания одного и того же объекта одинаковым методом не дают идентичных результатов. Объективной мерой их могут служить статистически обоснованные оценки ожидаемой близости двух или более числа результатов, полученных при строгом соблюдении методики испытаний.
Сходимость - это близость результатов двух испытаний, полученных одним методом, на идентичных установках, в одной лаборатории.
Воспроизводимость отличается от сходимости тем, что оба результата должны быть получены в разных лабораториях.
3. Понятие метрологического обеспечения
Метрологическое обеспечение (МО) - установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерений.
Основной тенденцией в развитии МО является переход от существовавшей узкой задачи обеспечения единства и требуемой точности измерений к новой задаче обеспечения качества измерений.
Понятие «метрологическое обеспечение» применяется 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 МО являются все стадии жизненного цикла изделия (продукции) или услуги.
Жизненный цикл - совокупность последовательных взаимосвязанных процессов создания и изменения состояния продукции от формулирования исходных требований к ней до окончания эксплуатации или потребления.
На стадии разработки продукции для достижения высокого качества изделия производится выбор контролируемых параметров, норм точности, допусков, средств измерения, контроля и испытания.
При разработке МО 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:
1) установление рациональной номенклатуры измеряемых параметров и оптимальных норм точности измерений 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;
5) поверка, метрологическая аттестация и калибровка контрольно-измерительного и испытательного оборудования (КИО), применяемого на предприятии;
6) контроль за производством, состоянием, применением и ремонтом КИО, а также за соблюдением метрологических правил и норм на предприятии;
7) участие в разработке и внедрении стандартов предприятия;
8) внедрение международных, государственных и отраслевых стандартов, а также иных нормативных документов Госстандарта;
9) проведение метрологической экспертизы проектов нормативной, конструкторской и технологической документации.
10) проведение анализа состояния измерений, разработка на его основе и осуществление мероприятий по совершенствованию МО;
11) подготовка работников соответствующих служб и подразделений предприятия к выполнению контрольно - измерительных операций.
Метрологическое обеспечение имеет четыре основы: научную, организационную, нормативную, техническую.
Разработка и проведение мероприятий МО возложены на метрологические службы. Метрологическая служба - служба, создаваемая в соответствии с законодательством для выполнения работ по обеспечению единства измерений и осуществления метрологического контроля и надзора.
4. Организационные основы метрологического обеспечения
К организационным службам метрологического обеспечения относятся Государственная метрологическая служба и Ведомственная метрологическая служба:
Государственная метрологическая служба (ГМС) несет ответственность за метрологическое обеспечение измерений в стране на межотраслевом уровне и осуществляет государственный метрологический контроль и надзор. В состав ГМС входят:
- государственные научные метрологические центры, метрологические научно-исследовательские институты, несущие в соответствии с законодательством ответственность за создание, хранение и применение государственных эталонов и разработку нормативных документов по обеспечению единства измерений в закрепленном виде измерений;
- органы ГМС на территории республик в составе РФ, автономной области, автономных округов, краев, областей, 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 производством, состоянием, применением, ремонтом СИ, метрологическую экспертизу документации и важнейших видов продукции, методическое руководство МС юридических лиц. Руководство ГМС осуществляет Госстандарт;
Ведомственная метрологическая служба
В соответствии с Законом «Об обеспечении единства измерений» на предприятии для обеспечения МО может быть организована метрологическая служба во главе с представителем администрации, обладающим соответствующими знаниями и полномочиями. при выполнении работ в следующих сферах. Создание метрологической службы является обязательным:
- здравоохранение, ветеринария, охрана окружающей среды, обеспечение безопасности труда;
- торговые операции и взаимные расчеты между покупателем и продавцом, в том числе операции с применением игровых автоматов и устройств;
- государственные учетные операции;
- оборона государства;
- геодезические и гидрометеорологические работы;
- банковские, налоговые, таможенные и почтовые операции;
- производство продукции, поставляемой по контрактам для государственных нужд в соответствии с законодательством РФ;
- испытания и контроль качества продукции в целях определения соответствия обязательным требованиям государственных стандартов РФ;
- обязательная сертификация продукции и услуг;
- измерения, проводимые по поручению органов суда, прокуратуры, арбитражного суда, государственных органов управления РФ;
- регистрация национальных и международных спортивных рекордов.
Метрологическая служба государственного органа управления может включать:
- структурные подразделения главного метролога в центральном аппарате государственного органа;
- головные и базовые организации метрологических служб в отраслях и подотраслях, назначаемые органом управления;
- метрологическая служба предприятий, объединений, организаций и учреждений.
5. Научные и методические основы метрологического обеспечения
Государственные научные метрологические центры (ГНМЦ) образуются из числа находящихся в ведении Госстандарта предприятий и организаций или их структурных подразделений, выполняющих работы по созданию, совершенствованию, хранению и применению государственных эталонов единиц величин, а также ведущих разработку нормативных документов по обеспечению единства измерений и имеющих высококвалифицированные научные кадры.
