ГБПОУ «УРЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ»
Согласовано:на методическом совете
Т.И.Соловьева
«____» ______________ 201 г
Утверждаю:
Заместитель директора по УР
Т.А. Маралова
«____» ______________ 201 г
Рабочая программа учебной дисциплины
ОП.03. Метрология, стандартизация, сертификация
по специальности 13.02.07 Электроснабжение (по отраслям)
г. Урень
Рабочая программа учебной дисциплины ОП.03. Метрология, стандартизация, сертификация разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее - ФГОС) по специальности среднего профессионального образования (далее - СПО) 13.02.07 Энергоснабжение (по отраслям) укрупненной группы специальностей 13.00.00 Электро- и теплоэнергетика.
Организация-разработчик: ГБПОУ «Уренский индустриально- энергетический техникум»
Разработчики: Леднева Марина Михайловна,
преподаватель спец. дисциплин,
ГБПОУ «Уренский индустриально-энергетический техникум».
Рассмотрено:
МО педагогических работников
специальных дисциплин
№ 1 от 28 августа 2017 г.
Руководитель МО _________
СОДЕРЖАНИЕ
1. ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
ОП .03. Метрология, стандартизация, сертификация
1.1 Область применения примерной программы
Рабочая программа учебной дисциплины является частью основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС по специальности СПО13.02.07 Энергоснабжение (по отраслям) укрупненной группы специальностей 13.00.00 Электро- и теплоэнергетика.
1.2 Место учебной дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы : учебная дисциплина ОП.03. Метрология, стандартизация, сертификация входит в профессиональный цикл, является общепрофессиональн ой дисциплин ой .
1.3 Цели и задачи учебной дисциплины – требования к результатам освоения дисциплины:
Результатом освоения учебной дисциплины является овладение обучающимися видом профессиональной деятельности, в том числе формирование профессиональных (ПК) и общих (ОК) компетенций: ОК 1-9, ПК 1.1 - 1.5, 2.1 - 2.6, 3.1 - 3.2.
OK 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.
OK 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.
ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.
ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.
ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.
ОК 6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.
ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий.
ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.
ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.
ПК 1.2. Выполнять основные виды работ по обслуживанию трансформаторов и преобразователей электрической энергии.
ПК 1.3. Выполнять основные виды работ по обслуживанию оборудования распределительных устройств электроустановок, систем релейных защит и автоматизированных систем.
ПК 1.4. Выполнять основные виды работ по обслуживанию воздушных и кабельных линий электроснабжения.
ПК 1.5. Разрабатывать и оформлять технологическую и отчетную документацию.
ПК 2.2. Находить и устранять повреждения оборудования.
ПК 2.3. Выполнять работы по ремонту устройств электроснабжения.
ПК 2.4. Оценивать затраты на выполнение работ по ремонту устройств электроснабжения.
ПК 2.5. Выполнять проверку и анализ состояния устройств и приборов, используемых при ремонте и наладке оборудования.
ПК 2.6. Производить настройку и регулировку устройств и приборов для ремонта оборудования электрических установок и сетей.
ПК 2.1. Планировать и организовывать работу по ремонту оборудования.
ПК 3.1. Обеспечивать безопасное производство плановых и аварийных работ в электрических установках и сетях.
ПК 3.2. Оформлять документацию по охране труда и электробезопасности при эксплуатации и ремонте электрических установок и сетей.
уметь:
применять требования нормативных документов к основным видам продукции (услуг) и процессов;
В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен знать :
формы подтверждения качества
максимальная учебная нагрузка обучающегося 96 часов, в том числе:
обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося 64 часа;
самостоятельной работы обучающегося 32 часа.
2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1 Объем учебной дисциплины и виды учебной работы
лабораторные работыСамостоятельная работа обучающегося (всего)
32
в том числе:
внеаудиторная работа
индивидуальные задания
Итоговая аттестация в форме экзамена
Тематический план и содержание учебной дисциплины ОП.03. Метрология, стандартизация и сертификация
Наименование разделов и темСодержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа обучающихся, курсовая работ (проект)
Объем часов
Усвоенные компетенции
Уровень освоения
1
2
3
4
5
Раздел 1. Метрология
44
Тема 1.1
Основы теории измерений
6
Основные характеристики измерений. Понятие о физической величине. Значение физических единиц. Физические величины и измерения. Эталоны и образцовые средства измерений.
ОК 1-9
ПК 1.1-1.5
ПК 2.1-2.6
ПК 3.1-3.2
Тема 1.2
Средства измерений
16
Средства измерений и их характеристики. Классификация средств измерения.
ОК 1-9
ПК 1.1-1.5
ПК 2.1-2.6
ПК 3.1-3.2
Метрологические характеристики средств измерений и их нормирование. Метрологическое обеспечение и его основы.
Самостоятельная работа
Написать конспект составления блока мер требуемого размера.
Тема 1.3 Метрологическое обеспечение измерений
22
Выбор средств измерений. Методы определения и учёта погрешностей. Обработка и представление результатов измерения.
ОК 1-9
ПК 1.1-1.5
ПК 2.1-2.6
ПК 3.1-3.2
Лабораторная работа № 1 : Выявление погрешностей измерений .
Лабораторная работа № 2: Устройство и применение средств измерения специального назначения.
Лабораторная работа № 3: Измерение размеров деталей с помощью концевых мер длины.
Лабораторная работа № 4: Измерение параметров деталей с помощью штанген – инструментов.
Лабораторная работа № 5 : Измерение параметров деталей с помощью микрометра.
Лабораторная работа № 6: Настройка приборов для измерения электрических величин .
Самостоятельная работа
Написать конспект с описанием параметров выбраковки деталей.
Демонстрации:
Компьютер.
Проектор.
Приборы:
Штангенциркуль ШЦ-I-150-0,05.
Микрометр гладкий МК25 .
Микрометр рычажный МР25 .
Набор КМД №2 кл.2 .
Плакаты:
Классификация средств измерений
Метрологические характеристики средств измерений:
а) Функция преобразования.
б) Механизм образования основной и дополнительной погрешностей СИ.
в) Зависимость погрешности СИ от уровня входного сигнала.
г) Основная погрешность и классы точности си по ГОСТ 8.401-80.
Плакаты: Погрешности измерений
1. Нормальный закон распределения случайных погрешностей.
2. Интервальная оценка случайной погрешности.
3. Нормальный закон распределения при наличии систематической погрешности.
