Ответы на экзамен по Метрологии. ГУУНПК.
Содержание:
1)Динамические характеристики средств измерения.
2) Единицы измерения, международная система СИ.
3) Аналоговые электромеханические приборы для измерения силы тока и напряжения. Магнитоэлектрические измерительные механизмы.
4) Методы измерений. дифференициальный метод: сущность, достоинства и недостатки.
5) Метрологические характеристики средств измерений, предназначенные для определения результатов измерений.
6) Виды стандартов.
7) Разновидности измерений. Органолептические измерения.
8) Регрессионный анализ. Критерии проверки достоверности гипотезы о виде уравнения регрессии.
9) Общая характеристика системы стандартизации и направление её реформирования.
10) Определение доверительного материала. Неравенство Чебышева
11) Основной постулат метрологии.
12) Комплексные системы общетехнических стандартов.
13) Факторы влияющие на результат измерения: условия выполнения измерений.
14) Принципы стандартизации.
15) Принципы технического регулирования.
16) Техническое законодательство и техническое регулирование.
17) Функции стандартизации.
18) Цели стандартизации.
19) Многократные измерения. Проверка нормальности закона распределения.
20) Нормирование метрологических характеристик. Классы точности.
21) Государственный метрологический надзор.
22) Обработка результатов серий измерений: алгоритм и специфика обработки.
23) Общая классификация измерений.
24) Измерение напряжения и силы тока: выбор методов и средств.
25)Обработка результатов серий измерений: использование средневзвешенных оценок.
26) Однократное измерение. Использование информации о законе распределения вероятности результатов измерений.
27) Калибровка средств измерений.
28)Многократное измерение: алгоритм.
29) Нормирование относительной погрешности.
30) Задачи стандартизации.
31) Однократные измерения. Виды априорной информации.
32) Определение доверительного интервала. Использование информации о виде закона распределения.
33) Классификация эталонов.
34) Объекты измерений. Классификация физических величин.
35) Факторы, влияющие на результат измерения: объект измерений.
36) Передача размеров единиц физических величин. Проверочные схемы
37) Инструментальные и органолептические измерения. Достоинства и недостатки.
38) Интегральные оценки результатов измерения.
39) Аналоговые электромеханические приборы для измерений силы тока и напряжения. Электродинамические измерительные механизмы.
40) Методы измерений. Метод непосредственной оценки: сущность, достоинства и недостатки.
41) Метрологические характеристики средств измерений. Характеристики чувствительности к влияющим факторам.
42) Воспроизведение единиц физических величин и передача их размеров.
43) Роль априорной информации при однократном измерении.
44) Системы физических величин и их единиц: основные определения.
45)Объекты государственного метрологического надзора.
46) Основные понятия метрологии: метрология, измерения, единство измерений, точность измерений. Значение метрологии для научно-технического прогресса
47) Повышение точности на этапе обработки результатов измерений.
48) Метрологическая аттестация средств измерений и испытательного оборудования.
49) Факторы, влияющие на результат измерения: средства измерений.
50) Шкалы. Шкалы интервалов, отношений и абсолютные.
51) Поверка средств измерений. Виды поверок.
52) Повышение точности на этапе подготовки к измерениям
53) Погрешность средств измерений. Абсолютная, относительная, приведённая погрешность.
54)Метрологические службы и организации
55) Средства измерений, их классификация
56) Точечные оценки результатов измерения
57) Основы метрологического обеспечения
58) Факторы влияющие на результат измерения: субъект.
59) Шкалы. Шкалы: наименований, порядка.
60) Понятие эталонов. Свойства эталонов.
61)Методы измерений. Метод совпадений: сущность, достоинства и недостатки.
62)Метрологические характеристики средств измерений. Характеристики погрешностей.
63)Государственный метрологический контроль: виды, сферы распространения.
64)Нормирование приведённой погрешности. Определение нормирующего значения.
65)Обработка результатов измерений при нахождении зависимостей. Регрессионный анализ.
66) Измерение мощности.
67)Инструментальные измерения: прямые, косвенные, совокупные, совместные.
68. Математические действия над результатами измерений: косвенные измерения.
69)Аналоговые электромеханические приборы для измерения силы тока и напряжения. Электромагнитные измерительные механизмы.
70)Методы измерений, их классификация.
71)Метрологические характеристики средств измерений.
72) Аналоговые электромеханические приборы для измерения силы тока и напряжения. Электростатические измерительные механизмы.
73)Обработка результатов серий измерений: понятие однородности.
74)Однократное измерение. Использование информации о классе точности средства измерений.
75)Классификация измерений.
76)Факторы влияющие на результат измерения: метод измерений
77) Частные динамические характеристики средств измерений.
78) Первичные преобразователи. Терморезистивные и термоэлектрические преобразователи.
79) Обработка результатов косвенных измерений.
80)Обработка результатов однократных измерений.
81) Измерение силы переменного тока.
82)Повышение точности на этапе проведения измерений.
83)Полные динамические характеристики средств измерений.
84)Мостовые измерительные схемы.
85)Методы измерений. Нулевой метод: сущность, достоинства и недостатки.
86)Многократные измерения. Исключение ошибок.