Присвоение конкретному предприятию, организации статуса ГНМЦ не изменяет формы собственности и организационноправовой формы, а означает отнесение их к категории объектов, предполагающей особые формы государственной поддержки. Основные функции ГНМЦ:
1) создание, совершенствование, хранение и применение государственных эталонов единиц величин;
2) выполнение фундаментальных и прикладных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в области метрологии, в том числе по созданию уникальных опытно-экспериментальных установок, шкал и исходных мер для обеспечения единства измерений;
3) передача размеров единиц величин от государственных эталонов исходным;
4) проведение государственных испытаний средств измерений;
5) разработка оборудования, необходимого для оснащения органов ГМС;
6) разработка и совершенствование научных, нормативных, организационных и экономических основ деятельности по обеспечению единства измерений в соответствии со специализацией;
7) взаимодействие с метрологической службой федеральных органов исполнительной власти, предприятий и организаций, являющихся юридическими лицами;
8) информационное обеспечение предприятий и организаций по вопросам единства измерений;
9) проведение экспертизы разделов МО федеральных и иных программ;
10) проведение метрологической экспертизы и измерений по поручению органов суда, прокуратуры, арбитражного суда и федеральных органов исполнительной власти;
11) подготовка и переподготовка высококвалифицированных кадров;
12) участие в сличении государственных эталонов с Национальными эталонами других стран, разработке международных норм и правил.
В области научных и методических основ метрологического обеспечения Госстандарт России организует:
1) выполнение научно-исследовательских и опытно - конструкторских работ в закрепленных областях деятельности, а также устанавливает правила проведения работ по стандартизации, метрологии, сертификации и аккредитации, государственному контролю и надзору в подведомственных областях, осуществляет методическое руководство этими работами;
2) осуществляет методическое руководство обучением в областях стандартизации, метрологии и сертификации, определяет требования к уровню квалификации и компетентности персонала; организует подготовку, переподготовку и повышение квалификации специалистов.
6. Правовые основы обеспечения единства измерений
Вся метрологическая деятельность в Российской Федерации основывается на конституционной норме, которая устанавливает, что в федеральном ведении находятся стандарты, эталоны, метрическая система и исчисление времени, и закрепляет централизованное руководство основными вопросами законодательной метрологии, такими как единицы ФВ, эталоны и связанные с ними другие метрологические основы. В развитие этой конституционной нормы приняты законы «Об обеспечении единства измерений» и «О стандартизации», детализирующие основы метрологической деятельности.
Закон «О стандартизации» устанавливает правовые основы стандартизации в РФ, обязательные для применения, и определяет меры государственной защиты интересов потребителей и государства путем разработки и применения нормативных документов по стандартизации.
Для реализации положений законов «Об обеспечении единства измерений» и «О стандартизации», а также постановлений Правительства РФ разрабатываются и принимаются подзаконные акты - нормативные документы - документы, устанавливающие правила, общие принципы или характеристики, касающиеся различных видов деятельности или их результатов (ГОСТ Р 12-99 (2003)).
Нормативные документы по метрологии, действующие на территории России.
Государственный стандарт РФ - национальный стандарт, принятый федеральным органом исполнительной власти по стандартизации или федеральным органом исполнительной власти по строительству.
Национальный стандарт - стандарт, принятый национальным органом по стандартизации одной страны.
Межгосударственный стандарт - региональный стандарт, принятый государствами, присоединившимися к Соглашению о проведении согласованной политики в области стандартизации, метрологии и сертификации и применяемый ими непосредственно.
Региональный стандарт - стандарт, принятый региональной организацией по стандартизации и доступный широкому кругу пользователей. метрология поверочный калибровка качество
Международный стандарт - стандарт, принятый международной организацией по стандартизации.
Отраслевой стандарт - стандарт, принятый федеральным органом исполнительной власти в пределах его компетенции.
Стандарты научно-технических, инженерных обществ и других общественных объединений - разрабатываются и принимаются этими общественными объединениями для динамичного распространения и использования полученных в различных областях знаний результатов исследований и разработок.
Стандарт предприятия - стандарт, принятый субъектом хозяйствования.
Гармонизация стандарта - приведение его содержания в соответствие с другим стандартом для обеспечения взаимозаменяемости продукции, взаимного понимания результатов и испытаний, содержащихся в стандартах.
Гармонизированные стандарты - стандарты, принятые различными органами, распространяющиеся на одни и те же объекты стандартизации и обеспечивающие взаимозаменяемость продукции.
Правила по стандартизации, метрологии, сертификации, аккредитации представляют собой нормативный документ, устанавливающий обязательные для применения организационно-технические и общетехнические положения, порядки, методы выполнения работ в перечисленных выше областях.