4. Определение доверительного интервала по интегральной функции распределения погрешности.
5. Систематизация погрешностей.
Раздел 2. Основы стандартизации
30
Тема 2.1 Государственная система стандартизации
14
Нормативные документы по стандартизации, их категории. Виды стандартов. Общероссийские классификаторы. Требования и порядок разработки стандартов.
ОК 1-9
ПК 1.1-1.5
ПК 2.1-2.6
ПК 3.1-3.2
Лабораторная работа №7: Изучение построения стандарта.
Лабораторная работа № 8: Построение списка объектов и субъектов стандартизации.
Самостоятельная работа
Вычертить схему построения параметрических рядов.
Тема 2.2 Показатели качества продукции
16
1 .
Классификация средств размещения. Методы стандартизации.
ОК 1-9
ПК 1.1-1.5
ПК 2.1-2.6
ПК 3.1-3.2
Методы определения показателей качества. Основополагающие Государственные стандарты.
Лабораторная работа № 9: Определение качества продукции электроснабжения.
Самостоятельная работа
написать реферат на тему «Качество электротехнических материалов и продукции».
Демонстрации:
Компьютер.
Проектор.
Плакаты:
Основные положения государственной системы стандартизации (ГСС).
Правовые основы стандартизации.
Организационная структура международной организации по стандартизации ISO.
Определение оптимального уровня унификации и стандартизации.
Ответственность изготовителя, исполнителя, продавца за нарушение прав потребителя.
Поблочная структура основных положений «Закона о защите прав потребителя» .
Раздел 3. Основы сертификации и лицензирования
22
Тема 3.1
Общие понятия о сертификации
6
Объекты и цели сертификации. Условия сертификации.
Тема 3.2 Система сертификации
Содержание учебного материала
16
Понятие качества продукции. Защита прав потребителя. Схема сертификации.
Обязательная сертификация. Добровольная сертификация.
Лабораторная работа № 10: Порядок составления претензий по качеству продукции.
Самостоятельная работа
Написать конспект - требования по обязательной сертификации продукции.
Демонстрации:
Компьютер.
Проектор.
Плакаты:
Всего:
64
32
3. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1 Требования к минимальному материально-техническому обеспечению
Реализация программы учебной дисциплины требует наличия учебного кабинета «Метрология, стандартизация и сертификация».
Оборудование учебного кабинета
посадочные места по количеству обучающихся;
рабочее место преподавателя;
комплект учебно-методической документации;
наглядные пособия (таблицы ГОСТ учебники и учебные пособия).
Технические средства обучения
компьютер с лицензионными программами;
проектор;
измерительный инструмент (штангенциркули, микрометры, нутромеры, калибры - различных типоразмеров);
детали узлов и механизмов, пригодных для измерений;
измерительные при боры электрических величин.
3.2 Информационное обеспечение обучения
Основные источники:
1. Метрология, стандартизация и сертификация в энергетике: учеб. пособие для студ. Учреждений сред. Проф. Образования / (С.А.Зайцев, А.Н.Толстов, Д.Д.Грибанов, Р.ВМеркулов). – М.: Издательский центр «Академия», 2014. – 224 с.
2. Сборник нормативных актов Российской федерации, - М.: ЭКМОС, 2006 г. (гриф МинОбрНаука) (электронный вариант)
Дополнительные источники:
Грибанов Д.Д. Основы метрологии: учебник / Д.Д.Грибанов, С.А.Зайцев, А.В.Митрофанов. – М. : МГТУ «МАМИ», 1999.
Грибанов Д.Д. Основы сертификации: учеб. пособие / Д.Д.Грибанов – М. : МГТУ «МАМИ», 2000.
Грибанов Д.Д. Основы стандартизации и сертификации: учеб. пособие / Д.Д.Грибанов, С.А.Зайцев, А.Н.Толстов. – М. : МГТУ «МАМИ», 2003.
Интернет-ресурсы:
1. Министерство образования Российской Федерации. Режим доступа: http://www.ed.gov.ru
2. Федеральный портал «Российское образование». Режим доступа: http://www.edu.ru
3. Русская поисковая система. Режим доступа: http://www.rambler.ru
4. Русская поисковая система. Режим доступа: http://www.yandex.ru
5. Международная поисковая система. Режим доступа: http://www.Google.ru
6. Электронная библиотека. Режим доступа: http;//www.razym.ru
4. Контроль и оценка результатов освоения УЧЕБНОЙ Дисциплины
Контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения практических занятий и лабораторных работ, тестирования, а также выполнения обучающимися индивидуальных заданий.
Результаты обучения(освоенные умения, усвоенные знания)
Формы и методы контроля и оценки результатов обучения
Умения:
использовать в профессиональной деятельности документацию систем качества;
оформлять технологическую и техническую документацию в соответствии с действующей нормативной базой;
приводить несистемные величины измерений в соответствие с действующими стандартами и международной системой единиц СИ;
применять требования нормативных документов к основным видам продукции (услуг) и процессов.
Решение производственных ситуаций при проведении лабораторно-практических занятий.
Внеаудиторная самостоятельная работа.
Знания:
задачи стандартизации, ее экономическую эффективность;
основные положения систем (комплексов) общетехнических и организационно-методических стандартов;
основные понятия и определения метрологии, стандартизации, сертификации и документации систем качества;
терминологию и единицы измерения величин в соответствии с действующими стандартами и международной системой единиц СИ;
формы подтверждения качества.
Устный опрос, экспертное наблюдение на практических занятиях, внеаудиторная самостоятельная работа.
Оценка индивидуальных образовательных достижений по результатам текущего контроля производится в соответствии с универсальной шкалой (таблица).
Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
Метрология имеет большое значение для прогресса в области конструирования, производства, естественных и технических наук, так как повышение точности измерений - один из наиболее эффективных путей познания природы человеком, открытий и практического применения достижений точных наук.
Значительное повышение точности измерений неоднократно являлось основной предпосылкой фундаментальных научных открытий.
Так, повышение точности измерения плотности воды в 1932 г. привело к открытию тяжелого изотопа водорода - дейтерия, определившего бурное развитие атомной энергетики. Благодаря гениальному осмыслению результатов экспериментальных исследований по интерференции света, выполненных с высокой точностью и опровергавшим существовавшее до того мнение о взаимном движении источника и приемника света, А. Эйнштейн создал свою всемирно известную теорию относительности. Основоположник мировой метрологии Д.И.Менделеев говорил, что наука начинается там, где начинают измерять. Велико значение метрологии для всех отраслей промышленности, для решения задач по повышению эффективности производства и качества продукции.