87) Государственные метрологический контроль: поверка средств измерений.
88. Объекты измерений. Классификация величин.
89) Учёт влияющих факторов. Внесение поправок. Аддитивные и мультипликативные поправки.
90)Технический регламент: понятие, содержание, виды.
Скачать:
shpora.zip [304,48 Kb] (cкачиваний: 875)
shpora.doc [823 Kb] (cкачиваний: 98)
Просмотр:
Кривой просмотр:
1)Динамические характеристики средств измерения.
Динамические характеристики – характеристики инерционных свойств, которые опред зависимость выходного сигнала ср измерения от меняющийся во времени величин а именно параметров входного сигнала внешних влияющих величин. Динамические свойства влияют на динамич погрешность.
Различают: полные и частные динамич характеристики.
Полная динамическая хар-ка-такая динамич хар-ка которая однозначно определяет изменение выходного сигнала ср измерения при любом изменении во времени информативного или неинф параметра вх сигнала и влияющих величины,а так же нагрузки. К полным динамич хар-кам относят: переходную хар-ку, импульсную, амплитудно фазовую и совокупность частотной и фазочастотной хар-ки, а так же передаточную функцию. Дают исчерпывающее описание работы системы в динамическом режиме. Особ:-из одной можно получить все остальные.(дифуры, передат. функции, комплексные коэффициенты преобразований, весовая или импульсная.)
Частная динамич хар-ка - не отражает полностью динамич свойств средств измерения. Не дают исчерпывающее описание работы системы в динамическом режиме, тем не менее наглядны. Частично-динамические нормируются по специфике прибора: время измерения, время установки показания, скорость нарастания выходного сигнала, полоса пропускания, частота единичного усиления, время установление переходной х-ки, длительность фронта, величина выброса. АЧХ, ФЧХ – полный комплексный коэффициент преобразований.
2) Единицы измерения, международная система СИ.
По мере развития техники, ее широкого применения в различных странах, человечество пришло к необходимости введения и использования легко воспроизводимых единиц измерения, которые были бы по возможности долговечными. Такая система измерения долго разрабатывалась и была реализована на тех неизменных взаимосвязях, которые уже существуют в природе и к которым стремились свести единицы измерения.
Международная система единиц (СИ — Система Интернациональная) была утверждена в 1960 г. на XI Генеральной конференции по мерам и весам. Она основывается на базисных (основных) и дополнительных единицах, приведенных в таблице. Включает в себя 12 основных и 2 дополнительных величины, а также кратные и производные. Достоинства: 1. универсальность, все области измерений, заменяет все существовавшие ранее системы единиц.2. унифицированные единицы. 3. Разделены единицы массы и веса.
Эти базисные (основные) единицы вместе с дополнительными единицами и когерентными производными единицами называются единицами СИ. При этом единицы, которые следуют из последних, согласно правилам СИ, как десятичные кратные или дробные (см. таблицу), называются кратными или дробными единицами СИ.
Исключение составляет в силу причин исторического характера лишь килограмм.
Особое внимание было обращено на то, чтобы при этом не играло роли отношение единиц к свойствам конкретных веществ. Так были отброшены, например, такие единицы, как атмосфера, и торр (торричелли).
Роль системы СИ определяется целым рядом ее свойств, которые делают эту систему особенно удобной для применения в теории и на практике.
1. Единицы СИ универсальны и применимы во всех областях физики и техники, так как не имеют никакого отношения к свойствам конкретного материала.
2. Эти единицы могут быть реализованы с достаточной степенью точности в соответствии со своими определениями или эквивалентными им соотношениями.
3. Система СИ абсолютна: сила или энергия любой природы может быть выражена в действующих в этой системе механических единицах (соответственно силы или энергии).
4. В случае электродинамики здесь действует когерентная система четырех единиц с электрической базисной единицей (система МКСА — метр, килограмм, секунда, ампер).
5. Система СИ принята в международных масштабах и вводится во всех странах в законодательном порядке. В СССР СИ была принята к употреблению с 1963 г.
3) Аналоговые электромеханические приборы для измерения силы тока и напряжения. Магнитоэлектрические измерительные механизмы.
Рассмотрим магнитоэлектрический измерительный механизм. Принцип работы магнитоэлектрического механизма состоит в использовании механического взаимодействия катушки с током (рамки) и поля постоянного магнита. Конструктивно такие механизмы выполняются с подвижной катушкой или подвижным магнитом. Наибольшее распространение получили механизмы с внешним магнитом.
К достоинствам магнитоэлектрических измерительных механизмов относят: высокую чувствительность, большую точность (из-за высокой стабильности элементов, незначительного влияния внешних магнитных полей); незначительное влияние на режим измеряемой цепи, равномерность шкалы, хорошее успокоение.
К недостаткам относят: сложность изготовления, плохую перегрузочную способность, обусловленную легким перегревом пружин и изменением их свойств; температурные влияния на точность измерения.
В качестве другого измерительного механизма выступает электродинамический измерительный механизм.
4) Методы измерений. дифференициальный метод: сущность, достоинства и недостатки.
