Андрей Смирнов
Время чтения: ~13 мин.
Просмотров: 0

Метрологические характеристики средств измерений

Исходные данные

Для правильного выбора приборов измерений необходимо иметь исходные данные по следующим пунктам:

  • номинальный вес величины измерения;
  • величина разницы между наибольшим и наименьшим значениями;
  • информация об имеющихся условиях работы по проведению измерений.

Вам будет интересно:Прилагательные к слову «работа»: список примеров

При необходимости выбора системы измерения с учетом фактора точности необходимо вычислить погрешность. Она рассчитывается как сумма погрешностей всех возможных источников (приборов для проведения измерений, преобразователей значений, эталонов) с соблюдением установленных для каждого из источников законов.

На первом этапе производят выбор средств измерений по точности в соответствии с требованиями работы. При подборе окончательного варианта учитывают также следующие требования:

  • Рабочая область величин, которые необходимы в процессе проведения работ.
  • Габаритные размеры инструментов.
  • Вес инструментов.
  • Конструктивные особенности средства измерений.

В метрологии к выбору средств измерений по критерию точности предъявляют требование наличия следующих исходных данных:

  • состав изменяемых параметров инструментов;
  • величина допуска погрешности рабочих инструментов, а также допустимые значения общей погрешности при измерении параметров;
  • допустимые значения вероятности возникновения отказов для измеряемых параметров;
  • правила распределения отклонений параметров от их истинных значений.

Стандартизированные измерения

При выборе инструментов обычно учитывают приоритетность стандартизированных средств для выполнения измерений. Стандартизированное средство измерений – это такое средство, которое было изготовлено в соответствии с регламентом международного или специального стандарта по выполнению рассматриваемого вида работ.

В соответствии с этим условия выбора средств измерений зависят от специализации производства, на котором ведутся работы.

В производстве массовых изделий обычно применяют автоматизированные современные средства измерения и контроля, рассчитанные на высокую производительность. В серийном производстве применяют различные шаблоны и контрольные приспособления, по которым производят сравнения. В индивидуальном производстве осуществляют выбор универсальных средств измерений, с помощью которых можно выполнить различные виды работ.

Измерительный прибор. Классификация измерительных приборов

Измерительным прибором называется СИ, которое, в отличие от преобразователя, служит для выработки сигнала в форме, которая доступна для непосредственного восприятия наблюдателем.

Существуют различные классификации измерительных приборов, это:

  • назначение;
  • конструктивное устройство;
  • степень автоматизации.

Назначение измерительных приборов

По данному признаку различают измерительные приборы (ИП):

  • универсальные, применяемые в контрольно-измерительных лабораториях всех типов производств, а кроме того в цехах мелкосерийных и единичных производств;
  • специальные, применяемые для измерения одного или нескольких параметров деталей определенного типа;
  • для контроля: приемочного (калибры), активного (при изготовлении деталей) или статистического.

Конструктивное устройство

По этому признаку различают приборы:

  • механические: штангенциркуль, микрометр, щупы, рычажные скобы и т.д.;
  • оптические: микроскоп, проектор, оптиметр и др.;
  • пневматические: длинномеры, или ротаметры, и т.д.;
  • электрические: индуктивные приборы, кругломеры, профилографы и др.

Степень автоматизации

По данному признаку приборы бывают:

  • ручного действия;
  • механизированными;
  • полуавтоматическими;
  • автоматическими.

4 ОРГАНИЗАЦИЯ И ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ПОВЕРКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

4.1 Средства измерений, предназначенные для применения и применяемые в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, подвергают первичной и периодической поверке. Средства измерений, не предназначенные для применения в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, могут подвергаться поверке в добровольном порядке, при условии, что для них установлены обязательные метрологические требования.

4.2  Первичной поверке подлежат средства измерений утвержденных типов до ввода в эксплуатацию, а также после ремонта. Первичной поверке могут подвергаться средства измерений при выпуске из производства, ввозе на территорию Российской Федерации, продаже, в соответствии с условиями заключенных договоров. Первичной поверке могут не подвергаться средства измерений при ввозе на территорию Российской Федерации на основании заключенных международных соглашений (договоров) о признании результатов поверки, проведенной в зарубежных странах.

4.3  Первичной поверке подлежит, как правило, каждый экземпляр средств измерений. При осуществлении первичной поверки при выпуске из производства допускается выборочная поверка. Возможность и порядок проведения выборочной поверки устанавливаются по согласованию с государственным региональным центром метрологии, на основании анализа стабильности технологического процесса производства и задания приемлемого уровня рисков заказчика и изготовителя.