Приведем лишь несколько примеров, характеризующих практическую роль измерений для страны: доля затрат на измерительную технику составляет около 15 % всех затрат на оборудование в машиностроении и приблизительно 25 % в радиоэлектронике; ежедневно в стране выполняется значительное число различных измерений, исчисляемых миллиардами, трудятся по профессии, связанной с измерениями, значительное число специалистов.
Современное развитие конструкторской мысли и технологий всех отраслей производства свидетельствуют об органической связи их с метрологией. Для обеспечения научно-технического прогресса метрология должна опережать в своем развитии другие области науки и техники, ибо для каждой из них точные измерения являются одним из основных путей их совершенствования.
Прежде чем рассматривать различные методы, обеспечивающие единство измерений, необходимо определить основные понятия и категории. Поэтому в метрологии очень важно правильно использовать термины, необходимо определить, что именно подразумевается под тем или иным названием.
Главные задачи метрологии по обеспечению единства измерений и способов достижения требуемых точностей непосредственно связаны с проблемами взаимозаменяемости как одного из важнейших показателей качества современных изделий. В большинстве стран мира меры по обеспечению единства и требуемой точности измерений установлены законодательно, и в Российской Федерации в 1993 г. был принят закон "Об обеспечении единства измерений".
Законодательная метрология ставит главной задачей разработку комплекса взаимосвязанных и взаимообусловленных общих правил, требований и норм, а также других вопросов, нуждающихся в регламентации и контроле со стороны государства, направленных на обеспечение единства измерений, прогрессивных методов, способов и средств измерений и их точностей.
В Российской Федерации основные требования законодательной метрологии сведены в Государственные стандарты 8-го класса.
Современная метрология включает в себя три составляющих:
1. Законодательное.
2. Фундаментальное.
3. Практическое.
Законодательная метрология – раздел метрологии включающие комплексы взаимосвязанных общих правил, а также другие вопросы, нуждающиеся в регламентации и контроля со стороны государства направленные на обеспечении единства измерений и единообразия средств измерений.
Вопросами фундаментальной метрологии (исследовательская метрология), созданием систем единиц измерения, физических постоянных разработкой новых методов измерений занимается теоретическая метрология .
Вопросами практической метрологии в различных сферах деятельности в результате теоретических исследований занимается прикладная метрология .
Задачи метрологии:
Обеспечение единства измерений
Определение основных направлений, развитие метрологического обеспечения производства.
Организация и проведение анализа состояние и измерений.
Разработка и реализация программ метрологического обеспечения.
Развитие и укрепление метрологической службы.
Объекты метрологии: Средства измерений, эталон, методики выполнения измерений и физические, и не физические (производственные величины).
История возникновения и развития метрологии.
Исторически важные этапы в развитии метрологии:
XVIII век - установление эталона метра (эталон хранится во Франции , в Музее мер и весов; в настоящее время является в большей степени историческим экспонатом, нежели научным инструментом);
1832 год - создание Карлом Гауссом абсолютных систем единиц;
1875 год - подписание международной Метрической конвенции ;
1960 год - разработка и установление Международной системы единиц (СИ );
XX век - метрологические исследования отдельных стран координируются Международными метрологическими организациями.
Вехиотечественной истории метрологии:
присоединение к Метрической конвенции;
1893 год - создание Д. И. Менделеевым Главной палаты мер и весов (современное название: «Научно-исследовательский институт метрологии им. Менделеева» ).
Метрология как наука и область практической деятельности возникла в древние времена. Основой системы мер в древнерусской практике послужили древнеегипетские единицы измерений, а они, в свою очередь были заимствованы в древней Греции и Риме. Естественно, что каждая система мер отличалась своими особенностями, связанными не только с эпохой, но и с национальным менталитетом.
Наименования единиц и их размеры соответствовали возможности осуществления измерений "подручными" способами, не прибегая к специальным устройствам. Так, на Руси основными единицами длины были пядь и локоть, причем пядь служила основной древнерусской мерой длины и означала расстояние между концами большого и указательного пальца взрослого человека. Позднее, когда появилась другая единица - аршин - пядь (1/4 аршина) постепенно вышла из употребления.
Мера локоть пришла к нам из Вавилона и означала расстояние от сгиба локтя до конца среднего пальца руки (иногда - сжатого кулака или большого пальца).
С XVIII в. в России стали применяться дюйм, заимствованный из Англии (назывался он "палец"), а также английский фут. Особой русской мерой была сажень, равная трем локтям (около 152 см) и косая сажень (около 248 см).
Указом Петра I русские меры длины были согласованы с английскими, и это по существу - первая ступень гармонизации российской метрологии с европейской.
Метрическая система мер введена во Франции в 1840 г. Большую значимость ее принятия в России подчеркнул Д.И. Менделеев, предсказав большую роль всеобщего распространения метрической системы как средства содействия "будущему желанному сближению народов".
С развитием науки и техники требовались новые измерения и новые единицы измерения, что стимулировало в свою очередь совершенствование фундаментальной и прикладной метрологии.
Первоначально прототип единиц измерения искали в природе, исследуя макрообъекты и их движение. Так, секундой стали считать часть периода обращения Земли вокруг оси. Постепенно поиски переместились на атомный и внутриатомный уровень. В результате уточнялись "старые" единицы (меры) и появились новые. Так, в 1983 г. было принято новое определение метра: это длина пути, проходимого светом в вакууме за 1/299792458 долю секунды. Это стало возможным после того, как скорость света в вакууме (299792458 м/с) метрологи приняли в качестве физической константы. Интересно отметить, что теперь с точки зрения метрологических правил метр зависит от секунды.
В 1988 г. на международном уровне были приняты новые константы в области измерений электрических единиц и величин, а в 1989 г. принята новая Международная практическая температурная шкала МТШ-90.
На этих нескольких примерах видно, что метрология как наука динамично развивается, что, естественно, способствует совершенствованию практики измерений во всех других научных и прикладных областях.