Метод измерения – это способ экспериментального определения значения физической величины, т. е. совокупность используемых при измерениях физических явлений и средств измерений.
Дифференциальный метод измерений — метод измерений, при котором измеряемая величина сравнивается с однородной величиной, имеющей известное значение, незначительно отличающееся от значения измеряемой величины, и при котором измеряется разность между этими двумя величинами
Фактически дифференциальный метод измерений – это метод сравнения с мерой, в котором на измерительный прибор воздействует разность измеряемой величины и известной величины, воспроизводимой мерой, что формально соответствует х ? 0 в выражении
Q = х + Хм.
Достоинства: Дифференциальный метод обеспечивает снижение погрешности измерений.
5) Метрологические характеристики средств измерений, предназначенные для определения результатов измерений.
Характеристики, предназначенные для определения результатов измерений:
? Функция преобразования – зависимость между установившимися значениями входной и выходной величины. Может быть представлена в графическом, аналитическом видах и в виде таблицы. Характеристика может быть линейная и нелинейная. Линейная характеристика позволяет создать равномерную шкалу.
? Чувствительность – это отношение изменения сигнала на выходе измерительного прибора, к вызвавшему это изменение изменению входного сигнала. Если чувствительность постоянная, т.е. функция преобразования линейная, то шкала прибора равномерная. В противном случае шкала будет неравномерная.
? Порог чувствительности – это изменение измеряемой величины, вызывающее наименьшее изменение выходного сигнала, которое может быть обнаружено при обычном для данного прибора способе отсчёта.
? Цена деления шкалы – это разность значений величины, к соответствующему ему соседней отметкой шкалы.
? Длина деления шкалы – это расстояние между центрами или осями двух соседних отметок шкалы.
? Диапазон измерения – это область значений величины, в пределах которой нормированы допускаемые погрешности средств измерений.
?Диапазон показаний – это область значений измеряемой величины, в пределах которой можно снять отсчёт.
? Пределы измерений – это наибольшее или наименьшее значения диапазона измерений.
6) Виды стандартов.
Вид стандарта — характеристика, определяющаяся его содержанием в зависимости от объекта стандартизации.
ГОСТ Р 1.0 установил следующие основные виды стандартов:
- стандарты основополагающие;
- стандарты на продукцию;
- стандарты на услуги;
- стандарты на процессы (работы);
- стандарты на методы контроля;
- стандарты на термины и определения.
Основополагающий стандарт — стандарт, имеющий широкую область распространения и/или содержащий общие положения для определенной области.
Стандарт на продукцию — стандарт, устанавливающий требования, которым должна удовлетворять продукция или группа однородной продукции, с тем чтобы обеспечить ее соответствие своему назначению.
Стандарт на услугу — устанавливает требования, которым должна удовлетворять группа однородных услуг (услуги туристские, услуги транспортные) или конкретные услуги (классификация гостиниц, грузовые перевозки) с тем, чтобы обеспечить соответствие услуги ее назначению.
Стандарты на процессы — устанавливают требования к выполнению различного рода работ на отдельных этапах жизненного цикла продукции (услуги) — разработка, изготовление, хранение, транспортирование, эксплуатация, утилизация для обеспечения их технического единства и оптимальности.
Стандарты на методы контроля — должны в первую очередь обеспечивать всестороннюю проверку всех обязательных требований к качеству продукции (услуги). Устанавливаемые в стандартах методы контроля должны быть объективными, точными и обеспечивать воспроизводимые результаты.
Стандарт на термины и определения — стандарт, устанавливающий термины, к которым даны определения, содержащие необходимые и достаточные признаки понятия. Терминологические стандарты выполняют одну из главных задач стандартизации — обеспечение взаимопонимания между всеми сторонами, заинтересованными в объекте стандартизации.
7) Разновидности измерений. Органолептические измерения.
В зависимости от измерительных средств, используемых в процессе измерения, различают инструментальный, экспертный, эвристический и органолептический методы измерений.
? Инструментальный метод основан на использовании специальных технических средств, в том числе автоматизированных и автоматических.
? Экспертный метод оценки основан на использовании данных нескольких специалистов. Широко применяется в квалиметрии, спорте, искусстве, медицине.
? Эвристические методы оценки основаны па интуиции. Широко используется способ попарного сопоставления, когда измеряемые величины сначала сравниваются между собой попарно, а затем производится ранжирование на основании результатов этого сравнения.
? Органолептические методы оценки основаны на использовании органов чувств человека (осязания, обоняния, зрения, слуха и вкуса). Часто используются измерения на основе впечатлений (конкурсы мастеров искусств, соревнования спортсменов).
Органолептическая оценка товара — это обобщённый результат оценки его качества, выполненный с помощью органов чувств человека. Особенно велико значение этой оценки для характеристики вина, чая, кофе, кондитерских товаров, табака и т. п. В ряде случаев органолептическая оценка может дать заключение о таких параметрах, как свежесть сырья, нарушения процесса производства гораздо быстрее, чем инструментальные методы.
При оценке товара определяют сначала внешний вид, форму, цвет, блеск, прозрачность и другие свойства.
