Прямое многократное измерение. Особенности метрологического анализа МИ. Алгоритмы обработки результата МИ
Многократное измерение проводится в основном в профессиональной метрологической деятельности а также при проведении научных экспериментов. Они очень трудоемки и требуют затрат времени и средств.
последовательность действий при проведении многократного измерения.
1. Анализ априорной информации. При этом роль анализа в данном случае уменьшается.
2. Получение n независимых значений отсчета. Эта основная измерительная процедура, которая может быть организованная по-разному:
· Если измеряемая величин практически не изменяется во времени, то значения отсчета получают путем многократного повторения процедуры сравнения; при этом используют 1 прибор
· Если известно, что измеряемая величина может существенно измениться, то ее измеряют одновременно несколькими средствами измерений, каждое из которых дает одно из значений отсчета.
3. Перевод значений отсчета в показания и внесение в них поправок. 
(где i=1..n), при этом аддитивную поправку+, мультипликативную умножают.
4. Исключение ошибок. Выбор критерия зависит от числа результатов. Если ошибки есть, то их исключают и повторно определяют точечные оценки
5. Проверки нормальности закона распределения вероятности результата измерения. Дальнейшая обработка результатов измерений производится в зависимости от того, является ли закон распределения вероятности нормальным или нет. Проверка может проводится по нескольким критериям. Если число результатов измерений больше 50, нормальность проверяют по критерию Пирсона (строят гистограмму, вычисляют коэф.Пирсона и сравнивают его с табличним коэф.Пирсона.если вычисленный меньше табличного, то з-н нормальный), если число результатов меньше 50, но больше 10, то по составному критерию: при n меньше 10 статистические критерии использовать нельзя и решение принимается на основе прошлых измерений.
6) Определение доверительного интервала. Этот эта выполняется в зависимости от числа результатов и вида закона распределения.
А) - если закон нормальный, то при n>40 Е=tp·S где tр – коэффициент нормированного нормального распределения, зависит от вероятности.
- при n<40 Е=t·S где t – квантиль распределения Стьюдента, зависит от вероятности и числа результатов в серии.
Б) - если закон признан не нормальным, то стараются определить другой вид закона распределения. Если это удалось находят аналог доверительного интервала E*=a·S где а – коэффициент распределения аналогичный t.
В) - если вид закона распределения определить не удалось доверительный интервал находят с помощью неравенства Чебышева E=t*·S* где t*- коэффициент надежности, S*- аналог стандартного отклонения.
7)Записывают результат с использованием интервальных оценок. Результат измерений лежит в диапазоне 
, при Р= и n=
Если необходимо выразить с помощью точечных оценок, то указывают 
(среднее арифмет значение, оценка среднеквадратич отклонения)
7 Обеспечение единства измерений. Понятие…Правовая база…Области компетенции Федерального Агентства по техническому регулированию и метрологии в обеспечении единства измерений.
Единство измерений - состояние измерений, при котором их результаты выражены в допущенных к применению в Российской Федерации единицах величин, а показатели точности измерений не выходят за установленные границы.
Общие положения и основные понятия в области обеспечения единства измерений в нашей стране установлены Федеральным законом «Об обеспечении единства измерений» от 26 июня 2008 года № 102-ФЗ. Данный закон принят с целью соблюдения интересов граждан, общества и государства в тех областях деятельности, которые связаны с использованием результатов измерений.
Областью применения Федерального закона «Об обеспечении единства измерений» является регулирование отношений, возникающих при:
1) выполнении измерений;
2) установлении и соблюдении требований к измерениям, единицам величин, эталонам единиц величин, стандартным образцам, средствам измерений;
3) применении стандартных образцов, средств измерений, методик выполнения измерений и методов измерений;
4) осуществлении деятельности по обеспечению единства измерений.
Рисунок 1.1 – Группы измерений, проводимых в России
Согласно российскому законодательству, все проводимые в стране измерения можно условно разделить на две группы: измерения, к которым предъявляются обязательные для исполнения требования, и измерения, требования к которым устанавливаются на добровольной основе. В свою очередь, первую группу можно разбить на две подгруппы, как показано на рисунке 1.1.