Бурное развитие науки, техники и технологии в ХХ веке потребовало развития метрологии как науки. В СССР метрология развивалась в качестве государственной дисциплины, т.к. нужда в повышении точности и воспроизводимости измерений росла по мере индустриализации и роста оборонно-промышленного комплекса. Зарубежная метрология также отталкивалась от требований практики, но эти требования исходили в основном от частных фирм. Косвенным следствием такого подхода оказалось государственное регулирование различных понятий, относящихся к метрологии, то есть ГОСТирование всего, что необходимо стандартизовать. За рубежом эту задачу взяли на себя негосударственные организации, напримерASTM . В силу этого различия в метрологии СССР и постсоветских республик государственные стандарты (эталоны) признаются главенствующими, в отличие от конкурентной западной среды, где частная фирма может не пользоваться плохо зарекомендовавшим себя стандартом или прибором и договориться со своими партнёрами о другом варианте удостоверения воспроизводимости измерений.
Объекты метрологии.
Измерения как основной объект метрологии связаны как с физическими величинами, так и с величинами, относящимися к другим наукам (математике, психологии, медицине, общественным наукам и др.). Далее будут рассматриваться понятия, относящиеся к физическим величинам.
Физическая величина . Под этим определением подразумевается свойство, общее в качественном отношении многим объектам, но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта. Или, следуя Леонарду Эйлеру, «величиной называется все, что способно увеличиваться или уменьшаться, или то, к чему можно нечто прибавить или отчего можно отнять».
Вообще понятие «величина» многовидовое, т. е. относящееся не только к физическим величинам, являющимся объектами измерения. К величинам можно отнести количество денег, идей и т. п., т. к. к этим категориям применимо определение величины. По этой причине в стандартах (ГОСТ-3951-47 и ГОСТ-16263-70) приводится только понятие «физической величины», т. е. величины, характеризующей свойства физических объектов. В измерительной технике прилагательное «физическая» обычно опускается.
Единица физической величины - физическая величина, которой по определению придано значение, равное единице. Ссылаясь еще раз на Леонарда Эйлера: «Невозможно определить или измерить одну величину иначе, как приняв в качестве известной другую величину этого же рода и указав соотношение, в котором она находится к ней». Другими словами, для того чтобы охарактеризовать какую-либо физическую величину, нужно произвольно выбрать в качестве единицы измерения какую-либо другую величину того же рода.
Мера - носитель размера единицы физической величины, т. е. средство измерения, предназначенное для воспроизведения физической величины данного размера. Типичными примерами мер являются гири, рулетки, линейки. В других видах измерений меры могут иметь вид призмы, вещества с известными свойствами и т. д. При рассмотрении отдельных видов измерения мы будем специально останавливаться на проблеме создания мер.
Понятие системы единиц. Внесистемные единицы. Естественные системы единиц.
Система единиц - совокупность основных и производных единиц, относящаяся к некоторой системе величин и образованная в соответствии с принятыми принципами. Система единиц строится на основе физических теорий, отражающих существующую в природе взаимосвязь физических величин. При определении единиц системы подбирается такая последовательность физических соотношений, в которой каждое следующее выражение содержит только одну новую физическую величину. Это позволяет определить единицу физической величины через совокупность ранее определенных единиц, а в конечном счете - через основные (независимые) единицы системы (см.Единицы физических величин ).
В первых Системах единиц в качестве основных были выбраны единицы длины и массы, например в Великобритании фут и английский фунт, в России - аршин и русский фунт. В эти системы входили кратные и дольные единицы, имевшие собственные наименования (ярд и дюйм - в первой системе, сажень, вершок, фут и другие - во второй), благодаря чему образовалась сложная совокупность производных единиц. Неудобства в сфере торговли и промышленного производства, связанные с различием национальных систем единиц, натолкнули на идею разработки метрической системы мер (18 век, Франция), послужившей основой для международной унификации единиц длины (метр) и массы (килограмм), а также важнейших производных единиц (площади, объема, плотности).
В 19 веке К. Гаусс и В.Э. Вебер предложили Систему единиц для электрических и магнитных величин, названную Гауссом абсолютной.
В ней в качестве основных единиц были приняты миллиметр, миллиграмм и секунда, а производные единицы образовывались по уравнениям связи между величинами в простейшем их виде, то есть с числовыми коэффициентами, равными единице (такие системы позднее получили название когерентных). Во 2-й половине 19 века Британская ассоциация по развитию наук приняла две системы единиц: СГСЭ (электростатическую) и СГСМ (электромагнитную). Этим было положено начало образованию и других Систем единиц, в частности симметричной системы СГС (которую называют также системой Гаусса), технической системы (м, кгс, сек; см. МКГСС система единиц ),МТС системы единиц и другие. В 1901 году итальянский физик Дж. Джорджи предложил Систему единиц, основанную на метре, килограмме, секунде и одной электрической единице (позднее был выбран ампер; см.МКСА система единиц ). Система включала получившие распространение на практике единицы: ампер, вольт, ом, ватт, джоуль, фараду, генри. Эта идея была положена в основу принятой в 1960 году 11-й Генеральной конференцией по мерам и весамМеждународной системы единиц (СИ). Система имеет семь основных единиц: метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль, кандела. Создание СИ открыло перспективу всеобщей унификации единиц и имело следствием принятие многими странами решения о переходе к этой системе или о ее преимущественном применении.
Наряду с практическими Системами единиц в физике пользуются системами, в основу которых положены универсальные физические постоянные, например скорость распространения света в вакууме, заряд электрона, постоянная Планка и другие.
Внесистемные единицы , единицы физических величин, не входящие ни в одну из систем единиц. Внесистемные единицы выбирались в отдельных областях измерений вне связи с построением систем единиц. Внесистемные единицы можно разделить на независимые (определяемые без помощи других единиц) и произвольно выбранные, но определяемые через другие единицы. К первым относятся, например, градус Цельсия, определяемый как 0,01 промежутка между температурами кипения воды и таяния льда при нормальном атмосферном давлении, полный угол (оборот) и другие. Ко вторым относятся, например, единица мощности - лошадиная сила (735,499 вт), единицы давления - техническая атмосфера (1 кгс/см 2), миллиметр ртутного столба (133,322 н/м 2), бар (10 5 н/м 2) и другие. В принципе применение внесистемных единиц нежелательно, так как неизбежные пересчеты требуют затрат времени и увеличивают вероятность ошибок.
Естественные системы единиц , системы единиц, в которых за основные единицы приняты фундаментальные физические постоянные - такие, например, как гравитационная постоянная G, скорость света в вакууме с, постоянная Планка h, постоянная Больцмана k, число Авогадро N A , заряд электрона e, масса покоя электрона m e и другие. Размер основных единиц в Естественных системах единиц определяется явлениями природы; этим естественные системы принципиально отличаются от других систем единиц, в которых выбор единиц обусловлен требованиями практики измерений. По идее М. Планка, впервые (1906) предложившего Естественные системы единиц с основными единицами h, c, G, k, она была бы независима от земных условий и пригодна для любых времен и мест Вселенной.