Основной отличительной чертой органолептического исследования является отсутствие объективной регистрации результатов с использованием измерительных приборов или средств фиксации результатов, что однако не исключает использование технических средств, улучшающих восприятие или повышающих чувствительность или разрешающую способность или выполняющие вспомогательные функции (увеличительное стекло, микроскоп, стетоскоп, зеркало, фонарь, пинцет и т. п.). Значения показателей определяются путём анализа ощущений эксперта на основании имеющегося у него опыта оценки и как правило выражается в баллах или местах образцов на воображаемой шкале (в страховании как правило оценка заключается в констатации возможности ремонта, восстановления или замены повреждённых фрагментов или же в оценке времени, необходимого для проведения восстановительных работ — на основе опыта или стандартизованных производителем или сервис-центром процедур ремонта).
8) Регрессионный анализ. Критерии проверки достоверности гипотезы о виде уравнения регрессии.
Регрессионный анализ - раздел математической статистики, объединяющий практические методы исследования регрессионной зависимости между величинами по статистическим данным.
Цель регрессионного анализа состоит в определении общего вида уравнения регрессии, построении оценок неизвестных параметров, входящих в уравнение регрессии, и проверке статистических гипотез о регрессии. При изучении связи между двумя величинами по результатам наблюдений (x1, y1), ..., (xn, yn) в соответствии с теорией регрессии предполагается, что одна из них Y имеет некоторое распределение вероятностей при фиксированном значении х другой, так что
Е(Y | х) = g(x, ?) и D(Y | х) = ?2h2(x),
где ? обозначает совокупность неизвестных параметров, определяющих функцию g(х), a h(x) есть известная функция х (в частности, тождественно равная 1). Выбор модели регрессии определяется предположениями о форме зависимости g(х, ?) от х и ?. Наиболее естественной с точки зрения единого метода оценки неизвестных параметров ? является модель регрессии, линейная относительно ?:
g(x, ?) = ?0g0(x) + ... + ?kgk(x).
Уравнение регрессии. у = Му + Ry/x (х - Мx)
где у — средняя величина признака, которую следует определять при изменении средней величины другого признака (х);
х — известная средняя величина другого признака;
Ry/x — коэффициент регрессии;
Мх, Му — известные средние величины признаков x и у.
Например, среднее число инфекционно-простудных заболеваний (у) можно определить без специальных измерений при любом среднем значении среднемесячной температуры воздуха (х). Так, если х = - 9°, Rу/х = 1,8 заболеваний, Мх = -7°, Му = 20 заболеваний, то у = 20 + 1,8 х (9-7) = 20 + 3,6 = 23,6 заболеваний.
Данное уравнение применяется в случае прямолинейной связи между двумя признаками (х и у).
9) Общая характеристика системы стандартизации и направление её реформирования.
Государственная система стандартизации (ГСС) Российской Федерации — это совокупность организационно- технических мер, осуществляемых под управлением федерального органа исполнительной власти по стандартизации и направленных на разработку и применение нормативных документов в области стандартизации с целью защиты потребителей и государства.
С принятием Федерального закона от 27.12.2002 № 184-ФЗ «О техническом регулировании» началось реформирование ГСС, в котором можно выделить два этапа:
1 — начальный (2002г.) — состояние Государственной системы стандартизации (ГСС), функционирующей с 1992 г., к моменту принятия названного закона;
2 — переходный (2003 — 2010гг.) — преобразование Государственной системы стандартизации (ГСС) в национальную систему стандартизации (НСС) с изменением правового статуса системы с государственного на добровольный. Двойное название (данное в заголовке) отражает факт сосуществования государственной и национальной систем стандартизации;
3 — окончание формирования национальной системы стандартизации — системы, возглавляемой негосударственной организацией и базирующейся на национальных стандартах только добровольного применения.
10) Определение доверительного материала. Неравенство Чебышева
5. Смысл оценки результата измерения с помощью интервалов заключается в нахождении интервалов, называемых доверительными, между границами которых с определенной вероятностью (доверительной вероятностью) находится значение измеряемой величины.
6. Определение доверительного интервала.
6.1. При нормальном законе распределения вероятности результата измерения доверительный интервал определяется, как изложено в п.1.9.4: при n>40..50 определяется через функцию вероятности; при n<30..40 – по распределению Стьюдента.
6.2. При отклонении гипотезы о нормальности закона распределения по виду гистограммы можно выдвинуть гипотезу хотя бы о симметричности закона. Гипотезы о симметричности закона распределения проверяются по тем же критериям. При этом в качестве теоретического закона выбирают одну из стандартных аппроксимирующих функций, вид которой можно определить по гистограмме или по априорной информации.
Пример: при измерении частоты на электронно-счетном частотомере заранее известно, что результат измерения распределен по треугольному закону, поэтому при малом влиянии других факторов можно принять именно эту функцию. По критерию согласия проверяется, согласуется ли характер экспериментальных данных с гипотезой о том, что результат измерения подчиняется выбранному закону распределения.
Особенность стандартных аппроксимирующих функций заключается в том, что они усеченные. Поэтому смысл доверительного интервала для них теряется. Вместо него по «МИ 1317-86 ГСИ. Результаты измерений и характеристики погрешностей измерений. Формы представлений …» используется аналог доверительного интервала, определяемый как ±a•S, где a – аналог коэффициента t, он берется из соответствующих таблиц (см. рисунок).