7. Поверка (калибровка) средств измерений
Поверка средства измерений - установление органом или другими уполномоченными организациями пригодности СИ к применению на основании экспериментально определяемых МХ и подтверждение их соответствия установленным обязательным требованиям.
По действующему законодательству СИ, подлежащие государственному метрологическому контролю и надзору, должны подвергаться поверке при выпуске из производства или после ремонта, при ввозе по импорту и в процессе эксплуатации.
Поверка производится в соответствии с нормативными документами, утверждаемыми по результатам испытаний.
Результатом поверки является:
1) подтверждение пригодности СИ к применению. В этом случае на него или на техническую документацию наносится оттиск поверительного клейма или выдается свидетельство о поверке. Поверительное клеймо ? знак установленной формы, наносимый на СИ, признанные в результате их поверки годными к применению.
2) признание СИ непригодным к использованию. В этом случае оттиск поверительного клейма и (или) свидетельство о поверке аннулируются и выписывается свидетельство о непригодности. Форма клейма и свидетельства о поверке, порядок нанесения поверительного клейма устанавливаются Госстандартом России.
Первичная поверка проводится при выпуске СИ из производства или после ремонта, а также при ввозе СИ из-за границы партиями. Такой поверке подвергается каждый экземпляр СИ.
Периодическая поверка выполняется через установленные интервалы времени (межповерочные интервалы). Ей подвергаются СИ, находящиеся в эксплуатации или на хранении. Конкретные перечни СИ, подлежащих поверке, составляют их владельцы - юридические и физические лица. Органы ГМС в процессе надзора за соблюдением метрологических норм и правил проверяют правильность составления этих перечней.
Внеочередная поверка СИ проводится до наступления срока его периодической поверки.
Инспекционная поверка проводится органами МС при осуществлении государственного надзора или ведомственного контроля за состоянием и применением СИ.
Экспертная поверка проводится при возникновении спорных вопросов по МХ, исправности СИ и пригодности их к использованию. Ее проводят органы ГМС по письменному требованию заинтересованных лиц.
В сферах деятельности, где государственный метрологический надзор и контроль не являются обязательными, для обеспечения метрологической исправности СИ применяется калибровка.
Калибровка (калибровочные работы) - совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик и (или) пригодности к применению средства измерения, неподлежащего государственному метрологическому контролю и надзору.
Для проведения калибровочных работ создана Российская система калибровки. Это совокупность субъектов деятельности и калибровочных работ, направленных на обеспечение единства измерений в сферах, не подлежащих государственному метрологическому контролю и надзору и действующих на основе установленных требований к организации и проведению калибровочных работ.
8. Поверочные схемы и поверочное оборудование
Для обеспечения правильной передачи размеров единиц измерения от эталона к рабочим средствам измерения составляют поверочные схемы, устанавливающие метрологические соподчинения государственного эталона, разрядных эталонов и рабочих средств измерений.
Государственные поверочные схемы распространяются на все средства измерений данного вида, применяемые в стране.
Локальные поверочные схемы предназначены для метрологических органов министерств, распространяются они также и на средства измерений подчиненных предприятий. Все локальные поверочные схемы должны соответствовать требованиям соподчиненности, которая определена государственной поверочной схемой. Государственные поверочные схемы разрабатываются научно - исследовательскими институтами Госстандарта РФ, держателями государственных эталонов. Государственные поверочные схемы утверждаются Госстандартом РФ, а локальные ? ведомственными метрологическими службами или руководством предприятия.
Наименования эталонов и рабочих средств измерений обычно располагают в прямоугольниках (для государственного эталона прямоугольник двуконтурный). Здесь же указывают метрологические характеристики для каждой ступени схемы. В нижней части схемы расположены рабочие средства измерений, которые в зависимости от их степени точности (т. е. погрешности измерений) подразделяют на пять категорий: наивысшей точности; высшей точности; высокой точности; средней точности; низшей точности.
Наивысшая точность обычно соизмерима со степенью погрешности средства измерения государственного эталона. В каждой ступени поверочной схемы регламентируется порядок (метод) передачи размера единицы. Наименования методов поверки (калибровки) располагаются в овалах, в которых также указывается допускаемая погрешность метода поверки (калибровки). Основным показателем достоверности передачи размера единицы величины является соотношение погрешностей средств измерений между вышестоящей и нижестоящей ступенями поверочной схемы.
Строгое соблюдение поверочных схем и своевременная поверка разрядных эталонов - необходимые условия для передачи достоверных размеров единиц измерения рабочим средствам измерений.