Предложен целый ряд других Естественных систем единиц (Г. Льюиса, Д. Хартри, А. Руарка, П. Дирака, А. Грески и др.). Для Естественных систем единиц характерны чрезвычайно малые размеры единиц длины, массы и времени (например, в системе Планка - соответственно 4,03*10 -35 м, 5,42*10 -8 кг и 1,34*10 -43 сек) и, наоборот, громадные размеры единицы температуры (3,63*10 32 С). Вследствие этого Естественные системы единиц неудобны для практических измерений; кроме того, точность воспроизведения единиц на несколько порядков ниже, чем основных единиц Международной системы (СИ), так как ограничивается точностью знания физических констант. Однако в теоретической физике применение Естественных систем единиц позволяет иногда упростить уравнения и дает некоторые другие преимущества (например, система Хартри позволяет упростить запись уравнений квантовой механики).
Единицы физических величин.
Единицы физических величин - конкретные физические величины, которым по определению присвоены числовые значения, равные 1. Многие Единицы физических величин воспроизводятся мерами, применяемыми для измерений (например, метр, килограмм). На ранних стадиях развития материальной культуры (в рабовладельческом и феодальном обществах) существовали единицы для небольшого круга физических величин - длины, массы, времени, площади, объема. Единицы физических величин выбирались вне связи друг с другом, и притом различные в разных странах и географических районах. Так возникло большое количество часто одинаковых по названию, но различных по размеру единиц - локтей, футов, фунтов. По мере расширения торговых связей между народами и развития науки и техники количество Единиц физических величин увеличивалось и все более ощущалась потребность в унификации единиц и в создании систем единиц. О Единицах физических величин и их системах стали заключать специальные международные соглашения. В 18 веке во Франции была предложена метрическая система мер, получившая в дальнейшем международное признание. На ее основе был построен целый ряд метрических систем единиц. В настоящее время происходит дальнейшее упорядочение Единиц физических величин на базеМеждународной системы единиц (СИ) .
Единицы физических величин делятся на системные, то есть входящие в какую-либо систему единиц, и внесистемные единицы (например, мм рт. ст., лошадиная сила, электрон-вольт). Системные Единицы физических величин подразделяются на основные, выбираемые произвольно (метр, килограмм, секунда и др.), и производные, образуемые по уравнениям связи между величинами (метр в секунду, килограмм на кубический метр, ньютон, джоуль, ватт и т.п.). Для удобства выражения величин, во много раз больших или меньших Единиц физических величин, применяются кратные единицы и дольные единицы. В метрических системах единиц кратные и дольные Единицы физических величин (за исключением единиц времени и угла) образуются умножением системной единицы на 10 n , где n - целое положительное или отрицательное число. Каждому из этих чисел соответствует одна из десятичных приставок, принятых для образования кратных и дольных единиц.
Международная система единиц.
Международная система единиц (Systeme International d"Unitees), система единиц физических величин, принятая 11-й Генеральной конференцией по мерам и весам (1960). Сокращенное обозначение системы - SI (в русской транскрипции - СИ). Международная система единиц разработана с целью замены сложной совокупности систем единиц и отдельных внесистемных единиц, сложившейся на основе метрической системы мер, и упрощения пользования единицами. Достоинствами Международной системы единиц являются ее универсальность (охватывает все отрасли науки и техники) и когерентность, т. е. согласованность производных единиц, которые образуются по уравнениям, не содержащим коэффициенты пропорциональности. Благодаря этому при расчетах, если выражать значения всех величин в единицах Международной системы единиц, в формулы не требуется вводить коэффициенты, зависящие от выбора единиц.
Ниже в таблице приведены наименования и обозначения (международные и русские) основных, дополнительных и некоторых производных единиц Международной системы единиц Русские обозначения даны в соответствии с действующими ГОСТами; приведены также обозначения, предусматриваемые проектом нового ГОСТа "Единицы физических величин". Определение основных и дополнительных единиц и количеств, соотношения между ними даны в статьях об этих единицах.
Первые три основные единицы (метр, килограмм, секунда) позволяют образовывать когерентные производные единицы для всех величин, имеющих механическую природу, остальные добавлены для образования производных единиц величин, не сводимых к механическим: ампер - для электрических и магнитных величин, кельвин - для тепловых, кандела - для световых и моль - для величин в области физической химии и молекулярной физики. Дополнительные, единицы радиан и стерадиан служат для образования производных единиц величин, зависящих от плоского или телесного углов. Для образования наименований десятичных кратных и дольных единиц служат специальные приставки СИ: деци (для образования единиц, равных 10 -1 по отношению к исходной), санти (10 -2), милли (10 -3), микро (10 -6), нано (10 -9), пико (10 -12), фемто (10 -15), атто (10 -18), дека (10 1), гекто (10 2), кило (10 3), мега (10 6), гига (10 9), тера (10 12).
Системы единиц: МКГСС, МКС, МКСА, МКСК, МТС, СГС.
МКГСС система единиц (MkGS система), система единиц физических величин, основными единицами которой являются: метр, килограмм-сила, секунда. Вошла в практику в конце 19 века, была допущена в СССР ОСТом ВКС 6052(1933), ГОСТом 7664-55 и ГОСТом 7664-61 "Механические единицы". Выбор единицы силы в качестве одной из основных единиц обусловил широкое применение ряда единиц МКГСС системы единиц (главным образом единиц силы, давления, механического напряжения) в механике и технике. Эту систему часто называют технической системой единиц. За единицу массы в МКГСС системе единиц принята масса тела, приобретающего ускорение 1 м/сек 2 под действием приложенной к нему силы 1 кгс. Эту единицу иногда называют технической единицей массы (т.е.м.) или инертой. 1 т.е.м. = 9,81 кг. МКГСС система единиц имеет ряд существенных недостатков: несогласованность между механическими и практическими электрическими единицами, отсутствие эталона килограмма-силы, отказ от распространенной единицы массы - килограмма (кг) и как следствие (чтобы не применять т.е.м.) - образование величин с участием веса вместо массы (удельный вес, весовой расход и т. п.), что приводило иногда к смешению понятий массы и веса, использованию обозначения кг вместо кгс и т.п. Эти недостатки обусловили принятие международных рекомендаций об отказе от МКГСС системы единиц и о переходе кМеждународной системе единиц (СИ) .