В случае, когда по гистограмме явно видно, что закон распределения несимметричный, то поступают следующим образом: устанавливают пределы, за которыми не может оказаться значение измеряемой величины при любом законе распределения (точность при этом, конечно, ниже). Для несимметричных законов среднее арифметическое и СКО уже не являются оценками результата измерения как ранее.
Неравенство Чебышева устанавливает, что вероятность того, что значение случайного числа при любом законе распределения не будет отличаться от среднего значения больше, чем на половину доверительного интервала:
В данном случае S определяется как:
По таблице определяют для доверительной вероятности значение t, по которому вычисляют доверительный интервал.
Если закон не нормальный, но симметричный, то значение можно оставить прежним (как при нормальном законе). Неравенство Чебышева в данном случае будет иметь вид:
При этом точность измерения более высокая.
11) Основной постулат метрологии.
При подготовке и проведении измерений проводят ряд мероприятий, направленных на достижение степени влияния различных факторов на результат измерения.
На первом этапе (подготовка к измерениям) стремятся защитить средства измерения от внешних воздействий. Обычно частично или прибора в целом устанавливаются с помощью специальных амортизаторов для снижения влияния механических факторов. Для защиты от электромагнитных полей применяют экранирование. Для термостабилизации применяют термостаты, в которых помещены отдельные элементы или прибор в целом.
На 2-м этапе (проведения измерений) применяются способы, с помощью которых компенсируют влияние факторов. Для этого создаются корректирующие цепи.
На 3-м этапе при обработке результатов измерения переходят к многократным измерениям, тем самым снижают влияние внешних факторов, а путём анализа закономерно влияющих факторов рассчитывают и вносят поправки в результат измерений. Так борются с систематическими погрешностями. Тем не менее, полностью исключить или скомпенсировать влияние всего комплекса факторов принципиально не возможно. Отсюда вытекает основной постулат метрологии: Результат измерения есть всегда случайная величина.
Следствия:
• Результат измерения всегда содержит погрешность.
• Погрешность в измерениях всегда присутствует в результате и является случайной.
• Случайная погрешность измерения может содержать или не содержать систематическую составляющую погрешности. Систематическая погрешность – это составляющая погрешности, которая при повторных измерениях одной и той же величины остаётся неизменной или изменяется по какой-либо функциональной зависимости
Систематические погрешности бывают:
? Постоянные (аддитивные)
? Прогрессивные
? Периодическими
? Изменяющиеся по сложному закону
Случайная составляющая погрешности при повторных измерениях одной и той же величины изменяется случайным образом
• Поскольку результат измерений является случайным, то представить его одним числом не возможно
• Любые математические действия с результатом измерения должны проводиться по правилом действий со случайными величинами.
12) Комплексные системы общетехнических стандартов.
В общем объеме национальных стандартов (ГОСТ и ГОСТ Р) особое место занимают комплексы стандартов общетехнических систем (ССБТ, ЕСЗКС, СРПП, ЕСКД, ГСИ и др.).
Система стандартов безопасности труда (ССБТ)
Федеральный закон "О техническом регулировании" (далее - ФЗ) определяет безопасность продукции, процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации как состояние, при котором отсутствует недопустимый риск, связанный с причинением вреда жизни и здоровью граждан, имуществу физических или юридических лиц, государственному или муниципальному имуществу, окружающей среде, жизни или здоровью животных и растений.
В настоящее время действуют следующие нормативно - правовые акты Российской Федерации в области безопасности труда:
- Трудовой кодекс Российской Федерации;
- Федеральный закон "Об основах охраны труда в Российской Федерации" от 17 июля 1999 г. № 181
- ФЗ с изменениями от 20 мая 2002 г. № 53-ФЗ;
- постановление Правительства Российской Федерации от 23 мая 2000 г. № 399 "О нормативных правовых актах, содержащих государственные нормативные требования охраны труда";
- национальные стандарты Системы стандартов безопасности труда (ГОСТ Р ССБТ),
Единая система защиты материалов и изделий от коррозии, старения и биоповреждений (ЕСЗКС)
Требования стандартов ЕСЗКС обеспечивают "защиту имущества физических или юридических лиц, государственного или муниципального имущества" от таких разрушительных процессов, как коррозия металлических изделий.
Единая система конструкторской документации (ЕСКД)
Основной комплекс государственных стандартов ЕСКД был разработан и введен в действие в 1968 г. Он установил взаимосвязанные единые требования, правила и положения по классификации, разработке, оформлению и обращению конструкторской документации на всех стадиях и этапах жизненного цикла изделия (продукции), начиная от маркетинга и научных исследований и заканчивая утилизацией. Вспомни прасова )
Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ)
Нормативная база является документальной, т. е. узаконенной формой как любых аспектов метрологической деятельности (поверки, испытаний, сертификации, калибровки, лицензирования, аккредитации и т д.), так и материальных метрологических объектов (государственных и рабочих эталонов, стандартных образцов и т.п.). Сегодня нормативную базу ГСИ составляет более 2,8 тыс. нормативных документов (НД) по обеспечению единства измерений. В их числе 380 государственных и межгосударственных стандартов, около 30 правил, более 2100 методических инструкций.