4.4. Первичная поверка может проводиться на контрольно-поверочных пунктах, организуемых аккредитованными на выполнение поверки юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями.

4.5. Периодической поверке подлежат средства измерений, находящиеся в эксплуатации, через определенные межповерочные интервалы.

4.6. Конкретные перечни средств измерений, подлежащих поверке, составляют юриди­ческие лица и индивидуальные предприниматели, применяющие эти средства измерений. Перечни средств измерений, подлежащих поверке, представляют для проверки в федеральные органы исполнительной власти или их территориальные органы, осуществляющие государственный метрологический надзор, по их требованию.

4.7  Периодической поверке подвергается каждый экземпляр средств измерений. Периодической поверке могут не подвергаться средства измерений, находящиеся на длительном хранении (более одного межповерочного интервала). Периодическую поверку средств измерений, предназначенных для измерений (воспроизведения) нескольких величин или имеющих несколько диапазонов измерений, но используемых для измерений (воспроизведения) меньшего числа величин или на меньшем числе диапазонов измерений, допускается, на основании решения владельца средств измерений, проводить только по тем требованиям нормативных документов по поверке, которые определяют пригодность средств измерений для измерений ограниченного числа величин и используемых диапазонов измерений.       Соответствующая запись должна быть сделана в эксплуатационных документах и, если это допускается конструкцией прибора, на него должна быть нанесена маркировка, определяющая пригодность средств измерений только для ограниченного числа величин и используемых диапазонов измерений. Если конструкция прибора не допускает нанесения указанной маркировки, то она наносится на упаковку средства измерений, если оно хранится в упаковке, или в паспорт, или формуляр.       Решением владельца, средства измерений, обладающие высокими показателями точности, могут поверяться на соответствие менее высоким точностным показателям при условии, что:

  • при утверждении данного типа средств измерений предусмотрена модификация, обладающая показателями точности, на соответствие которым предполагается проводить поверку;
  • методики поверки, по составу процедур, для средств измерений более высокого и менее высокого классов точности совпадают;
  • имеется документ, утвержденный руководителем юридического лица или другим уполномоченным должностным лицом, устанавливающий конкретный перечень средств измерений, для которых устанавливаются новые точностные показатели, с указанием заводских номеров приборов;
  • приняты меры, исключающие ошибочное использование средств измерений, для которых установлены новые точностные показатели, при выполнении измерений, требующих более высоких показателей точности.

4.8. Результаты поверки действительны в течение межповерочного интервала.

Страница 1 из 4
Следующая

Критерии выбора

При выборе средств измерений необходимо в первую очередь учитывать точность, которой нужно будет достигнуть при выполнении работы. Она указывается в нормативных документах или в технической документации на деталь.

Кроме того, при выборе инструмента для измерения следует учитывать предельные отклонения, а также методы осуществления работ и способы их контроля.

Главным принципом выбора средств измерения является соответствие их поставленным требованиям по получению достоверных результатов с соблюдением заданной регламентом точностью

Кроме того, немаловажно учитывать материальные и временные затраты: они по возможности должны быть минимальными

Области применения средств измерений

Согласно федеральному закону от 26.06.2008 № 102-ФЗ (ред. от 13.07.2015) «Об обеспечении единства измерений», сфера государственного регулирования в РФ распространяется на измерения, проводимые:

  • в здравоохранении;
  • в ветеринарии;
  • в области охраны окружающей среды;
  • в обеспечению безопасности при чрезвычайных ситуациях;
  • в охране труда;
  • в производственном контроле;
  • в торговле и расфасовке товаров;
  • выполнении государственных учётных операций;
  • на почте и электросвязи;
  • в осуществлении деятельности в области обороны и безопасности государства;
  • в геодезии и картографии;
  • в гидрометеорологии;
  • при проведении банковских, налоговых и таможенных операций;
  • в оценке соответствия;
  • в спорте;
  • в суде и др.;
  • в государственном контроле (надзоре);
  • в области атомной энергии;
  • в обеспечении безопасности дорожного движения;

Шкалы измерений

Рассмотрим шкалы измерений подробнее.

Номинальная

Самые простые измерительные шкалы – номинальные. Они относятся к качественным и отражают те или иные свойства объекта, выраженные словесно. Их элементы могут только совпадать или не совпадать друг другом, Их нельзя сопоставлять по принципу «больше-меньше». Недопустимы также и арифметические действия.

Характерным примером может служить группа крови. Первая группа не больше третьей и не может быть сложена с четвертой. У человека может быть только одна группа крови, и измерение

Порядковая

По ней можно ранжировать и сравнивать объекты, по какому — либо признаку, например, расположить людей в строю по росту. Иванов больше Сидорова, а Сидоров больше Кузнецова.

Шкала порядка

Из этих данных можно сделать вывод о том, что Иванов выше Кузнецова, но нельзя определить, насколько именно.

Интервалов

Она состоит из заранее определенных и равных между собой интервалов. И является намного более информативной. Свойство объекта соотносится с одним из таких интервалов.

Характерным примером такой шкалы измерений может служить принятое у людей исчисление времени. Период оборота Земли вокруг Солнца делится на 365 дней, дни делятся на часы, далее на минуты и секунды. Мы можем соотнести событие с одним из таких интервалов: «эта статья была написана в 2018 году» или «Дождь начнется в 14 часов»

Шкалы интервалов

Значения в этом случае можно сравнивать друг с другом не только качественно, но и количественно, становятся доступны операции сложения и вычитания. «Заход солнца произойдет на 12 часов позже восхода». «Фильм А длиннее фильма В на 25 минут»

Однако поскольку начало отсчета не установлено, невозможно определить, во сколько раз одно значение больше другого.

Отношений

Точкой начала отсчета является точка, в которой значение параметра равно нулю. Появляется возможность отсчитывать от нее абсолютное значение параметра, определять разницы значений и во сколько раз одно больше другого. Характерный пример — температурная шкала Кельвина. За начало отчета взята точка «абсолютного нуля», при которой прекращается тепловое движение материи. Второй опорной точкой выбрана температура таяния льда при нормальном давлении. Разница между этими точками по Цельсию составляет 273 °C, и один градус Кельвина равен одному градусу Цельсия. Таким образом, можно сказать, что лед тает при 273К.

Шкала отношений

Отношений – наиболее информативная. На ней возможны все арифметические операции-

  • сложение;
  • вычитание;
  • умножение ;
  • деление.

Деление, умножение сложение и вычитание значений параметра будет иметь физический смысл. Мы можем вычислить не только насколько одно значение больше другого, но и во сколько раз.

Разностей

Представляет собой частный случай интервальных. Для них значение не меняется при произвольном числе сдвигов на определенный параметр. Другими характерными признаками являются

  • единицы измерений и точка отсчета определяется по соглашению;
  • существует понятие размерности;
  • доступны операции линейных преобразований;
  • осуществляется путем создания системы эталонов.

В качестве примера можно привести циферблат часов – каждые сутки значение времени будет, например, «7 часов», хотя это разные дни.

Циферблат часов

Другим примером может служить компас, показывающий направление из одной точки. Сама эта точка может иметь различные координаты.

Важно помнить, что в этом случае при измерении мы можем вычислять разницу между двумя значениями, но должны все время помнить о том, что начальное значении задано произвольно. Например, при переходе на летнее время придется задать новое начальное значение

Абсолютная

Абсолютная шкала занимает высшую ступень в шкальной иерархии. Единицы их естественные и не основаны на соглашениях и допущениях. Кроме того, эти единицы не имеют размерности, не служат производными системы СИ или какой-либо другой. Они всегда безразмерны:

  • разы;
  • проценты;
  • доли;
  • полные углы.

Абсолютная шкала

Абсолютные подразделяют на

  • ограниченные. Диапазон от 0 до 1. Сюда относятся КПД, оптические коэффициенты поглощения т.д.
  • неограниченные – предел упругости, коэффициент усиления в радиотехнике и т.д. Все они нелинейные и не имеют единиц измерений.

Основные правила использования и хранения измерительных инструментов

Расскажем, как правильно использовать и хранить измерительные инструменты, применяемые слесарями, слесарями-ремонтниками и мастерами иных профилей.

Эксплуатация контрольно-измерительных инструментов

1.      Все измерительные инструменты имеют инструкции по эксплуатации. Обязательно изучайте их перед использованием приспособлений и отправкой их на хранение.

2.      При фиксации инструментов не прилагайте слишком больших усилий. Это чревато не только ухудшением точности показаний, но и поломками приспособлений.

3.      Деталь или ее части перед измерениями должны быть очищены от различного рода загрязнений и заусенцев.

4.      Измерительные инструменты при необходимости нужно смазывать.

5.      После окончания работ приспособления должны быть очищены, смазаны и уложены в футляры.

6.      Необходимо оберегать изделия от влаги, падений и ударов.

7.      Измеряемые детали и изделия должны иметь температуру от +15 до +20 °С. В этом случае измерения будут максимально точными.

8.      Измерения обрабатываемых деталей проводится при выключенных станках.

9.      В промежутках между измерениями приспособления необходимо укладывать на сухие и чистые поверхности.

10. Эксплуатация измерительных инструментов требует регулярного проведения поверок.

Хранение измерительных инструментов

  1. Хранить измерительные инструменты необходимо в сухих и отапливаемых помещениях.

  2. Для защиты от негативных факторов желательно помещать приспособления в индивидуальные футляры и тубусы.

  3. Рекомендованная температура хранения — от +10 до +35 °С.

  4. В воздухе не должны содержаться агрессивные примеси.

  5. Перед отправкой на хранение измерительные поверхности разъединяют, а фиксаторы — ослабляют.


Фотография №22: хранение измерительных инструментов

Соблюдение вышеперечисленных правил помогает получить максимально точные результаты измерений и продлевает срок службы контрольных приспособлений.

4. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Программное обеспечение средств измерений — компьютерная программа или совокупность программ сбора, передачи, обработки, хранения и представления измерительной информации, а также программные документы, необходимые для функционирования этих программ;

Данные — измерительная информация, представленная в виде, пригодном для передачи, интерпретации или обработки.

Разделение программного обеспечения — выделение (описание) в ПО СИ, попадающих в сферу государственного метрологического контроля и надзора (ГМКиН), функций и частей, подлежащих метрологическому контролю.

Интерфейс — общая граница между двумя блоками с различными характеристиками, относящимися к функциям, физическим соединениям и обмену сигналами.

Интерфейс пользователя — интерфейс, обеспечивающий возможность обмена информацией между пользователем и компонентами технических или программных средств системы обработки информации.

Защищенный интерфейс — интерфейс является защищенным:

если только через этот интерфейс может быть пропущен или изменен определенный набор параметров, данных и функций программной части;

если через него невозможно ввести в ПО команды или данные, которые нечетко определены и могут быть ошибочно приняты за результат измерения, а также команды, которые могут быть использованы для искажения отображаемых, обработанных и сохраненных результатов измерения или других контролируемых данных, либо для несанкционированной корректировки или изменения настроек ПО.

Недопустимые изменения программного обеспечения — изменения ПО или его частей, подлежащих метрологическому контролю;

Утвержденное ПО — ПО средств измерений, прошедших испытания с целью утверждения типа, и аттестованное в процессе этих испытаний.

Защищенное программное обеспечение и данные — ПО и данные, изменение которых или невозможно, или обнаруживается и становится очевидным при запуске или работе.

Идентификация программного обеспечения — проверка и подтверждение целостности и подлинности ПО.

Целостность программного обеспечения и данных — состояние ПО и данных, характеризующееся отсутствием изменений преднамеренного или случайного характера.

Подлинность данных — состояние данных, происхождение которых может быть проверено, и которые могут быть однозначно приписаны определенным измерениям.

Контрольная сумма — суммирование всех байтов программного кода или набора данных. Чтобы получить результат с фиксированным числом цифр часто используется суммирование по модулю. Контрольная сумма часто используется как простой хэш-код (ГОСТ Р 34.11-94).

Хэш-код — результат арифметической комбинации со всеми байтами программного кода или набора данных. Результат алгоритма хеширования включает только некоторые байты, а алгоритм построен таким образом, что любая модификация кода программы или данных с высокой вероятностью приводит к другому результату, т.е. к очевидности изменений.

Электронная подпись — электронная подпись для файла (кода программы или данных) генерируется в два этапа: сначала рассчитывается хэш-код и затем хэш-код шифруется (ГОСТ Р 34.10-2001). Электронная подпись обычно добавляется к коду программы или набору данных, по которым она была сгенерирована.

Погрешность, вносимая ПО — отличие результатов, полученных с помощью ПО, от результатов, полученных при тех же условиях эталонным ПО. Погрешность, вносимая ПО, может быть обусловлена неудачным выбором алгоритмов и их неустойчивостью, накоплением погрешности округления на промежуточных этапах вычислений, использованием при вычислениях конечных сумм вместо бесконечных рядов, программными сбоями и искажениями при передаче, обработке и представлении измерительной информации и т.п. Погрешность ПО может выражаться числом потерянных цифр точности по сравнению с эталонными результатами.

Эталонное ПО — программное обеспечение, отвечающее наивысшим требованиям к его точностным и функциональным характеристикам, подтвержденным (в ряде случаев независимыми методами) при его неоднократном тестировании и использовании.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации