Ответы к экзамену по курсу: «Метрология, стандартизация и сертификация»


НазваниеОтветы к экзамену по курсу: «Метрология, стандартизация и сертификация»
страница2/7
Дата публикации05.04.2013
Размер0.65 Mb.
ТипОтветы к экзамену
userdocs.ru > Право > Ответы к экзамену
1   2   3   4   5   6   7

^ Правовые основы единства измерений

Правовые основы обеспечения единства измерений установлены Законом РФ "Об обеспечении единства измерений" (1993 г.). Закон регулирует отношения государственных органов управления Российской Федерации с юридическими и физическими лицами по вопросам изготовления, выпуска, эксплуатации, ремонта, продажи и импорта средств измерений и направлен на защиту прав и законных интересов граждан, установленного правопорядка и экономики Российской Федерации от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений.

Если международным договором Российской Федерации установлены иные правила, чем те, которые содержатся в законодательстве Российской Федерации об обеспечении единства измерений, то применяются правила международного договора.

Единство измерений достигается их организацией на основе Государственной системы обеспечения единства измерений (ГСИ) - системы государственных стандартов и других НТД, регламентирующих метрологические требования, правила, положения и нормы, а также организацию и порядок проведения работ по обеспечению единства измерений.

В ГСИ установлено требование, чтобы для каждого результата измерений была известна погрешность. Причины погрешностей рассматриваются с двух сторон: характер (свойство) и источник.

Научной основой метрологического обеспечения является метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства, а также способах достижения требуемой точности. К числу основных проблем метрологии относятся единицы физических величин, методы и средства измерений, методы определения точности измерений, эталоны и образцовые средства измерений, методы передачи размеров единиц от эталонов и образцовых средств измерений всем средствам измерений.

Организационной основой метрологического обеспечения является государственная и ведомственные метрологические службы, а также метрологическая служба предприятий.

Техническими основами метрологического обеспечения являются система государственных эталонов единиц физических величин, обеспечивающих воспроизведение единиц с наивысшей точностью; система передачи размеров единиц физических величин от эталонов всем средствам измерений с помощью образцовых средств измерений и других средств поверки; система разработки, постановки на производство и выпуска в обращение рабочих средств измерений; система государственных испытаний и метрологической аттестации средств измерений; система государственной и ведомственной поверки средств измерений; система стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов; система стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов.

  1. ^ Основные понятия и виды погрешностей

Погрешность измерения - разность между полученным при измерении и истинным значением измеряемой величины. 
Различают три вида погрешностей:

1) абсолютная del=Хизм - Хдейств, где Хизм - это измеренное значение измеряемой величины, Хдейств - это действительное значение измеряемой величины;

2) относительная teta=del/Xдейств единица измерения - %

3) приведенная gamma=del/Xn, где Xn - это нормирующее значение. 


  1. ^ Оценка погрешности при прямых измерениях

При прямых измерениях различают три вида основных погрешностей:

  1. абсолютная del=|Xn-Xд|, где Xn – измеренное значение измеряемой величины, Xд – действительное значение измеряемой величины.

  2. относительная погрешность teta=del/Xд *100%

  3. приведенная погрешность gamma=del/XN * 100%, где XN – нормализующее значение.

Для приборов с равномерной или степенной шкалой нормирующее значение равно конечному значению измерительной шкалы. Если 0 находится в центре, то XN – сумма конечных значений шкалы. Для показывающих электромеханических приборов амперметров, вольтметров и т.д. допустимое значение основной приведенной погрешности (%) равно числовому значению класса точности. Зная класс точности можно расчитать допустимые абсолютной и относительной погрешности любой шкалы: delta=(gamma*XN)/100%, teta=(gamma*Xн)/Xд.

  1. ^ Погрешности косвенных измерений

Определенной функциональной зависимостью, измерение называют косвенным. При этом числовое значение измеряемой величины определяют по выражению x =F(y,z,...,t), (1.84)

где х - искомое значение измеряемой величины Q; y,z, ...,t - значения величин, измеряемых прямым методом.

При косвенных измерениях искомая величина является функцией одной или нескольких непосредственно измеряемых величин.

В этом случае саму искомую величину не измеряют, а вычисляют по результатам непосредственных измерений других величин, связанных с искомой величиной определенной зависимостью Q = f (y, z, ..., t), (1.85) где Q - искомая величина; y, z, ..., t - величины, непосредственно измеряемые и независимые между собой.