Измерения, к которым предъявляются обязательные для исполнения требования, согласно закону, выполняются при:
1) осуществлении деятельности в области здравоохранения;
2) осуществлении ветеринарной деятельности;
3) осуществлении деятельности в области охраны окружающей среды;
4) осуществлении деятельности по обеспечению безопасности при чрезвычайных ситуациях;
5) выполнении работ по обеспечению безопасных условий труда и охраны труда (например, на производстве или в других областях);
6) осуществлении производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта;
7) осуществлении торговли и товарообменных операций, выполнении работ по расфасовке товаров;
8) выполнении государственных учётных операций;
9) оказании услуг почтовой связи и учёте объёма оказанных услуг электросвязи операторами связи;
10) осуществлении деятельности в области обороны и безопасности государства;
11) осуществлении геодезической и картографической деятельности;
12) осуществлении деятельности в области гидрометеорологии;
13) проведении банковских, налоговых и таможенных операций;
14) выполнении работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям;
15) проведении официальных спортивных соревнований, обеспечении подготовки спортсменов высокого класса;
16) выполнении поручений суда, органов прокуратуры, государственных органов исполнительной власти;
17) осуществлении мероприятий государственного контроля (надзора).
Таким образом, обязательные государственные требования предъявляются к тем измерениям, от результатов которых зависит здоровье, безопасность и имущественные интересы граждан, безопасность и имущественные интересы организаций, а также безопасность и экономика государства.
Перечисленные выше области относятся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений. Обязательные требования устанавливаются не только к измерениям, но и к эталонам единиц величин, стандартным образцам, средствам измерений и методикам выполнения измерений.
Федеральный закон «Об обеспечении единства измерений» гармонизирован с международными метрологическими нормами и признаёт первенство международных договоров России в области обеспечения единства измерений.
8 Поверка средств измерений.СИ, подлежащие поверке. Правовая база…Виды…Способы проведения…классификация и характеристика
Понятие «Поверка средств измерений» – это одно из главных понятий законодательной метрологии и обеспечения единства измерений.
Поверка средств измерений – совокупность операций, выполняемых в целях подтверждения соответствия средств измерений метрологическим требованиям.
Средства измерений, предназначенные для применения в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, до ввода в эксплуатацию, а также после ремонта, подлежат первичной поверке; в процессе эксплуатации – периодической поверке. За своевременное представление средств измерений на поверку отвечают их владельцы.
Проводить поверку имеют право:
1) государственные региональные центры метрологии;
2) юридические лица и индивидуальные предприниматели.
Все перечисленные организации должны быть аккредитованы в области обеспечения единства измерений. Правительством Российской Федерации устанавливается перечень средств измерений, поверка которых осуществляется только государственными региональными центрами метрологии.
Результаты поверки средств измерений удостоверяется знаком поверки или свидетельством о поверке. Знак поверки наносится на средство измерений, если это возможно, и на свидетельство о поверке. Порядок проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке устанавливается органами Ростехрегулирования. Сведения о результатах поверки средств измерений, предназначенных для использования в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, передаются в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений; передачу сведений осуществляют организации, проводившие поверку.
Если средство измерений не предназначено для применения в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, то оно может подвергаться поверке в добровольном порядке.
По решению агентства по техническому регулированию и метрологии право на проведение поверки могут иметь ГосМетрологическиеСлужбы и МС предприятий. Человек проводящий поверку называется поверителем. Положительные результаты поверки удостоверяются поверительным клеймом или свидетельством о поверке.
Виды поверок:
1) Первичная – проводится для СИ утвержденных типов при выпуске их из производства, после ремонта или при ввозе из-за границы. Первичную поверку не проходят СИ единичного производства. После первичной поверки устанавливают длительность первого межповерочного интервала.
2) Периодическая поверка – проводится для СИ, находящихся в эксплуатации. Проводится через определенные интервалы времени. Необходимость в такой поверке вызвана возможностью утраты СИ нужных значений метрологических характеристик
3) Внеочередная поверка проводится при:
- Необходимости подтвердить пригодность Си к применению;
- В случае применения Си как комплектующего при истечении половины межповерочного срока;
- В случае повреждения поверительного клейма или утере свидетельства о поверке;
- При вводе в эксплуатацию после длительно консервации;
- при отправке Си потребителю после истечения половины межповерочного срока.
4) Экспертная поверка – проводится при возникновении разногласий по вопросам пригодности СИ к применению.
5) Инспекционная поверка – проводится в рамках гос. Надзора или ведомственного контроля для контроля качества первичных или периодических поверок.
В отличие от калибровки, поверка является обязательной.
9 Калибровка СИ…Правовая база…Виды…Принципы построения Российской системы калибровки
Средства измерений, не предназначенные для применения в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, могут в добровольном порядке подвергаться калибровке.
Калибровка средств измерений – совокупность операций, выполняемых в целях определения действительных значений метрологических характеристик средств измерений.
Для проведения калибровки должны использоваться рабочие эталоны единиц величин, прослеживаемые (то есть, периодически сличаемые) к государственным первичным эталонам единиц величин, а при их отсутствии – к национальным эталонам единиц величин иностранных государств.
Юридические лица или индивидуальные предпринимали, выполняющие калибровку, могут быть аккредитованы в области обеспечения единства измерений. Результаты калибровки средств измерений, выполненные аккредитованными организациями, могут быть использованы при поверке средств измерений в порядке, установленном органами Ростехрегулирования.
Калибровка СИ – это совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик и пригодности к применению СИ, не подлежащих ГосМетролКонтролю и Надзору.
Калибровке подлежат те СИ, кот.не подлежат поверке. Поверка отличается от калибровки тем, что при поверке определяются соответствия метрологических характеристик СИ требованиям паспорта, а При калибровке определяются только действительные значения метрологических характеристик.
Калибровке подвергаются средства измерения неиспользуемые в сферах распространения ГМН. Они подвергаются калибровке в процессе эксплуатации.
Калибровке подвергаются СИ в процессе эксплуатации. Существует 2 вида калибровки:
1) Калибровка, проводимая предприятием для собственных нужд.
2) Калибровка, проводимая предприятием для других предприятий. Калибровку обычно проводят контрольные служюы предприятий. Если К явл.формой зарабатывания денег для предприятия, то лабратория, проводящая К, должна быть аккредитована на право проведения К работ. Аккредитация дает лаборатории право выдавать сетрификат о К от имени организации, ее аккредитовавшей.
Независимо от вида К, ее положительные результаты удостоверяют калибровочным знаком, наносимым на СИ, сертификатом о К, записью в формуляре прибора.
В отличии от поверки, К явл.добровольной процедурой.
Российская система калибровки (РСК)явл. добровольной организацией, созданной для упорядочения К работ. В систему К входят:
- организации, занимающиеся К работами по опред. правилам;
- К лаборатория – основное звено РСК, может быть самостоятельной организацией или входить в состав метрологической службы организации;
- Федеральное агентство по метрологии России осуществляет координацию деятельности РСК;
- организации – заказчики К.
Построение РСК основано на принципах:
1 добровольное вступление
2 обязательность получения результатов единиц величин от гос.эталонов
3 компетентность персонала
4 самоокупаемость и самофинансирование.
10 Эталоны единиц физической величины…Классификация…
В метрологической деятельности должен обеспечиваться принцип единства измерений. Основным элементом обеспечения этого принципа являются эталоны физических величин.
Эталон физ величины – средство измерения или комплект средств измерения, обеспечивающих воспроизведение и хранение единиц с целью передачи их размеров рабочим СИ.
Эталон качества воспроизводит качество продукции в рамках поставленной цели.
Существует несколько способов классификации эталонов.
По точности и соподчиненности:
1) Первичные эталоны – предназначены для воспроизведения единиц величин с наивысшей точностью. Разновидностью явл специальные Э, предназнасен. Для воспроизведения ед.вел в специальных условиях. Первичные и спец. Э, утвержденные в качестве исходных для страны, называются государственными (национальными) Э. на каждый такой Э разрабатывается ГОСТ
2) Вторичные эталоны – по точности они подчиняются государственным, к ним относят:
А) Эталоны копии, предназначены для передачи размера единицы величины рабочим эталонам.
Б) Эталоны сравнения, предназначены для взаимного сличения эталонов, которые не могут быть непосредственно сличены друг с другом.
В) Эталон свидетель, предназначен для хранения единицы физ. Величин, воспроизводимый гос. Э. его используют для замены гос.эталона в случае его утраты.
Г) Рабочие эталоны, предназначены для поверки наиболее точных СИ. Рабочие эталоны делятся на 5 разделов.
Кроме национальных Э существуют международные эталоны. Они принадлежат группе стран и предназначены для поддержаня единства измерений в международном масштабе.
Классиф. Э по составу:
Одиночные, если Э представляет собой 1 прибор или 1 меру; и групповые, если один Э состоит из нескольких одинаковых мер.
Еще эталоны классифицируют по виду величины: эталоны основных единиц физ.вел (кг, К, А, м, сек, Кд); эталоны производных единиц (Ом, В, Ф).
Для обеспечения правильной передачи размеров ед.физ.вел от Э к рабочим СИ составляют поверочные схемы, которые устанавливают метрологическое соподчинение гос. Э, вторичных Э и рабочих СИ.
Эталон должен обладать следующими свойствами: Воспроизводимость, Неизменность, Сличаемость.
Стандартизация
1 Понятие, сущность, предмет и задачи стандартизации. Разделы… Содержание
Стандартизация - это деятельность по установлению правил и характеристик в целях их добровольного многократного использования, направленная на достижение упорядоченности в сфере производства и обращения продукции и повышение конкурентоспособности продукции, работ или услуг.
Из этого определения следует, что стандартизация - это плановая деятельность по установлению правил и норм, выполнение которых обеспечивает экономически оптимальное качество продукции, её конкурентоспособность, а следовательно, повышение экономической эффективности хозяйственной деятельности предприятия или организации. Стандартизация, основанная на объединённых достижениях науки, техники и передового опыта, составляет основу настоящего и будущего развития промышленности.
Предметом стандартизации как науки являются методы оптимального упорядочения номенклатуры и качества продукции в масштабах всего мира, государства, предприятия или организации. Стандартизация может быть теоретической, прикладной и «законодательной». Каждый из перечисленных видов стандартизации направлен на решение группы задач.
Теоретическая стандартизация включает в себя научные основы этой деятельности, то есть методы и средства стандартизации. Задачами теоретической стандартизации являются: выявление, обобщение и формулировка общих закономерностей деятельности по стандартизации; создание методов внедрения стандартизации в отдельные направления хозяйственной деятельности; поиск средств и способов совершенствования методического обеспечения стандартизации.
Прикладная стандартизация - это деятельность по разработке нормативных документов и их внедрению в производство и другие сферы общественной жизни. Основной целью этого вида стандартизации является создание «библиотеки» оптимальных решений повторяющихся производственных процессов, доступной всем заинтересованным лицам. Задачами прикладной стандартизации являются: комплексное обеспечение хозяйственной деятельности нормативными документами; обеспечение взаимопонимания между участниками хозяйственной деятельности; установление оптимальных и согласованных требований к характеристикам объектов стандартизации; унификация составных частей изделий и систем классификации информации; установление метрологических норм, нормативное обеспечение контроля и измерения качества продукции; рациональное использование трудовых, энергетических и материальных ресурсов; улучшение качества продукции путём внедрения оптимальных, многократно проверенных и периодически обновляемых рекомендаций по её производству и составу.
«Законодательная» стандартизация с принятием Федерального закона «О техническом регулировании» приобрела добровольный характер, но не утратила своего значения. Этот вид стандартизации представляет собой систему управления прикладной стандартизацией. В России плановое управление деятельностью по стандартизации осуществляется на основе Государственной системы стандартизации (ГСС). Задачей системы управления стандартизацией является совершенствование комплекса взаимосвязанных требований по организации и методике выполнения практических работ по стандартизации.
Содержание стандартизации составляют следующие взаимосвязанные модули: научно-методические основы стандартизации; государственная система стандартизации Российской Федерации; правовые основы стандартизации; международная стандартизация.
Научно-методические основы стандартизации объединяют сведения о принципах параметрической стандартизации и системе предпочтительных чисел; о научно-технических методах стандартизации, в том числе унификации, агрегатировании и типизации; о комплексной и опережающей стандартизации.
Государственная система стандартизации регламентирует положения об отечественных органах и службах стандартизации; категориях и видах стандартов; порядке разработки, утверждения и внедрения стандартов; построении, содержании и изложении стандартов; государственном контроле за внедрением и соблюдением стандартов; межотраслевых системах стандартов; информационном обеспечении деятельности в сфере стандартизации и её экономической эффективности.
Правовые основы стандартизации определяют юридическую природу стандарта в современном техническом законодательстве.
Международная стандартизация охватывает сведения о деятельности международных организаций по стандартизации и об организации работ по стандартизации в Содружестве Независимых государств, включая деятельность по совершенствованию международной стандартизации.
Сущность стандартизации заключается в оптимальном упорядочении способов решения повторяющихся задач.
Хозяйственное значение стандартизации заключается в наведении порядка в системе технических и организационных решений, а её эффективность определяется доступностью найденных решений для всех заинтересованных специалистов. В системе наук стандартизация занимает место в блоке метрологических наук, а её научное значение заключается в создании методов систематизации и классификации знаний. В практической деятельности стандартизации отведена роль инструмента обеспечения качества продукции и фактора, регулирующего международные торговые отношения.
В нашей стране принята новая концепция стандартизации,приближающая Россию к возможности вступления во Всемирную торговую организацию (ВТО). Изменения затронули всю Государственную систему стандартизации Российской Федерации, определённые новшества внесены в терминологию. Эти веяния времени, и накопленный опыт отражены в основных разделах современных учебных изданий.