13) Факторы влияющие на результат измерения: условия выполнения измерений.
Факторы, влияющие на результат измерения (влияющие факторы). При подготовке и проведении высокоточных измерений в метрологической практике учитывают влияние объекта измерения, субъекта (эксперта или экспериментатора), метода измерения, средства измерения, условий измерения.
Условия измерения. Это температура окружающей среды, влажность, давление, электромагнитное и гравитационное поля, напряжение в сети, вибрация и т.д.
Очевидно, что все эти факторы влияют на результат измерения, поскольку они приводят к изменениям параметров и размеров деталей и элементов СИ, приводят к возникновению различных помех (изменение сопротивления от температуры – ТКС, изменение линейных размеров от температуры).
Неточность измерений, вызванная условиями измерений, называют погрешностью от изменения условий измерения.
В процессе измерения неизвестный размер сравнивают с известным, который обычно принимают за единицу и выражают его через известный размер в дольном или кратном соотношении.
Математически эту процедуру можно записать так:
; (1.9)
где X – отсчет по шкале; Q – измеряемая величина; [Q] – единица измерения.
Выражение (1.9) называют уравнением измерения. В качестве [Q] при измерении физической величины выступает соответствующая единица СИ. Информация об этой единице заложена либо в используемой мере (метод сравнения с мерой), либо в разметке шкалы отсчетного устройства, в градировочной характеристике.
Измерение - получение информации о размере физической или нефизической величины.
При измерениях приходится иметь дело с различными физическими величинами: дискретными и непрерывными, случайными и неслучайными, постоянными и переменными, зависимыми и независимыми.
Метод измерения (по ГОСТу 16263-70) - это совокупность приёмов использования принципов и средств измерений, при которых происходит процесс измерения.
1) По характеру зависимости измеряемой величины от времени измерения методы измерений подразделяются на:
статические, при которых измеряемая величина остается постоянной во времени;
динамические, в процессе которых измеряемая величина изменяется и является непостоянной во времени.
Статическими измерениями являются, например, измерения размеров тела, постоянного давления; динамическими - измерения пульсирующих давлений, вибраций.
2) По способу получения результатов измерений (виду уравнения измерений) методы измерений разделяют на прямые, косвенные, совокупные и совместные.
При прямом измерении искомое значение величины находят непос-редственно из опытных данных, например, измерение угла угломером или измерение диаметра штангенциркулем.
При косвенном измерении искомое значение величины определяют на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям, например, определение среднего диаметра резьбы с помощью трёх проволочек или угла с помощью синусной линейки.
Совместными называют измерения, производимые одновременно (прямые или косвенные) двух или нескольких неодноимённых величин. Целью совместных измерений является нахождение функциональной зависимости между величинами, например, зависимости длины тела от температуры, зависимости электрического сопротивления проводника от давления и т.п.
Совокупные - это такие измерения, в которых значения измеряемых величин находят по данным повторных измерений одной или нескольких одноименных величин при различных сочетаниях мер или этих величин. Результаты совокупных измерений находят путём решения системы уравнений, составляемых по результатам нескольких прямых измерений.
3) По условиям, определяющим точность результата измерения, методы делятся на три класса.
Измерения максимально возможной точности, достижимой при существующем уровне техники. К ним относятся в первую очередь эталонные измерения, связанные с максимально возможной точностью воспроизведения установленных единиц физических величин, и, кроме того, измерения физических констант, прежде всего универсальных (например, абсолютного значения ускорения свободного падения и др.).К этому же классу относятся и некоторые специальные измерения, требующие высокой точности.
Контрольно-поверочные измерения, погрешность которых с определенной вероятностью не должна превышать некоторое заданное значение. К ним относятся измерения, выполняемые лабораториями государствен-ного надзора за внедрением и соблюдением стандартов и состоянием измерительной техники и заводскими измерительными лабораториями с погрешностью заранее заданного значения.
Технические измерения, в которых погрешность результата определяется характеристиками средств измерений.
14) Принципы стандартизации.
Принципы стандартизации отражают основные закономерности процесса разработки стандартов, обосновывают ее необходимость в управлении бизнесом, народным хозяйством, отношениями в обществе, определяют условия эффективной реализации и тенденции развития. Можно выделить шесть важнейших принципов стандартизации:
— добровольного применения документов в области стандартизации;
— максимального учета при разработке стандартов законных интересов заинтересованных лиц;
— применения международного стандарта как основы разработки национального стандарта, за исключением случаев, если такое применение признано невозможным вследствие несоответствия требований международных стандартов климатическим и географическим особенностям Российской Федерации, техническим и (или) технологическим особенностям или по иным основаниям либо Российская Федерация в соответствии с установленными процедурами выступала против принятия международного стандарта или отдельного его положения;
— недопустимости создания препятствий производству и обращению продукции, выполнению работ и оказанию услуг в большей степени, чем это минимально необходимо для выполнения целей, указанных в статье 11 настоящего Федерального закона;
— недопустимости установления таких стандартов, которые противоречат техническим регламентам;
— обеспечения условий для единообразного применения стандартов.
15) Принципы технического регулирования.
Техническое регулирование - правовое регулирование отношений в области установления, применения и исполнения обязательных требований к продукции или к связанным с ними процессам проектирования (включая изыскания), производства, строительства, монтажа, наладки, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, а также в области установления и применения на добровольной основе требований к продукции, процессам проектирования (включая изыскания), производства, строительства, монтажа, наладки, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнению работ или оказанию услуг и правовое регулирование отношений в области оценки соответствия;
Техническое регулирование осуществляется в соответствии с принципами:
— применения единых правил установления требований к продукции или к связанным с ними процессам проектирования (включая изыскания), производства, строительства, монтажа, наладки, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнению работ или оказанию услуг;
— соответствия технического регулирования уровню развития национальной экономики, развития материально-технической базы, а также уровню научно-технического развития;
— независимости органов по аккредитации, органов по сертификации от изготовителей, продавцов, исполнителей и приобретателей;
— единой системы и правил аккредитации;
— единства правил и методов исследований (испытаний) и измерений при проведении процедур обязательной оценки соответствия;
— единства применения требований технических регламентов независимо от видов или особенностей сделок;
— недопустимости ограничения конкуренции при осуществлении аккредитации и сертификации;
— недопустимости совмещения полномочий органа государственного контроля (надзора) и органа по сертификации;
— недопустимости совмещения одним органом полномочий на аккредитацию и сертификацию;
— недопустимости внебюджетного финансирования государственного контроля (надзора) за соблюдением требований технических регламентов;
— недопустимости одновременного возложения одних и тех же полномочий на два и более органа государственного контроля (надзора) за соблюдением требований технических регламентов.
16) Техническое законодательство и техническое регулирование.
В соответствии с определением, приведенным в Федеральном законе "О техническом регулировании", "техническое регулирование -правовое регулирование отношений в области установления, применения и исполнения обязательных требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, а также в области установления и применения на добровольной основе требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнению работ или оказанию услуг и правовое регулирование отношений в области оценки соответствия".
Другими словами - техническое регулирование - это все, что относится к нормированию требований к продукции, процессам, стандартизации, сертификации, подтверждению соответствия, государственному и иным видам контроля за продукцией, процессами, услугами и другим объектам технического регулирования.
17) Функции стандартизации.
Для достижения социальных и технико-экономических целей стандартизация выполняет определенные функции.
1.Функция упорядочения — преодоление неразумного многообразия объектов (раздутая номенклатура продукции, ненужное многообразие документов). Она сводится к упрощению и ограничению.
2.Охранная (социальная) функция — обеспечение безопасности потребителей продукции (услуг), изготовителей и государства, объединение усилий человечества по защите природы от техногенного воздействия цивилизации, охрана жизни или здоровья животных и растений.
3.Ресурсосберегающая функция обусловлена ограниченностью материальных, энергетических, трудовых и природных ресурсов и заключается в установлении в НД обоснованных ограничений на расходование ресурсов.
4.Коммуникативная функция обеспечивает общение и взаимодействие людей, в частности специалистов, путем личного обмена или использования документальных средств, аппаратных (компьютерных, спутниковых и пр.) систем и каналов передачи сообщений. Эта функция направлена на преодоление барьеров в торговле и на содействие научно-техническому и экономическому сотрудничеству.
5.Цивилизующая функция направлена на повышение качества продукции и услуг как составляющей качества жизни. Например, от жесткости требований государственных стандартов к содержанию вредных веществ в пищевых продуктах, питьевой воде, сигаретах непосредственно зависит продолжительность жизни населения страны. В этом смысле стандарты отражают степень общественного развития страны, т.е. уровень цивилизации.
6.Информационная функция. Стандарты — источник важнейшей информации, поскольку в ней обобщены результаты развития науки, техники и практического опыта, которые признаны посредством консенсуса представителями всех заинтересованных сторон. Стандартизация обеспечивает материальное производство, науку и технику и другие сферы нормативными документами, эталонами мер, образцами — эталонами продукции, каталогами продукции как носителями ценной технической и управленческой информации. Ссылка в договоре (контракте) на стандарт является наиболее удобной формой информации о качестве товара как главного условия договора (контракта).
7.Функция нормотворчества проявляется в задании норм и требований (правил, значений параметров, условий для выполнения) применительно к объекту стандартизации. Задаваемые стандартом (как и техническим регламентом) требования через механизм подтверждения соответствия продукции (например сертификацию) определяют решение о доступе продукции на рынок.
8.Доказательная функция проявляется в том, что гармонизированные с конкретным техническим регламентов (ТР) стандарты раскрывают существенные требования регламента. В практике технического регулирования Евросоюза в приложение к конкретной директиве включают перечень гармонизированных стандартов (с указанием их пунктов и разделов), требования которых составляют доказательную базу технического закона. В ЕС соблюдение требований гармонизированных европейских стандартов (EN) является гарантией выполнения технических законов («директив»). Доказательная база представляет достаточно обширный перечень стандартов, приводимый в каждой директиве.
18) Цели стандартизации.
Целями стандартизации являются:
— повышение уровня безопасности жизни и здоровья граждан, имущества физических и юридических лиц, государственного и муниципального имущества, объектов с учетом риска возникновения чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, повышение уровня экологической безопасности, безопасности жизни и здоровья животных и растений;
— обеспечение конкурентоспособности и качества продукции (работ, услуг), единства измерений, рационального использования ресурсов, взаимозаменяемости технических средств (машин и оборудования, их составных частей, комплектующих изделий и материалов), технической и информационной совместимости, сопоставимости результатов исследований (испытаний) и измерений, технических и экономико-статистических данных, проведения анализа характеристик продукции (работ, услуг), исполнения государственных заказов, добровольного подтверждения соответствия продукции (работ, услуг);
— содействие соблюдению требований технических регламентов;
— создание систем классификации и кодирования технико-экономической и социальной информации, систем каталогизации продукции (работ, услуг), систем обеспечения качества продукции (работ, услуг), систем поиска и передачи данных, содействие проведению работ по унификации.
19) Многократные измерения. Проверка нормальности закона распределения.
Проверка нормальности закона распределения по критерию Пирсона. Выдвигают гипотезу о том, что экспериментальные данные соответствуют нормальному закону. За меру расхождения экспериментальных данных с теоретическим законом принимают сумму квадратов отклонений отношения m/n от теоретической вероятности pi попадания отдельного значения в i-тый интервал (m – число результатов измерения в i-том интервале; n – число всех результатов измерения), причем каждое слагаемое умножают на коэффициент n/pi: , где k – число интервалов; n – число результатов, попавших в i-тый интервал; pi – вероятность попадания отдельного результата в i-тый интервал. Если расхождение случайно, то ?2 (коэффициент «ХИ-квадрат» или «коэффициент Пирсона») подчиняется распределению Пирсона. По этому распределению есть необходимые таблицы. По таблицам в зависимости от доверительной вероятности и числа интервалов можно определить табличный коэффициент ?02. Если ?2< ?02 ,то с установленной вероятностью можно признать случайным расхождение экспериментальных данных и теоретического закона распределения, что подтверждает гипотезу о выбранном теоретическом законе. Последовательность действий при проверке следующая:
• разбивают диапазон изменения Q на интервалы (5-30) так, чтобы в каждом интервале было не менее 5 значений;
• определяют значения ti для каждого i-ого интервала по формуле: , где Qi – наибольшее значение для i-ого интервала;
• определяют значение интеграла вероятности Лапласа L(ti) для каждого i;
• определяют ;
• определяют ;
• определяют ?2, сравнивают его с табличным значением ?02;
• делают заключение о законе распределения результата измерения.
Критерий согласия Пирсона широко применяется при n=40..50 и более.
Проверка нормальности закона распределения по составному критерию. Применяют при 10..15
<n<40..50. рассчитывают="" критерий="" по="" формуле:="" .="" проверяют="" выполнение="" условия:="" ,="" где="" dmin="" и="" dmax="" –="" коэффициенты,="" зависящие="" от="" вероятности="" p1*,="" с="" которой="" принимают="" решение.="" они="" определяются="" соответствующим="" таблицам.="" если="" условие="" выполняется,="" то="" дополнительно="" проверяют="" «хвосты»="" теоретического="" эмпирического="" распределения.="" при="" 10<n<20="" считается="" допустимым="" отклонение="" одного="" из="" результатов="" qi="" среднего="" арифметического="" больше,="" чем="" на="" 2,5sq;="" при="" 20<n<50="" двух,="" что="" соответствует="" доверительной="" p1**="0.98." несоблюдение="" хотя="" бы="" этих="" условий="" достаточно="" для="" того,="" чтобы="" гипотеза="" о="" нормальности="" распределения="" была="" отвергнута.="" в="" противном="" случае="" принимается="" вероятностью="" .
Решение принимается на основе априорной информации. При n j).
, (5.6)
где Aj – это число инверсий j - гo члена последовательности, т.е. число членов последовательности, которые, будучи расположенными в последовательности после j - ого члена, имеют значение меньшее, чем ?Yj.
Задавшись доверительной вероятностью Р = 0,95 ( уровнем значимости ? = 1 – Р = 0,05) для n = 20 определим по соответствующей таблице (таблица И.1 [1]) допустимые границы A1-0,5? и A0,5?.
A1-0,5? = 69 и A0,5? = 120.
Так как выполняется неравенство A1-0,5? < A ? A0,5?, (69 < 107 ? 120), критерий инверсии выполняется.
С выбранной доверительной вероятностью Р = 0,95 можно считать, что отклонения экспериментальных значений Yi, от соответствующих зна¬чений Yрi найденного уравнения регрессии являются случайными, не содержат аддитивного, мультипликативного или колебательного трендов, т.е. рассчитанное уравнение регрессии, учитывая рекомендации по округлению, Y = 4,989 + 9,712?Х достоверно описывает экспериментально исследуемую зависимость между величинами X и Y.
Просмотров: 7 958 
Комментариев: (0) 
Обсудить на форуме