Метрологическая экспертиза - анализ и оценивание экспертами-метрологами правильности применения требований, правил и норм, в первую очередь связанных с единством и точностью измерений. Она проводится с целью обеспечения эффективности использования контрольно-измерительного оборудования на всех стадиях жизненного цикла продукции и услуг. Различают экспертизу документации и экспертизу различных объектов. Метрологическую экспертизу проводят подразделения МС организаций и другие подразделения, разрабатывающие документацию под их методическим руководством и контролем. Номенклатура продукции, документация на которую подлежит метрологической экспертизе, устанавливается организацией. Результаты МЭ излагаются документально в экспертном заключении.
9. Классы точности средств измерений
При технических измерениях, когда не предусмотрено выделение случайных и систематических составляющих, когда не существенна динамическая погрешность СИ, когда не учитываются влияющие факторы и так далее, можно пользоваться присвоением СИ определенного класса точности по ГОСТ 8.401?80.
Класс точности - обобщенная метрологическая характеристика (МХ), определяющая различные свойства СИ. Класс точности СИ уже включает систематическую и случайную погрешности. Он не является непосредственной характеристикой точности измерений, выполняемых с помощью СИ, поскольку точность измерения зависит от метода измерения, взаимодействия СИ с объектом, условий измерения и т. д.
В связи с большим разнообразием как самих СИ, так и их МХ, ГОСТ 8.401?80 устанавливает несколько способов назначения классов точности. При этом в основу заложены следующие положения:
1) пределы допускаемых погрешностей, включающие систематические и случайные составляющие, служат в качестве норм;
2) основная и все виды дополнительных погрешностей нормируются порознь.
Первое положение свидетельствует о необходимости разрабатывать СИ с учетом однократного отсчета показаний по величине общей погрешности.
Второе положение направлено на обеспечение максимальной однородности однотипных СИ.
Если СИ предназначены для измерения одной и той же физической величины, но в разных диапазонах, или для измерения разных физических величин, то этим СИ могут присваиваться разные классы точности как по диапазонам, так и по измеряемым физическим величинам.
Если погрешность результатов измерений в данной области измерений принято выражать в единицах измерений величины или делениях шкалы, то принимается форма абсолютных погрешностей.
Если границы абсолютных погрешностей в пределах диапазона измерений практически постоянны, то принимается форма приведенной погрешности, а если эти границы нельзя считать постоянными, то учитывается форма относительной погрешности. Поэтому ГОСТ 8.401?80 в качестве основных устанавливает три вида классов точности СИ:
1) для пределов допускаемой абсолютной погрешности в единицах измеряемой величины или делениях шкалы;
2) для пределов допускаемой относительной погрешности в виде ряда чисел;
3) для пределов допускаемой приведенной погрешности с тем же рядом.
Классы точности СИ, выраженные через абсолютные погрешности, обозначают прописными буквами латинского алфавита или римскими цифрами. При этом чем дальше буква от начала алфавита, тем больше значения допускаемой абсолютной погрешности.
Класс точности, выраженный через относительную погрешность СИ, назначается двумя способами:
1) если погрешность СИ имеет в основном мультипликативную составляющую, то пределы допускаемой основной относительной погрешности устанавливают по формуле. Так обозначают классы точности мостов переменного тока, счетчиков электроэнергии, делителей напряжения, измерительных трансформаторов и др.;
2) если СИ имеют как мультипликативную, так и аддитивную составляющие, то класс точности обозначается двумя цифрами, соответствующими значениям СИ.
10. Универсальные измерительные средства
Механические измерительные приборы и инструменты:
1) бесшкальные инструменты (лекальные и поверочные линейки; синусные линейки; щупы; угольники);
2) штангенинструменты (две измерительные поверхности, между которыми устанавливается размер, одна из которых составляет единое целое с линейкой, а другая соединена с двигающейся по линейке рамкой);
3) измерительные головки ? механические отсчетные устройства;
4) микрометрические инструменты.
2. Оптические приборы - приборы, действие которых основано на использовании световой энергии:
1) микроскопы инструментальные предназначены для измерения наружных и внутренних линейных и угловых размеров изделий в прямоугольных и полярных координатах;
2) проектор в машиностроении - прибор, в котором оптическое устройство формирует изображение измеряемого объекта на рассеивающей поверхности, служащей экраном;
3) оптиметр - прибор для измерения линейных размеров сравнением с мерой;
4) оптический длиномер - прибор для измерения линейных размеров сравнением со значением по шкале;
5) гониометр - прибор для измерения углов бесконтактным методом с помощью автоколлиматора непосредственно по лимбу;
6) оптические делительные головки - головки, предназначенные для проведения угловых измерений и делительных работ;
7) интерферометр - измерительный прибор, основанный на интерференции света;
8) контактные интерферометры предназначены для измерения наружных размеров с использованием стеклянных пластин;
9) измерительная машина - прибор для измерения линейных размеров сравнением со шкалой;
10) универсальный микроскоп - оптический прибор для измерения линейных и угловых размеров в плоскости по оптическим шкалам.
