Основы метрологического обеспечения производства

Основы метрологического обеспечения производства Метрологическое обеспечение Реализуется на основе установления применения правил норм технических средств Основы метрологического обеспечения Научные основы Метрология Нормативные основы Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ) Технические основы Организационные основы Системы государственных эталонов единиц ФВ Государственная метрологическая передачи размеров единиц ФВ от эталонов к служба рабочим СИ разработки, постановки на производство и Ведомственная метрологическая выпуска рабочих СИ служба государственных испытаний СИ стандартных образцов состава и свойств вещества и материалов стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов

Воспроизведение и хранение физических величин Физические величины Измеряемые Оцениваемые Основное уравнение измерения Q = q [Q], [Q] – единица физической величины; q – числовое значение физической величины. Суть измерения q [Q] < Q < (q+1) [Q].

Единицы физических величин системы СИ Величина Единица Обозначение Рекомендуемое Наиме но между нар Наименова ние Размерность обозначени ван русское одное ие Длина Основные L 1 метр м m кило грам Масса М m кг kg м Время Т t секунда с s Сила эл. тока I ампер А А Термодинамич. Q Т кельвин К К темп ра Кол во вещ ва N n, v моль mol Сила света J канделла кд cd Плоский угол Дополнительные — радиан рад rad стеради а Телесный угол — ср sr н

Передача размеров физических величин Поверочные схемы государственные локальные 1 3 3 4 5 6 5 а) б) в) Элементы поверочных схем передачи размера: а – от эталона 1 к объекту 5 методом 3; б от эталона 1 к объектам поверки 5 и 6 методом 3; в от эталона 1 к объекту поверки 5 методом 3 или 4.

Виды, методы и погрешности измерений Виды измерений По характеру результата По условиям измерений По способу измерений получения результата абсолютные равноточные прямые косвенные допусковые (пороговые) неравноточные совокупные относительные совместные динамические

Классификация погрешностей средств измерений Погрешности СИ По способу По отношению к По способу нормирования МХ внешним воздействиям выявления случайная систематическая (методическая, инструментальная, постоянная, абсолютная основная периодическая) дополнительная относительная приведенная

Погрешности средств измерений Абсолютная погрешность Δ=Х–Q Относительная погрешность Приведенная погрешность Полная погрешность Качество измерений: Требования к оценке: точность; состоятельность, т. е. правильность; при ; достоверность; несмещенность, т. е. ; n ®¥ единство измерений. эффективность, т. е. . х =х

Методы обработки результатов измерений 1. Многократные прямые равноточные измерения при вероятности Р. Плотность распределения отдельного и суммарного результата измерения

2. Неравноточные измерения 3. Однократные измерения (при ) при вероятности Р=0, 95; , 4. Косвенные измерения: А = f(Х, Y, … , Z) – искомая величина; оценка истинного значения величины А. 5. Совместные и совокупные измерения (например. для двух измеряемых величин f 1(x, у; α 1, β 1; …; а 1, b 1; …) = 0; f 2(x, у; α 2, β 2; …; а 2, b 2; …) = 0.

Метрологические характеристики (МХ) СИ диапазон измерений; предел измерения; цена деления шкалы; чувствительность S = Δу/Δх, Δу – изменение сигнала на выходе; Δх - изменение сигнала на входе; постоянная прибора С = 1/S; вариация (гистерезис) Н = |хв ху|, х в , х у – значения измерений образцовыми СИ при возрастании и убывании величины х; погрешность СИ Δ = Хси – Q, Х си , Q – показания СИ и действительное значение физической величины. В общем виде , Δ 0 – основная погрешность СИ; Δ i – дополнительная погрешность, вызванная изменением i – го влияющего фактора; абсолютная погрешность Δ = |х хд|, х и х д – показание СИ и действительное значение измеряемой величины; относительная погрешность.

Выбор средств измерений 1. Выбор СИ по предельному значению погрешности измерений для линейных размеров (ГОСТ 5. 051 -81) [Δизм] = (0, 20 – 0, 35)Т = ρТ, [ΔСИ] ≤ [Δизм], [ΔСИ] ~ 0, 7[Δизм]. Зависимость ρ от квалитета Квалитет 2 5 6 7 8 9 10 16 Средний 0, 35 0, 30 0, 25 0, 20 коэффициент ρ

Методы повышения достоверности измерительного контроля. с δ/2 +δ Допуск δ Допуск Производственный допуск Приемочн ые ые границы δ +δ с δ/2 а) б) в) Расположение приемочных границ.

Государственный метрологический контроль и надзор Сферы распространения государственного метрологического надзора: здравоохранение, ветеринария, охрана окружающей среды, обеспечение безопасности труда; торговые операции и взаимные расчеты между покупателем и продавцом; государственные учетные операции; обеспечение обороны государства; геофизические и гидрометеорологические работы; производство продукции, поставляемой по контрактам для государственных нужд; испытания и контроль качества продукции в целях определения соответствия обязательным требованиям государственных стандартов; обязательная сертификация продукции и услуг и другие области.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕТРОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ И НАДЗОР Госстандарт России ВНИИМС Государственные Органы государственной и общественные контрольные органы метрологической службы (Гостехнадзор, Госторгинспекция, Экологическая инспекция Виды надзора Виды контроля Надзор за состоянием и применением средств Утверждение измерений, методик выполнения измерений, типа соблюдением метрологических правил и норм средств измерений Поверка средств измерений Надзор за количеством фасованный товаров Лицензирование деятельности по выпуску, ремонту, продаже и прокату Надзор за количеством товаров, отчужденных при средств измерений совершении торговых операций Учет ресурсов, здравоохранение, торговля, сертификация, безопасность и др.

Территориальные органы метрологической службы Поверочные лаборатории ТЕРРИТОРИАЛЬНЫЕ ОРГАНЫ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ Калибровочные лаборатории СЛУЖБЫ Метрологические службы предприятий Измерительные лаборатории

Поверка средств измерений первичная периодическая внеочередная инспекционная экспертная Методы поверки (калибровки) средств измерений: непосредственное сличение с эталоном; сличение с помощью компаратора; прямые измерения величины; косвенные измерения величины.

Методики выполнения измерений (МВИ) Основные этапы разработки МВИ: выбор (разработка) метода и средств измерений; установление последовательности и содержания операций; метрологическая экспертиза проекта документов на МВИ; аттестация МВИ; обязательная для МВИ, используемых в сфере распространения государственного контроля и надзора; добровольная в порядке, установленном в данной организации; стандартизация МВИ. Метрологическая экспертиза документации (ТЗ, КД, ТД, документов обеспечения СК); объектов (сложных СИ, технологического оборудования). В ходе экспертизы: определяется номенклатура измеряемых и контролируемых параметров, диапазон их измерения и требования к точности; проводится оценка контролепригодности продукции; проводится выбор методов и СИ, ; разрабатываются и аттестуются МВИ; устанавливается правильность наименований и обозначений физических величин и их единиц и др. Анализ состояния измерений, контроля и испытаний проводится добровольно (с периодичностью 1 2 года); обязательно (при аттестации производства, сертификации систем менеджмента качества).

Международные организации по метрологии Международная организация мер и весов законодательной МОМВ метрологии МОЗМ Международная организация электротехническая по стандартизации комиссия ИСО МЭК

Контрольные вопросы и задания 1. Приведите примеры физических величин и единиц (основных и производных), относящихся к механике, оптике, магнетизму и электричеству. 2. В чем заключается единство измерений? 3. Что такое поверка СИ и какими способами она может проводиться? 4. Назовите основные виды и методы измерений. 5. Что такое качество измерений? 6. Дайте характеристику точечным и интервальным оценкам. 7. Как суммируются случайные и систематические погрешности? 8. В чем заключается нормирование метрологических характеристик средств измерений? 9. Что такое вероятность ошибок первого и второго рода? Что они характеризуют? 10. Дать характеристику выбора СИ по принципу безошибочности контроля. 11. Что понимают под метрологическим обеспечением производства? 12. В чем состоит государственный метрологический надзор и контроль? 13. Назовите основные виды поверок СИ. 14. Чем отличается «поверка средств измерений» от «калибровки средств измерений» ? 15. В чем заключается метрологическая экспертиза нормативно технической документации? 16. Какова роль метрологического обеспечения в управлении качеством продукции? 17. Почему необходимо обеспечение единства измерений? 18. Как отразится на результате измерений следование русской поговорке «Семь раз отмерь – один раз отрежь» , если вы измеряли линейный размер 7 раз и каждый раз с погрешностью ± 5%? 19. В каких случаях при метрологической экспертизе с достаточным основанием можно полагать, что единство и достоверность измерений обеспечивается?