МКС система единиц (MKS система), система единиц механических величин, основными единицами которой являются: метр, килограмм (единица массы), секунда. Была введена в СССР ГОСТом 7664-55 "Механические единицы", замененным ГОСТом 7664-61. Применяется также в акустике в соответствии с ГОСТом 8849-58 "Акустические единицы". МКС система единиц входит как часть вМеждународную систему единиц (СИ) .
МКСА система единиц (MKSA система), система единиц электрических и магнитных величин, основными единицами которой являются: метр, килограмм (единица массы), секунда, ампер. Принципы построения МКСА системs единиц были предложены в 1901 г. итальянским ученым Дж. Джорджи, поэтому система имеет и второе наименование - Джорджи система единиц. МКСА система единиц применяется в большинстве стран мира, в СССР она была установлена ГОСТом 8033-56 "Электрические и магнитные единицы". К МКСА системе единиц принадлежат все уже ранее получившие распространение практические электрические единицы: ампер, вольт, ом, кулон и др.; МКСА система единиц входит как составная часть вМеждународную систему единиц (СИ) .
МКСК система единиц (MKSK система), система единиц тепловых величин, осн. единицами которой являются: метр, килограмм (единица массы), секунда, Кельвин (единица термодинамической температуры). Применение МКСК системы единиц в СССР установлено ГОСТом 8550-61 "Тепловые единицы" (в этом стандарте еще применено прежнее наименование единицы термодинамической температуры - "градус Кельвина", измененное на "Кельвин" в 1967 13-й Генеральной конференцией по мерам и весам). В МКСК системе единиц пользуются двумя температурными шкалами: термодинамической температурной шкалой и Международной практической температурной шкалой (МПТШ-68). Наряду с Кельвином для выражения термодинамической температуры и разности температур применяют градус Цельсия, обозначаемый °С и равный кельвину (К). Как правило, ниже 0 °С приводят температуру Кельвина Т, выше 0 °С - температуру Цельсия t (t = Т-То, где То = 273,15 К). В МПТШ-68 также различают международную практическую температуру Кельвина (символ Т 68) и международную практическую температуру Цельсия (t 68); они связаны соотношением t 68 = T 68 - 273,15 К. Единицами T 68 и t 68 являются, соответственно, Кельвин и градус Цельсия. В наименования производных тепловых единиц может входить как Кельвин, так и градус Цельсия. МКСК система единиц входит как составная часть вМеждународную систему единиц (СИ) .
МТС система единиц (MTS система), система единиц физических величин, основными единицами которой являются: метр, тонна (единица массы), секунда. Была введена во Франции в 1919 г., в СССР - в 1933 г. (отменена в 1955 г. в связи с введением ГОСТа 7664-55 "Механические единицы"). MTC система единиц была построена аналогично применявшейся в физикеСГС системе единиц и предназначалась для практических измерений; с этой целью были выбраны большие по размеру единицы длины и массы. Важнейшие производные единицы: силы - стен (сн), давления - пьеза (пз), работы - стен-метр, или килоджоуль (кдж), мощности - киловатт (квт).
СГС система единиц , система единиц физических величин. в которой приняты три основные единицы: длины - сантиметр, массы - грамм и времени - секунда. Система с основными единицами длины, массы и времени была предложена образованным в 1861 г. Комитетом по электрическим эталонам Британской ассоциации для развития наук, в который входили выдающиеся физики того времени (У. Томсон (Кельвин), Дж. Максвелл, Ч. Уитстон и др.), в качестве системы единиц, охватывающей механику и электродинамику. Через 10 лет ассоциация образовала новый комитет, который и выбрал окончательно в качестве основных единиц сантиметр, грамм и секунду. Первый Международный конгресс электриков (Париж, 1881) также принял СГС систему единиц, и с тех пор она широко применяется в научных исследованиях. С введениемМеждународной системы единиц (СИ)в научных работах по физике и астрономии наряду с единицами СИ допускается использовать единицы СГС системы единиц.
К важнейшим производным единицам СГС системы единиц в области механических измерений относятся: единица скорости - см/сек, ускорения - см/сек 2 , силы - дина (дин), давления - дин/см 2 , работы и энергии - эрг, мощности - эрг/сек, динамической вязкости - пуаз (пз), кинематической вязкости - стокc (ст).
Для электродинамики первоначально были приняты две СГС система единиц электромагнитная (СГСМ) и электростатическая (СГСЭ). В основу построения этих систем был положен закон Кулона - для магнитных зарядов (СГСМ) и электрических зарядов (СГСЭ). Со 2-й половины 20 века наибольшее распространение получила так называемая симметричная СГС система единиц (ее называют также смешанной или Гаусса системой единиц).
Правовые основы обеспечения единства измерений.
Метрологические службы государственных органов управления и юридических лиц организуют свою деятельность на основе положений Законов "Об обеспечении единства измерений", «О техническом регулировании» (ранее - "О стандартизации", "О сертификации продукции и услуг"), а также постановлений Правительства РФ, административных актов субъектов федерации, областей и городов, нормативных документов Государственной системы обеспечения единства измерений и постановлений Госстандарта РФ.
В соответствии с действующим законодательством к основным задачам метрологических служб относятся обеспечение единства и требуемой точности измерений, повышение уровня метрологического обеспечения производства, осуществление метрологического контроля и надзора путем следующих методов:
калибровки средств измерений;
надзора за состоянием и применением средств измерений, аттестованными методиками выполнения измерений, эталонами единиц величин, применяемыми для калибровки средств измерений, соблюдением метрологических правил и норм;
выдачи обязательных предписаний, направленных на предотвращение, прекращение или устранение нарушений метрологических правил и норм;
проверки своевременности представления средств измерений на испытания в целях утверждения типа средств измерений, а также на поверку и калибровку. В России принято Типовое положение о метрологических службах. Этим Положением определено, что метрологическая служба государственного органа управления представляет собой систему, образуемую приказом руководителя государственного органа управления, которая может включать:
структурные подразделения (службу) главного метролога в центральном аппарате государственного органа управления;
головные и базовые организации метрологической службы в отраслях и подотраслях, назначаемые государственным органом управления;
метрологические службы предприятий, объединений, организаций и учреждений.
27.12.2002г. принят принципиально новый стратегический ФЗ «О техническом регулировании», который регулирует отношения, возникающие при разработке, принятии, применении и исполнении обязательных и на добровольной основе требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации, утилизации, выполнению работ и оказанию услуг, а также при оценке соответствия (технические регламенты и стандарты должны обеспечить практическое выполнение законодательных актов).
Введение Закона «О техническом регулировании» направлено на реформирование системы технического регулирования, стандартизации и обеспечения качества и вызвано развитием рыночных отношений в обществе.
Техническое регулирование – правовое регулирование отношений в области установления, применения и использования 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 и оказанию услуг и правовое регулирование отношений в области оценки соответствия.
Техническое регулирование должно осуществляться в соответствии с принципами:
применение единых правил установления требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнению работ и оказанию услуг;
соответствие технического регулирования уровню развития национальной экономики, развитию материально-технической базы, а также уровню научно-технического развития;
независимости органов по аккредитации, органов по сертификации от производителей, продавцов, исполнителей и приобретателей;
единой системы и правил аккредитации;
единства правил и методов исследований, испытаний и измерений при проведении процедур обязательной оценки соответствия;
единства применений требований технических регламентов независимо от особенностей и видов сделок;
недопустимости ограничения конкуренции при осуществлении аккредитации и сертификации;
недопустимости совмещения полномочий органов государственного контроля (надзора) и органов по сертификации;
недопустимости совмещения одним органом полномочий на аккредитацию и сертификацию;
недопустимости внебюджетного финансирования государственного контроля (надзора) за соблюдением технических регламентов.
Одна из главных идей закона заключается в том, что:
обязательные требования, содержащиеся сегодня в нормативных актах, в том числе и государственных стандартах, вносятся в область технического законодательства – в федеральные законы (технические регламенты);
создается двухуровневая структура нормативных и нормативно-правовых документов: технический регламент (содержит обязательные требования) и стандарты (содержат гармонизированные с техническим регламентом добровольные нормы и правила).
Разработанная программа реформирования системы стандартизации в РФ была рассчитана на 7 лет (до 2010 года), за это время было необходимо:
разработать 450-600 технических регламентов;
вынести из соответствующих стандартов обязательные требования;
пересмотреть санитарные правила и нормы (СанПин);
пересмотреть строительные нормы и правила (СниП), которые уже по сути являются техническими регламентами.
Значение введения ФЗ «О техническом регулировании»:
введение Закона РФ «О техническом регулировании» в полной мере отражает то, что происходит сегодня в мире области развития экономики;
он направлен на устранение технических барьеров в торговле;
закон создает условия для вступления России во Всемирную торговую организацию (ВТО).
Понятие и классификация измерений. Основные характеристики измерений .
Измерение - познавательный процесс, заключающийся в сравнении данной величины с известной величиной, принятой за единицу. Измерения подразделяют на прямые, косвенные, совокупные и совместные.
Прямые измерения - процесс, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных. Простейшие случаи прямых измерений - измерения длины линейкой, температуры - термометром, напряжения - вольтметром и т. п.
Косвенные измерения - вид измерения, результат которых определяют из прямых измерений, связанных с измеряемой величиной известной зависимостью. Например, площадь можно измерить как произведение результатов двух линейных измерений координат, объем - как результат трех линейных измерений. Так же сопротивление электрической цепи или мощность электрической цепи можно измерить по значениям разности потенциалов и силы тока.
Совокупные измерения - это измерения, в которых результат находят по данным повторных измерений одной или нескольких одноименных величин при различных сочетаниях мер или этих величин. Например, совокупными являются измерения, при которых массу отдельных гирь набора находят по известной массе одной из них и по результатам прямых сравнений масс различных сочетаний гирь.
Совместными измерениями называют производимые прямые или косвенные измерения двух или нескольких неодноименных величин. Целью таких измерений является установление функциональной зависимости между величинами. Например, совместными будут измерения температуры, давления и объема, занимаемого газом, измерения длины тела в зависимости от температуры и т. д.
По условиям, определяющим точность результата, измерения делят на три класса :
измерения максимально возможной точности, достижимой при существующем уровне техники;
контрольно-поверочные измерения, выполняемые с заданной точностью;
технические измерения, погрешность которых определяется метрологическими характеристиками средств измерений.
Технические измерения определяют класс измерений, выполняемых в производственных и эксплуатационных условиях, когда точность измерения определяется непосредственно средствами измерения.
Единство измерений - состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности известны с заданной вероятностью. Единство измерений необходимо для того, чтобы можно было сопоставить результаты измерений, выполненных в разное время, с использованием различны методов и средств измерения, а также в различных по территориальному расположению местах.
Единство измерений обеспечивается их свойствами: сходимостью результатов измерений; воспроизводимостью результатов измерений; правильностью результатов измерений.
Сходимость - это близость результатов измерений, полученных одним и тем же методом, идентичными средствами измерений, и близость к нулю случайной погрешности измерений.
Воспроизводимость результатов измерений характеризуется близостью результатов измерений, полученных различными средствами измерений (естественно одной и той же точности) различными методами.
Правильность результатов измерений определяется правильностью как самих методик измерений, так и правильностью их использования в процессе измерений, а также близостью к нулю систематической погрешности измерений.
Точность измерений характеризует качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины, т.е. близость к нулю погрешности измерений.
Процесс решения любой задачи измерения включает в себя, как правило, три этапа:
подготовку,
проведение измерения (эксперимента);
обработку результатов. В процессе проведения самого измерения объект измерения и средство измерения приводятся во взаимодействие. Средство измерения - техническое средство, используемое при измерениях и имеющие нормированные метрологические характеристики. В число средств измерений входят меры, измерительные приборы, измерительные установки, измерительные системы и преобразователи, стандартные образцы состава и свойств различных веществ и материалов. По временным характеристикам измерения подразделяются на:
статические, при которых измеряемая величина остается неизменной во времени;
динамические, в процессе которых измеряемая величина изменяется.
По способу выражения результатов измерения подразделяются на:
абсолютные, которые основаны на прямых или косвенных измерениях нескольких величин и на использовании констант, и в результате которых получается абсолютное значение величины в соответствующих единицах;
относительные измерения, которые не позволяют непосредственно выразить результат в узаконенных единицах, но позволяют найти отношение результата измерения к какой-либо одноименной величине с неизвестным в ряде случаев значением. Например, это может быть относительная влажность, относительное давление, удлинение и т. д.