В качестве приближенного значения искомой величины Q примем среднее арифметическое значение, найденное из равенства 186.png (1.86)

где - средние значения, полученные по результатам прямых измерений величин y,z,...,t точность приближенного равенства определяют точностью средних значений , установленных по результатам измерений величин y,z,...,t и видом функциональной зависимости.

Если функция линейная или мало отличается от линейной, то по теореме о сумме дисперсий

187.png (1.87)

где - частные производные функции f по y,z,...,t. В частные производные нужно подставить , т. е. средние значения непосредственно измеренных величин y,z,...,t. Таким образом, с точностью, равной , действительные значения искомой величины Q можно представить равенством где и находят из результатов измерений и вычислений.
188.png (1.88)

Принцип равных влияний. Предположим, что все составляющие члены суммарной погрешности одинаково влияют на погрешность результата измерений. Тогда получим, что

189.png (1.89)

В этом случае прямые измерения величин y,z,...,t должны быть неравноточными так, чтобы дисперсии погрешностей измерения в общем случае не были равны, т. е. 190.png (1.90)

В связи с тем, что практически частные производные не равны между собой, соблюдение равенств (1.89) добиваются путем изменения дисперсии величины y,z,...,t. При этом в целях повышения точности прямых измерений величин y,z,...,t иногда переходят от измерений самих величин к измерениям отклонений их от близких к ним по значению образцовых мер. Кроме этого применяют неравноточные прямые измерения величин y,z,...,t. Тогда, хотя в общем случае , все же равенства (1.89) могут быть обеспечены.

  1. ^ Классификация средств измерений

Классификация электроизмерительных приборов:

1) по принципу действия электроизмерительных приборов:

- магнитоэлектрические - 

- электромагнитные - 

- электродинамические

- электростатические

- индукционные

2) по принципу действия измерительной цепи:

- выпрямительные

- термоэлектрические

- электронные 

3) по зависимости от условий эксплуатации

  1. ^ Свойства (характеристики) средств измерений

Метрологические свойства СИ — это свойства, влияющие на результат измерений и его погрешность. Показатели метрологических свойств являются их количественной характеристикой и называются метрологическими характеристиками.

Метрологические характеристики, устанавливаемые НД, называют нормируемыми метрологическими характеристиками.

Все метрологические свойства СИ можно разделить на две группы:

  • свойства, определяющие область применения СИ;

  • свойства, определяющие точность (правильность и прецизионность) результатов измерения.

К основным метрологическим характеристикам, определяющим свойства первой группы, относятся диапазон измерений и порог чувствительности.

^ Диапазон измерений — область значений величины, в пределах которых нормированы допускаемые пределы погрешности. Значения величины, ограничивающие диапазон измерений снизу или сверху (слева и справа), называют соответственно нижним или верхним пределом измерений.

^ Порог чувствительности — наименьшее изменение измеряемой величины, которое вызывает заметное изменение выходного сигнала. Например, если порог чувствительности весов равен 10 мг, то это означает, что заметное перемещение стрелки весов достигается при таком малом изменении массы, как 10 мг.

К метрологическим свойствам второй группы относятся два главных свойства точности: правильность и прецизионность результатов.

^ Точность измерений СИ определяется их погрешностью.

Погрешность средства измерений — это разность между показаниями СИ и истинным (действительным) значением измеряемой величины. Поскольку истинное значение физической величины неизвестно, то на практике пользуются ее действительным значением. Для рабочего СИ за действительное значение принимают показания рабочего эталона низшего разряда (допустим, 4-го), для эталона 4-го разряда, в свою очередь, — значение величины, полученное с помощью рабочего эталона 3-го разряда. Таким образом, за базу для сравнения принимают значение СИ, которое является в поверочной схеме вышестоящим по отношению к подчиненному СИ, подлежащему поверке.

Погрешности СИ могут быть классифицированы по ряду признаков, в частности:

  • по способу выражения — абсолютные, относительные;

  • по характеру проявления — систематические, случайные;

  • по отношению к условиям применения — основные, дополнительные.

Наибольшее распространение получили метрологические свойства, связанные с первой группировкой — с абсолютными и относительными погрешностями.

^ Систематическая погрешность — cоставляющая погрешности результата измерения, остающаяся постоянной (или же закономерно изменяющейся) при повторных измерениях одной и той же величины. Ее примером может быть погрешность градуировки, в частности погрешность показаний прибора с круговой шкалой и стрелкой, если ось последней смещена на некоторую величину относительно центра шкалы. Если эта погрешность известна, то ее исключают из результатов разными способами, в частности введением поправок. При химическом анализе систематическая погрешность проявляется в случаях, когда метод измерений не позволяет полностью выделить элемент или когда наличие одного элемента мешает определению другого.

Величина систематической погрешности определяет такое метрологическое свойство, как правильность измерений СИ.

^ Случайная погрешность — составляющая погрешности результата измерения, изменяющаяся случайным образом (по знаку и значению) в серии повторных измерений одного и того же размера величины с одинаковой тщательностью. В появлении этого вида погрешности не наблюдается какой-либо закономерности. Они неизбежны и неустранимы, всегда присутствуют в результатах измерения. При многократном и достаточно точном измерении они порождают рассеяние результатов.

Характеристиками рассеяния являются средняя арифметическая погрешность, средняя квадратическая погрешность, размах результатов измерений. Поскольку рассеяние носит вероятностный характер, то при указании на значения случайной погрешности задают вероятность.

Оценка погрешности измерений СИ, используемых для определения показателей качества товаров, определяется спецификой применения последних. Например, погрешность измерения цветового тона керамических плиток для внутренней отделки жилища должна быть по крайней мере на порядок ниже, чем погрешность измерения аналогичного показателя серийно выпускаемых картин, сделанных цветной фотопечатью. Дело в том, что разнотонность двух наклеенных рядом на стену кафельных плиток будет бросаться в глаза, тогда как разнотонность отдельных экземпляров одной картины заметно не проявится, так как они используются разрозненно.

Номенклатура нормируемых метрологических характеристик СИ определяется назначением, условиями эксплуатации и многими другими факторами. У СИ, применяемых для высокоточных измерений, нормируется до десятка и более метрологических характеристик в стандартах технических требований (технических условий) и ТУ. Нормы на основные метрологические характеристики приводятся в эксплуатационной документации на СИ. Учет всех нормируемых характеристик необходим при измерениях высокой точности и в метрологической практике. В повседневной производственной практике широко пользуются обобщенной характеристикой — классом точности.

Класс точности СИ — обобщенная характеристика, выражаемая пределами допускаемых (основной и дополнительной) погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность. Классы точности конкретного типа СИ устанавливают в НД. При этом для каждого класса точности устанавливают конкретные требования к метрологическим характеристикам, в совокупности отражающим уровень точности СИ данного класса.

Присваиваются классы точности СИ при их разработке (по результатам приемочных испытаний). В связи с тем что при эксплуатации их метрологические характеристики обычно ухудшаются, допускается понижать класс точности по результатам поверки (калибровки). Таким образом, класс точности позволяет судить о том, в каких пределах находится погрешность измерений этого класса. Это важно знать при выборе СИ в зависимости от заданной точности измерений.


  1. ^ Класс точности средств измерения. Линейка классов точности.

класс точности: 0,1; 0,2; 0,5; 1,0 - высокий; 1,5; 2,0; 2,5 - средний класс точности; 4,0; 5,0 - низкий класс точности. 

Линейка классов точности: 1,0*10^n; 1,5*10^n; 2,0*10^n; 4,0*10^n; 5,0*10^n; 6,0*10^n, где n=-2,-1,0,1,2

  1. Меры ЭДС

Мерой называется средство измерения, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера (значения).

Как образцовую мера ЭДС используют нормальные элементы, составные части которых строго нормированы. Нормальные элементы выпускаются двух типов - насыщенные и ненасыщенные. В обоих типов элементов положительным электродом является ртуть, отрицательным - амальгама кадмия и электролитом - водный раствор сернокислого кадмия.Насыщенные элементы делятся на три класса: 0,001; 0,002; 0,005; эти числа показывают допустимые изменения ЭДС в год. Класс ненасыщенных элементов, выпускаемых - 0,02. К их достоинствам следует отнести малую зависимость ЭДС от температуры - 0,0002% на 1 К. Нормальные элементы выпускаются в деревянных или пластмассовых кожухах.Их нельзя перебрасывать и встряхивать, подвергать нагреву и сильном освещению. 
Эталон вольта состоит из 20 нормальных насыщенных элементов и компаратора для их сверки. Группа нормальных элементов помещена в термостат с нестабильностью ± 0,01 К при температуре около 20 ° С. Среднее значение ЭДС группы нормальных элементов принято 1,018640 В. Сохранение и передача размера единицы вторичным эталонам осуществляется с среднеквадратической погрешностью 1 • 10-7.

  1. ^ Меры активного сопротивления

Как меры сопротивления применяются образцовые резисторы, выполненные в виде катушек с одним значением сопротивления 10 ± n, где n - целое число. Применяются и наборы образцовых резисторов - магазины сопротивлений. Резисторы изготавливаются из манганин - сплава на основе меди с добавлением марганца (11,5 ÷ 13,5%) и никеля (2,5 ÷ 3,5%); сплав этот обладает высоким малым температурным коэффициентом (2 ∙ 10-6 К- 1) и удельным сопротивлением (0,47 мкОм ∙ м). Для намотки катушек с сопротивлением, меньшим 0,01 Ом, используется манганинова лента, при опоре до 106 Ом - манганиновий проволока, свыше 107 Ом - манганиновий микродрит в стеклянной изоляции. Для каждой катушки (магазина) установлено предельное значение рабочего тока с таким расчетом, чтобы подводимая мощность к катушке, не превышала 1 Вт. 
      

image004.jpg

1.jpg

 

Рисунок 1 - Эквивалентная схема: 
а - катушки сопротивления или катушки индуктивности, б - катушки индуктивности (упрощенный). 

При включении катушки сопротивления в цепь переменного тока появляется реактивное сопротивление за счет индуктивности обмотки L и собственной емкости катушки С. пони сопротивление катушки согласно ее эквивалентной схемы (рисунок 1, а) определяется по следующей формуле

2.gif


Освобождаясь от мнимости в знаменателе и выполняя соответствующие преобразования, получаем формулу Z ≈ R + jω ∙ (L - R2C). 
Здесь R - номинальное значение сопротивления образцового катушки сопротивления, а второе слагаемое позволяет определить влияние частоты переменного тока. 
Очевидно, что для уменьшения этого влияния катушка должна быть «без реактивной», то есть сопротивление jω ∙ (L - R2C) должен быть пренебрежительно малым по сравнению с сопротивлением R. Для выполнения этого условия применяют специальные виды наматываемую, простые из которых - Бифилярная и Бифилярная санкционирована. 
Реактивность катушки сопротивления характеризуется ее постоянной времени 3.gif

Значение постоянной времени τ образцов резисторов составляют 10-6 ÷ 10-8, а класс точности 0,002; 0,005; 0,01; 0,02; 0,05. Магазины сопротивлений выпускаются с классами точности 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 и 1,0. 
Государственный эталон ома состоит из группы манганинових катушек с номинальным сопротивлением 1 Ом и мостовой измерительной установки.Среднее значение сопротивления группы из 10 катушек, определяющее размер единицы, равное 1,0000002 Ом. Среднеквадратичная погрешность хранения единицы электрического сопротивления и передачи ее размера вторичным эталонам составляет 1 ∙ 10-7.
1   2   3   4   5   6   7

Похожие:

Ответы к экзамену по курсу: «Метрология, стандартизация и сертификация» iconМетодические указания к практическим занятиям по курсу «Метрология,...
Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по программам высшего профессионального образования по специальностям...
Ответы к экзамену по курсу: «Метрология, стандартизация и сертификация» iconМетодические указания к практическим занятиям по курсу «Сертификация»
Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по программам высшего профессионального образования по специальности...
Ответы к экзамену по курсу: «Метрология, стандартизация и сертификация» iconА. Л. Воробьев основные понятия подтверждения соотвествия
Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по программам высшего профессионального образования по специальности...
Ответы к экзамену по курсу: «Метрология, стандартизация и сертификация» iconПрограмма государственного экзамена по специальности 200503. 65 «стандартизация...
...
Ответы к экзамену по курсу: «Метрология, стандартизация и сертификация» iconМетрология, стандартизация и сертификация вопросы
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Ответы к экзамену по курсу: «Метрология, стандартизация и сертификация» iconСтандартизация, метрология и сертификация являются инструментами...
Стандартизация, метрология и сертификация являются инструментами обеспечения качества продукции, работ и услуг — важного аспекта...
Ответы к экзамену по курсу: «Метрология, стандартизация и сертификация» iconКурсовая работа по дисциплине: «Метрология, стандартизация и сертификация»
Кафедра «Управление качеством, стандартизации и сертификации нефтегазового оборудования»
Ответы к экзамену по курсу: «Метрология, стандартизация и сертификация» iconВопросы к зачету по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация»
Государственный контроль и надзор за соблюдением требований государственных стандартов
Ответы к экзамену по курсу: «Метрология, стандартизация и сертификация» iconМетодические указания к выполнению курсовых работ по дисциплине Метрология,...
Составление паспорта лаборатории по оснащенности испытательным оборудованием и средствами измерения
Ответы к экзамену по курсу: «Метрология, стандартизация и сертификация» iconТираспольский Техникум Информатики и Права Портфолио по дисциплине:...
Характеристика основополагающих стандартов Национальной системы стандартизации
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница