Точность методов и результатов измерений

Терминология и требования к точности методов и результатов измерений регламентированы в комплексе из шести государственных стандартов РФ – ГОСТ Р ИСО 5725 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений», введенных в действие в 2002 г.

Стандарт регламентирует систему контроля точности результатов измерений - указывает, каким образом можно обеспечить необходимую точность измерений, сравниваются по точности различные методы измерений, методики их выполнения, насколько при измерении одной и той же величины одна методика совершеннее другой или одна испытательная лаборатория лучше другой.

ТОЧНОСТЬ – степень близости результата измерений к истинному значению измеряемой величи­ны. ТОЧНОСТЬ может быть выражена обратной величиной относительной погрешности — 1/d.

ПРЕЦИЗИОННОСТЬ– степень близости друг к другу результатов измерений, полученных в конкретных регламентированных условиях; зависит от случайных погрешностей.

СХОДИМОСТЬ – свойство измерений, отражающее близость друг другу результатов измерений, выполняемых в одинаковых условиях, одним и тем же СИ, одним и тем же оператором.

ВОСПРОИЗВОДИМОСТЬ – свойство измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в различных условиях, в различное время, в раз­ных местах, разными методами и средствами измерений.

В ГОСТ 5725 установлены правила представления в стандартах на методы испытаний стандартных отклонений сходимости (воспроизводимости), пределов сходимости (воспроизводимости).

3. ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ (ГСИ)

Государственная политика и нормативно-правовое регулирование в сфере обеспечения единства измерений осуществляется федеральным органом исполнительной власти по техническому регулированию – Минпромэнерго России.

Минпромэнерго Россиипринимает следующие нормативные правовые акты в области метрологии:

- правила создания, утверждения, хранения и применения эталонов;

- порядок разработки и аттестации методик выполнения измерений (МВИ);

- порядок проведения государственного метрологического контроля;

- порядок представления СИ на поверку и испытания

Обеспечение единства измерений осуществляется государственной системой обеспечения единства измерений (ГСИ), реализуемой, управляемой и контролируемой федеральным органом исполнительной власти по метрологии – агентством Ростехрегулирование.

Ростехрегулирование действует в рамках Минпромэнерго России и осуществляет:

- руководство деятельностью Государственной метрологической службы и государственных справочных метрологических служб;

- ведение государственного реестра утвержденных типов средств измерений;

- государственный метрологический надзор.

Задачи Государственной системы обеспечения единства измерений:

- организация и проведение научных исследований с целью создания более совершенных и точных методов и средств воспроизведения единиц и передача их размеров;

- создание, утверждение, применение и совершенствование государственных первичных эталонов, вторичных эталонов, рабочих эталонов и РСИ;

- установление систем воспроизведения и передачи размеров единиц величин от государственных эталонов рабочим средствам измерений;

- установление требований к эталонам, СИ, МВИ, методикам поверки (калибровки) СИ;

- осуществление государственного метрологического контроля, который включает в себя испытания с целью утверждения типа СИ, поверку СИ; лицензирование деятельности физических и юридических лиц по изготовлению и ремонту СИ;

- осуществление государственного метрологического надзора за выпуском, состоянием и применением СИ, эталонами единиц величин, МВИ; соблюдением метрологических правил и норм;

- калибровка и сертификация СИ, не входящих в сферы ГМКиН;

- аттестация МВИ;

- аккредитация метрологических служб, поверочных, калибровочных, испытательных и аналитических ла-

бораторий, лабораторий НК и РК;

- организация подготовки и подготовка кадров метрологов.

Фундаментом нормативной базы метрологии является Закон РФ № 4871-1 «Об обеспечении единства измерений».

База представлена более 2800 НД:

- национальные стандарты (ГОСТ, ГОСТ Р) системы ГСИ – 420 ед.;

- российские правила по метрологии – 28 ед.,

- рекомендации метрологических институтов – 2186 ед.,

- методические указания, инструкции, РД.

Из них:

- основополагающие стандарты – 242 ед.,

- методики поверки СИ – 2002 ед.,

- государственные поверочные схемы – 182 ед.

Обеспечение единства измерений в стране осуществляется следующими субъектами метрологии:

- Государственная метрологическая служба (ГМС);

- справочные метрологические службы (СМС);

- метрологические службы федеральных органов исполнительной власти;

- метрологические службы юридических лиц.

В ГМСвходят:

- центральный аппарат агентства Ростехрегулирование;

- государственные научные метрологические центры;

- органы ГМС в субъектах РФ (более 90).

Государственные научные метрологические центры представлены такими институтами, как:

- ВНИИ метрологической службы (ВНИИМС, г. Москва),

- ВНИИ метрологии им. Д.И. Менделеева (ВНИИМ, г. СПб),

- Уральский НИИ метрологии (УНИИМ, г. Екатеринбург) и др.

Являются держателями государственных эталонов.

СПРАВОЧНЫЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ СЛУЖБЫ:

- Государственная служба времени, частоты и определения параметров вращения Земли (ГСВЧ) –

межрегиональная и межотраслевая координация работ по обеспечению единства измерений времени, частоты и определения параметров вращения Земли (для служб навигации и управления самолетами, судами и спутниками, Единой энергетической системы)

- Государственная служба стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов (ГССО) –

создание и применение системы стандартных (эталонных) образцов состава и свойств веществ и материалов (металлов и сплавов, нефтепродуктов, медицинских препаратов, образцов почв, газов, нефтей, минералов, образцов твердости материалов);

- Государственная служба стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов (ГСССД) – разработка достоверных данных о физических константах, о свойствах веществ и материалов (потребителями информации ГСССД являются организации, проектирующие технические изделия).

Метрологические службы федеральных органов исполнительной власти и юридических лиц могут создаваться в министерствах и ведомствах, на предприятиях, в организациях и учреждениях, являющихся юридическими лицами, для выполнения работ по обеспечению единства и требуемой точности измерений, осуществления метрологического контроля и надзора.

МС созданы в Минздравсоцразвития РФ, Минобороне РФ, Росатоме и др.федеральных органах исполнительной власти.

МС функционируют в РАО ЕЭС, ОАО Газпром, ОАО Транснефть, ОАО ЛУКОЙЛ и др.

ЛЕКЦИЯ №4

1. Методика выполнения измерений (МВИ).

2. Метрологическая надёжность средств измерений.

3. Государственный метрологический контроль

и надзор.

4. Калибровка средств измерений.

1. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ – это совокупность операций и правил, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с заданной (требуемой) погрешностью.

Содержание методик выполнения измерений и требования к ним регламентируются следующими документами:

· Закон об обеспечении единства измерений (статьи 9, 11, 17);

· ГОСТ 8.563-96. Методики выполнения измерений.

МВИ в зависимости от сложности и области применения приводятся в виде следующих документов:

· Отдельный нормативный документ (стандарт, рекомендация..);

· Разделнормативного документа (стандарта, рекомендации..);

· Раздел ТУ или паспорта на средство измерения.

В документах, регламентирующих МВИ, указывают:

· назначение МВИ;

· условия измерений;

· требования к погрешности измерений;

· метод измерений;

· требования к СИ, вспомогательным устройствам, материалам и пр.;

· операции по подготовке к выполнению измерений;

· операции при выполнении измерений;

· операции обработки и вычисления результатов измерений;

· установление пределов допускаемых значений абсолютной и относительной погрешности измерений;

· процедуру и периодичность контроля погрешности результатов измерений;

· требования к квалификации операторов;

· требования к безопасности и экологичности выполнения работ.

МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ НАДЁЖНОСТЬ

СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

В процессе эксплуатации метрологические характеристики средств измерений претерпевают изменения. Эти изменения приводят к ОТКАЗАМ.

ОТКАЗ – это невозможность средства измерения (СИ) выполнять свои функции.

Отказы делятся на НЕМЕТРОЛОГИЧЕСКИЕиМЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ.

НЕМЕТРОЛОГИЧЕСКИМ называется ОТКАЗ, обусловленный причинами, не связанными с изменением метрологических характеристик СИ. Эти причины носят главным образом явный характер, проявляются внезапно и могут быть обнаружены без проведения поверки.

МЕТРОЛОГИЧЕСКИМ называется ОТКАЗ, вызванный выходом метрологических характеристик из установленных допустимых границ.

МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ОТКАЗЫ: внезапные, постепенные.

ВНЕЗАПНЫМ называется ОТКАЗ, характеризующийся скачкообразным изменением одной или нескольких метрологических характеристик.

Эти отказы в силу их случайности невозможно прогнозировать. Их последствия (сбой показаний, потеря чувствительности и т.п.) легко обнаруживаются в ходе эксплуатации прибора, т. е. по характеру проявления они являются явными.

ПОСТЕПЕННЫМ называется ОТКАЗ, характеризующийся монотонным изменением одной или нескольких метрологических характеристик.

По характеру проявления постепенные отказы являются скрытыми и могут быть выявлены только по результатам периодического контроля СИ.

С понятием "метрологический отказ" тесно связано понятие МЕТ­РОЛОГИЧЕСКОЙ ИСПРАВНОСТИ СИ. Под ней понимается состояние СИ, при котором все нормируемые метрологические характеристики соответствуют установленным требованиям.

Способность СИ сохранять его метро­логическую исправность в течение заданного времени при определенных режимах и условиях эксплуатации называется МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ НАДЕЖНОСТЬЮ СИ.

НАДЕЖНОСТЬ СИ характеризует его поведение с течением времени и является обобщенным понятием, включающим:

· СТАБИЛЬНОСТЬ,

· БЕЗОТКАЗНОСТЬ,

· ДОЛГОВЕЧНОСТЬ,

· РЕМОНТОПРИГОДНОСТЬ,

· СОХРАНЯЕМОСТЬ.

СТАБИЛЬНОСТЬ СИ - характеристика, от­ражающая неизменность во времени метрологических характеристик СИ.

БЕЗОТКАЗНОСТЬ - свойство СИ непрерывно сохра­нять работоспособное состояние в течение некоторого времени.

РАБОТОСПОСОБНОЕ СОСТОЯНИЕ— это такое состояние СИ, при котором все его метрологические характеристики соответствуют нормированным значениям.

ДОЛГОВЕЧНОСТЬ - свойство СИ сохранять свое рабо­тоспособное состояние до наступления предельного состояния.

После метрологического отказа характеристики СИ путем со­ответствующих регулировок могут быть возвращены в допустимые диапазоны. Процесс проведения регулировок может быть более или менее длительным в зависимости от характера метрологического отказа, конструкции СИ и ряда других причин. Поэтому в характеристику надежности введено понятие РЕМОНТОПРИГОДНОСТЬ.

РЕМОНТОПРИГОДНОСТЬ — свойство СИ, заключающееся в:

· приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов,

· восстановлению и поддержанию его работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта.

Процесс изменения метрологических характеристик идет непрерывно и независимо от того, используется ли СИ или оно хранится на складе.

СОХРАНЯЕМОСТЬ -свойство СИ сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после хранения и транспортирования.