3. Пневматические измерительные приборы - измерительные средства, в которых преобразование информации осуществляется через измерение параметров сжатого воздуха в воздушной магистрали:
1) прибор ротаметрического типа - прибор, где сжатый воздух под постоянным давлением поступает в нижнюю часть расширяющейся конической прозрачной трубки и через зазор выходит в атмосферу;
2) прибор манометрического типа - прибор, где сжатый воздух под постоянным давлением поступает в рабочую камеру, далее в измерительное сопло и через зазор - в атмосферу.
4. Электрические приборы - приборы, в которых процесс измерения осуществляется путем превращения линейной величины в электрическую:
1) электроконтактные измерительные приборы - приборы, которые преобразуют определенное изменение контролируемой величины в электрический сигнал;
2) индуктивные измерительные приборы - приборы, где с изменением размера контролируемого изделия изменяется воздушный зазор в замкнутом дросселе и сопротивление в цепи переменного тока;
3) емкостные измерительные приборы - приборы, где изменение контролируемого размера влечет изменение величины зазора между пластинками конденсатора;
4) фотоэлектрические приборы - приборы, где информация о перемещении меры относительно указателя поступает в виде световых сигналов на фотоэлемент.
5. Измерительно-информационная система - комплекс устройств, обеспечивающих одновременное получение необходимой измерительной информации о состоянии точности объекта.
11. Ремонт и юстировка средств измерений
Изменение метрологических характеристик средств измерений во времени обусловлено процессами старения в его узлах и элементах, вызванными взаимодействием с внешней окружающей средой. Основным фактором, определяющим старение СИ, является календарное время, прошедшее с момента их изготовления, т. е. возраст.
Скорость старения зависит от используемых материалов и технологий. Необратимые процессы, изменяющие погрешность, протекают очень медленно и зафиксировать эти изменения в ходе эксперимента невозможно. В связи с этим большое значение приобретают различные математические методы, на основе которых строятся модели изменения погрешностей и производится прогнозирование метрологических отказов.
Метрологический отказ - отказ технических характеристик средств измерений. Она описывается временными зависимостями параметров закона распределения погрешности. Метрологические надежность и стабильность являются различными свойствами одного и того же процесса старения СИ.
Метрологическая исправность - состояние СИ, при котором все нормируемые метрологические характеристики соответствуют установленным требованиям.
Метрологическая надежность - способность СИ сохранять его метрологическую исправность в течение заданного времени при определенных режимах и условиях эксплуатации.
Надежность СИ характеризует его поведение с течением времени и является обобщенным понятием, включающим стабильность, безотказность, долговечность, ремонтопригодность (для восстанавливаемых СИ) и сохраняемость.
Стабильность СИ - качественная характеристика, отражающая неизменность во времени метрологических характеристик средств измерений. Она описывается временными зависимостями параметров закона распределения погрешности. Метрологические надежность и стабильность являются различными свойствами одного и того же процесса старения СИ.
Нестабильность СИ - характеристика, отражающая изменение метрологических характеристик средств измерений за установленный интервал времени.
Безотказность - свойство СИ непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени. Она характеризуется двумя состояниями: работоспособным и неработоспособным.
Долговечность - свойство СИ сохранять свое работоспособное состояние до наступления предельного состояния.
Работоспособное состояние ? такое состояние СИ, при котором все его метрологические характеристики соответствуют нормированным значениям.
Предельное состояние - состояние СИ, при котором его применение недопустимо.
Ремонтопригодность - свойство СИ, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, восстановлению и поддержанию его работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта. Оно характеризуется затратами времени и средств на восстановление СИ после метрологического отказа и поддержание его в работоспособном состоянии.
Сохраняемость - свойство СИ сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после хранения и транспортирования.
12. Структура и функции метрологических служб
Метрологическая служба юридических лиц ? самостоятельные структурные подразделения, в состав которых могут входить калибровочные и поверочные лаборатории, а также подразделения по ремонту СИ. Метрологические службы должны быть аккредитованы органами Госстандарта в соответствии с ПР 50.2.013?97, где регламентирован порядок аккредитации метрологических служб юридических лиц на аттестации методик выполнения измерений и проведения метрологической экспертизы документов.
При аккредитации проверке подлежит наличие условий, обеспечивающих техническую компетентность метрологических служб в реализации возложенных на нее функций в области обеспечения единства измерений. Условия аккредитации предполагают наличие:
1) оборудования, необходимого для проведения работы в области аккредитации;
2) нормативных документов ГСИ и других нормативных документов в области аккредитации;
3) персонала, достаточного по количеству и квалификации (в области аккредитации);
4) помещений для проведения метрологических работ.
Аккредитация проводится на срок, не превышающий 5 лет.
Метрологические службы юридических лиц организуют свою деятельность на основе положений Законов «Об обеспечении единства измерений», «О стандартизации», «О сертификации продукции и услуг», а также постановлений Правительства РФ, административных актов субъектов Федерации, областей и городов, нормативных документов Государственной системы обеспечения единства измерений и постановлений Госстандарта РФ.
Основные задачи метрологических служб юридических лиц:
1) обеспечение единства и требуемой точности измерений;
2) повышение уровня метрологического обеспечения производства;
3) осуществление метрологического контроля и надзора.
В состав метрологических служб предприятий и организаций могут входить самостоятельные калибровочные лаборатории, а также структурные подразделения по ремонту средств измерений. Допускается возложение отдельных функций метрологической службы на иные структурные подразделения юридических лиц.
Права и обязанности структурных подразделений метрологической службы на предприятиях и в организациях определяются Положением о метрологической службе государственного органа управления или юридического лица (концерна, ассоциации и т. д.), утверждаемым их руководителем.
Метрологические службы предприятий особое внимание должны уделять состоянию измерений, соблюдению метрологических правил и норм при испытаниях и контроле качества выпускаемой продукции в целях определения соответствия обязательным требованиям государственных стандартов Российской Федерации при выполнении предприятием работ по обязательной сертификации продукции и услуг, в производстве продукции, поставляемой предприятием по контрактам для государственных нужд в соответствии с законодательством РФ.
Специалисты метрологических служб предприятия должны принимать активное участие в аттестации испытательных подразделений, в подготовке и аттестации производств и сертификации систем качества в соответствии с требованиями Системы сертификации продукции ГОСТа Р.
13. Системы обеспечения единства измерений
Единство измерений - состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин и погрешности измерений не выходят за установленные границы с заданной вероятностью.
Государственная система обеспечения единства измерений - комплекс нормативных документов межрегионального и межотраслевого уровней, устанавливающих правила, нормы, требования, направленные на достижение и поддержание единства измерений в стране (при требуемой точности), утверждаемых Госстандартом страны.
Основные объекты ГСИ включают:
1) единицы ФВ;
2) государственные эталоны и общесоюзные поверочные схемы;
3) методы и средства поверки средств измерений СИ;
4) номенклатура и способы нормирования метрологических характеристик (МХ) СИ;
5) нормы точности измерений;
6) способы выражения и формы представления результатов и показателей точности измерений;
7) методики выполнения измерений;
8) методики оценки достоверности и формы представления данных о свойствах веществ и материалов;
9) требования к стандартным образцам свойств веществ и материалов;
10) термины и определения в области метрологии;
11) организация и порядок проведения государственных испытаний СИ, поверки и метрологической аттестации СИ и испытательного оборудования;
12) калибровки СИ, метрологической экспертизы нормативно-технической, проектной, конструкторской и технологической документации, а также экспертизы и данных о свойствах материалов и веществ.
Государственное управление деятельностью по обеспечению единства измерений в РФ осуществляет Комитет Российской Федерации по стандартизации и метрологии (Госстандарт России), который является федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим межотраслевую координацию, а также функциональное регулирование в области стандартизации, метрологии и сертификации. В своей деятельности он руководствуется Конституцией РФ, федеральными законами, указами и распоряжениями Президента РФ, постановлениями и распоряжениями Правительства РФ, а также Положением о Государственном комитете Российской Федерации по стандартизации и метрологии.
В ведении Госстандарта России находятся:
1) государственная метрологическая служба;
2) государственная служба времени и частоты и определения параметров вращения Земли - сеть организаций, несущих ответственность за воспроизведение и хранение единиц времени и частоты и передачу их размеров, а также за обеспечение потребителей в народном хозяйстве информацией о точном времени, за выполнение измерений времени и частоты в установленных единицах и шкалах;
3) государственная служба стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов - сеть организаций, несущих ответственность за создание и внедрение стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов с целью обеспечения единства измерений;
4) государственная служба стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов - сеть организаций, несущих ответственность за получение и информационное обеспечение заинтересованных лиц данными о физических константах и свойствах веществ и материалов, основанных на исследованиях и высокочастотных измерениях.
14. Основы теории измерений
Теории измерений основаны на следующих принципах проектирования средств технических измерений и контроля.
Принцип Тэйлора. При наличии погрешностей формы и расположения геометрических элементов сложных деталей в соответствии с принципом Тэйлора надежное определение соответствия размеров всего профиля предписанным предельным значениям возможно лишь в том случае, если определяются значения проходного и непроходного пределов. Следовательно, любое изделие должно быть проконтролировано по двум схемам контроля: с помощью проходного и непроходного калибров по действительным значениям наибольшего и наименьшего размеров.
2. Принцип Аббе. Рассматривая процесс сравнения контролируемых и образцовых штриховых мер на продольных и поперечных компараторах, сформулировали принцип, в соответствии с которым минимальные погрешности измерения возникают, если контролируемый геометрический элемент и элемент сравнения находятся на одной линии - линии измерения. Принцип Аббе справедлив для поступательно перемещающихся звеньев. Его широко используют при выборе схем и конструирования средств измерения, при проектировании станков и т. д.
3. Принцип инверсии. Принцип инверсии основывается на существовании преемственности между тремя последовательными процессами, в которых участвует деталь (обработкой, контролем, эксплуатацией). Хотя при расчете погрешностей механизма и самой детали главное значение имеет эксплуатация, тем не менее анализ точности детали невозможен без совместного последовательного изучения всех фаз прохождения детали. Из принципа инверсии следует, что для определения погрешностей схема измерения должна соответствовать кинематической схеме формообразования, а также схеме функционирования детали, откуда вытекает условие правильности измерения. Измерение считается правильным, если:
1) траектория движения при измерении будет соответствовать траектории движения при формообразовании;
2) линия действия при измерении будет совпадать с линией действия при работе механизма (принцип Аббе);
3) базы измерения будут совпадать с конструкторской и технологической базами (правило единства баз).
Выбор средств измерения и контроля. Выбор средств измерения и контроля основывается на обеспечении заданных показателей процесса технического контроля и анализе затрат на реализацию процесса контроля. К обязательным показателям процесса контроля относят точность измерения, достоверность, трудоемкость, стоимость контроля.
При выборе средств измерения точность средств измерений должна быть достаточно высокой по сравнению с заданной точностью выполнения измеряемого размера, а трудоемкость измерения и их стоимость должны быть возможно более низкими, обеспечивающими наиболее высокие производительность труда и экономичность.
Недостаточная точность измерений приводит к тому, что часть годной продукции бракуют, в то же время по той же причине другую часть фактически негодной продукции принимают как годную.
Излишняя точность измерений, как правило, бывает связана с повышением трудоемкости и стоимости контроля качества продукции и ведет к удорожанию производства и ограничению выпуска продукции.
15. Средства измерений и методы измерений
Средства технических измерений подразделяются на три основные группы: меры, калибры, универсальные средства измерения (измерительные приборы, контрольно-измерительные приборы и системы).
Мера - средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. К мерам относятся плоскопараллельные меры длины (плитка) и угловые меры.
2. Калибры - устройства, предназначенные для контроля и нахождения в заданных границах размеров, взаимного расположения поверхностей и формы деталей. К ним относятся гладкие предельные калибры (скобы и пробки), резьбовые калибры (резьбовые кольца или скобы, резьбовые пробки) и т. п.
3. Измерительный прибор - устройство, вырабатывающее сигнал измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателей.
4. Измерительная система - совокупность средств измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей) и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи. Она предназначена для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматизированной обработки, передачи или использования в автоматических системах управления.
5. Универсальные средства измерения предназначены для определения действительных размеров. Любое универсальное измерительное средство характеризуется назначением, принципом действия, т. е. физическим принципом, положенным в основу его построения, особенностями конструкции и метрологическими характеристиками.
При измерительном контроле линейных и угловых величин применяют прямые измерения, реже встречаются относительные, косвенные или совокупные измерения.
Прямые методы измерений:
1) метод непосредственной оценки - метод, при котором значение величины определяют по отсчетному устройству измерительного прибора;
2) метод сравнения с мерой - метод, при котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой;
3) метод дополнения - метод, при котором значение измеряемой величины дополняется мерой этой же величины с таким расчетом, чтобы на прибор сравнения воздействовала их сумма, равная заранее заданному значению;
4) дифференциальный метод - характеризуется измерением разности между измеряемой величиной и известной величиной, воспроизводимой мерой. Метод позволяет получить результат высокой точности при использовании относительно грубых средств измерения;
5) нулевой метод аналогичен дифференциальному, но разность между измеряемой величиной и мерой сводится к нулю. При этом нулевой метод имеет то преимущество, что мера может быть во много раз меньше измеряемой величины;
6) метод замещения - метод сравнения с мерой, в которой измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой.
Нестандартизованные методы:
...Подобные документы
Теоретические основы и главные понятия метрологии. Методы нормирования метрологических характеристик средств измерений, оценки погрешностей средств и результатов измерений. Основы обеспечения единства измерений. Структура и функции метрологических служб.
учебное пособие [1,4 M], добавлен 30.11.2010Общие задачи метрологии как науки о методах и средствах измерений. Метрологическое обеспечение машиностроения, качество измерений. Метрологическая экспертиза документации и поверка средств измерений. Ремонт штангенциркулей, юстировка и поверочные схемы.
презентация [680,0 K], добавлен 15.12.2014Научно-технические основы метрологического обеспечения. Государственная метрологическая служба Казахстана, ее задачи и функции. Обеспечение единства измерений. Виды государственного метрологического контроля. Калибровка и испытание средств измерений.
курсовая работа [57,4 K], добавлен 24.05.2014Общая характеристика объектов измерений в метрологии. Понятие видов и методов измерений. Классификация и характеристика средств измерений. Метрологические свойства и метрологические характеристики средств измерений. Основы теории и методики измерений.
реферат [49,4 K], добавлен 14.02.2011Правовые основы метрологического обеспечения единства измерений. Система эталонов единиц физической величины. Государственные службы по метрологии и стандартизации в РФ. Деятельность федерального агентства по техническому регулированию и метрологии.
курсовая работа [163,5 K], добавлен 06.04.2015Метрологические свойства и характеристики средств измерений. Основные задачи, решаемые в процессе метрологической экспертизы. Поверка и калибровка средств измерений. Метрологическая экспертиза и аттестация. Структура и функции метрологической службы.
курс лекций [320,3 K], добавлен 29.01.2011Вопросы теории измерений, средства обеспечения их единства и способов достижения необходимой точности как предмет изучения метрологии. Исследование изменений событий и их частоты. Цифровые измерительные приборы. Методы, средства и объекты измерений.
курсовая работа [607,8 K], добавлен 30.06.2015Общие положения Государственной системы обеспечения единства измерений. Передача размеров единиц физических величин, их поверочные схемы. Способы поверки средств измерений. Погрешности государственных первичных и специальных эталонов, их оценка.
контрольная работа [184,3 K], добавлен 19.09.2015Основные термины и определения в области метрологии. Классификация измерений: прямое, косвенное, совокупное и др. Классификация средств и методов измерений. Погрешности средств измерений. Примеры обозначения класса точности. Виды измерительных приборов.
презентация [189,5 K], добавлен 18.03.2019Метрологическая аттестация средств измерений и испытательного оборудования. Система сертификации средств измерений. Порядок проведения сертификации и методика выполнения измерений. Функции органа по сертификации. Формирование фонда нормативных документов.
контрольная работа [38,3 K], добавлен 29.12.2009Научная, техническая и организационно-нормативная основы метрологического обеспечения объекта. Цель и задачи Государственной системы единства измерений. Определение числа систем измерений, переходящих за год из состояния использования в состояние поверки.
контрольная работа [158,6 K], добавлен 20.11.2014Повышение качества продукции как центральная задача современного производства. Общая характеристика критериев потребительского рынка. Рассмотрение особенностей метрологической аттестации средств измерений, применяемых в производственном объединении.
курсовая работа [62,3 K], добавлен 31.05.2013Метрологическое обеспечение строительства. Система разработки, постановки на производство и выпуска в обращение средств измерений, обеспечивающих определение с требуемой точностью характеристик продукции. Современное состояние метрологии в строительстве.
реферат [16,6 K], добавлен 16.09.2013Понятие, сущность, цели, задачи и законодательная регламентация государственной системы обеспечения единства измерений в России, особенности ее развития. Общая характеристика основных принципов законодательной метрологии и государственной стандартизации.
контрольная работа [15,8 K], добавлен 20.04.2010Анализ аппаратурно-технологической схемы производства сливочного масла методом преобразования высокожирных сливок. Обработка данных прямых измерений. Разработка карты метрологического обеспечения производства и контроля качества готовой продукции.
курсовая работа [217,2 K], добавлен 08.05.2011Основы, цели, задачи и функции стандартизации. Категории и виды стандартов, порядок их разработки. Органы и службы по стандартизации. Метрологические понятия. Классификация измерений. Роль метрологии. Вопросы сертификации в законах Российской Федерации.
реферат [109,1 K], добавлен 09.01.2009Общие вопросы основ метрологии и измерительной техники. Классификация и характеристика измерений и процессы им сопутствующие. Сходства и различия контроля и измерения. Средства измерений и их метрологические характеристики. Виды погрешности измерений.
контрольная работа [28,8 K], добавлен 23.11.2010Государственное регулирование в области обеспечения единства измерений. Схемы сертификации продукции и способы доказательства соответствия. Достоверность выборочного контроля. Документы в области стандартизации. Автоматизированная система контроля.
тест [66,2 K], добавлен 14.06.2011- Совершенствование метрологического обеспечения измерений в турбокомпрессорном цехе Узюм-Юганской ГКС
Общая характеристика предприятия и его метрологического обеспечения. Основные задачи метрологической экспертизы. Технологический процесс перекачки природного газа. Метрологическая экспертиза технологической документации. Обоснование точности измерений.
дипломная работа [217,1 K], добавлен 01.05.2011 История развития метрологии. Правовые основы метрологической деятельности в Российской Федерации. Юридическая ответственность за нарушение нормативных требований. Объекты, методы измерений, виды контроля. Международная система единиц физических величин.
шпаргалка [394,4 K], добавлен 13.11.2008