Основными характеристиками измерений являются: принцип измерения, метод измерения, погрешность, точность, достоверность и правильность измерений.
Принцип измерений - физическое явление или их совокупность, положенные в основу измерений. Например, масса может быть измерена опираясь на гравитацию, а может быть измерена на основе инерционных свойств. Температура может быть измерена по тепловому излучению тела или по ее воздействию на объем какой-либо жидкости в термометре и т. д.
Метод измерений - совокупность принципов и средств измерений. В у помянутом выше примере с измерением температуры измерения по тепловому излучению относят к неконтактному методу термометрии, измерения термометром есть контактный метод термометрии.
Погрешность измерений - разность между полученным при измерении значением величины и ее истинным значением. Погрешность измерений связана с несовершенством методов и средств измерений, с недостаточным опытом наблюдателя, с посторонними влияниями на результат измерения. Подробно причины погрешностей и способы их устранения или минимизации рассмотрены в специальной главе, поскольку оценка и учет погрешностей измерений являются одним из самых важных разделов метрологии.
Точность измерений - характеристика измерения, отражающая близость их результатов к истинному значению измеряемой величины. Количественно точность выражается величиной, обратной модулю относительной погрешности, т. е.
где Q - истинное значение измеряемой величины, Д - погрешность измерения, равная
(2)
где Х - результат измерения. Если, например, относительная погрешность измерения равна 10 -2 %, то точность будет равна 10 4 .
Правильность измерений - качество измерений, отражающее близость к нулю систематических погрешностей, т. е. погрешностей, которые остаются постоянными или закономерно изменяются в процессе измерения. Правильность измерений зависит от того, насколько верно (правильно) были выбраны методы и средства измерений.
Достоверность измерений - характеристика качества измерений, разделяющая все результаты на достоверные и недостоверные в зависимости оттого, известны или неизвестны вероятностные характеристики их отклонений от истинных значений соответствующих величин. Результаты измерений, достоверность которых неизвестна, могут служить источником дезинформации.
Средства измерений.
Средство измерений (СИ) – техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее или хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменной в течение известного интервала времени.
Приведенное определение выражает суть средства измерений, которое, во-первых, хранит или воспроизводит единицу , во-вторых, эта единица неизменна . Эти важнейшие факторы и обуславливают возможность проведения измерений, т.е. делают техническое средство именно средством измерений. Этим средства измерений отличаются от других технических устройств.
К средствам измерений относятся меры, измерительные: преобразователи, приборы, установки и системы.
Мера физической величины – средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью. Примеры мер: гири, измерительные резисторы, концевые меры длины, радионуклеидные источники и др.
Меры, воспроизводящие физические величины лишь одного размера, называются однозначными (гиря), нескольких размеров – многозначные (миллиметровая линейка – позволяет выражать длину как в мм, так и в см). Кроме того, существуют наборы и магазины мер, например, магазин емкостей или индуктивностей.
При измерениях с использованием мер сравнивают измеряемые величины с известными величинами, воспроизводимыми мерами. Сравнение осуществляется разными путями, наиболее распространенным средством сравнения является компаратор , предназначенный для сличения мер однородных величин. Примером компаратора являются рычажные весы.
К мерам относятся стандартные образцы и образцовое вещество , которые представляют собой специально оформленные тела или пробы вещества определенного и строго регламентированного содержания, одно из свойств которых является величиной с известным значением. Например, образцы твердости, шероховатости.
Измерительный преобразователь (ИП) - техническое средство с нормативными метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, индикации или передачи. Измерительная информация на выходе ИП, как правило, недоступна для непосредственного восприятия наблюдателем. Хотя ИП являются конструктивно обособленными элементами, они чаще всего входят в качестве составных частей в более сложные измерительные приборы или установки и самостоятельного значения при проведении измерений не имеют.
Преобразуемая величина, поступающая на измерительный преобразователь, называется входной , а результат преобразования – выходной величиной. Соотношение между ними задается функцией преобразования , которая является его основной метрологической характеристикой.
Для непосредственного воспроизведения измеряемой величины служат первичные преобразователи , на которые непосредственно воздействует измеряемая величина и в которых происходит трансформация измеряемой величины для ее дальнейшего преобразования или индикации. Примером первичного преобразователя является термопара в цепи термоэлектрического термометра. Одним из видов первичного преобразователя является датчик – конструктивно обособленный первичный преобразователь, от которого поступают измерительные сигналы (он «дает» информацию). Датчик может быть вынесен на значительное расстояние от средства измерений, принимающего его сигналы. Например, датчик метеорологического зонда. В области измерений ионизирующих излучений датчиком часто называют детектор.
По характеру преобразования ИП могут быть аналоговыми, аналого-цифровыми (АЦП), цифро-аналоговыми (ЦАП) , то есть, преобразующими цифровой сигнал в аналоговый или наоборот. При аналоговой форме представления сигнал может принимать непрерывное множество значений, то есть, он является непрерывной функцией измеряемой величины. В цифровой (дискретной) форме он представляется в виде цифровых групп или чисел. Примерами ИП являются измерительный трансформатор тока, термометры сопротивлений.
Измерительный прибор – средство измерений, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне. Измерительный прибор представляет измерительную информацию в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.
По способу индикации различают показывающие и регистрирующие приборы . Регистрация может осуществляться в виде непрерывной записи измеряемой величины или путем печатания показаний прибора в цифровой форме.
Приборы прямого действия отображают измеряемую величину на показывающем устройстве, имеющем градуировку в единицах этой величины. Например, амперметры, термометры.
Приборы сравнения предназначены для сравнения измеряемых величин с величинами, значения которых известны. Такие приборы используются для измерений с большей точностью.
По действию измерительные приборы разделяют на интегрирующие и суммирующие, аналоговые и цифровые, самопишущие и печатающие .
Измерительная установка и система – совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов и других устройств, предназначенных для измерений одной или нескольких величин и расположенная в одном месте (установка ) или в разных местах объекта измерений (система ). Измерительные системы, как правило, являются автоматизированными и по существу они обеспечивают автоматизацию процессов измерения, обработки и представления результатов измерений. Примером измерительных систем являются автоматизированные системы радиационного контроля (АСРК) на различных ядерно-физических установках, таких, например, как ядерные реакторы или ускорители заряженных частиц.
По метрологическому назначению средства измерений делятся на рабочие и эталоны.
Рабочее СИ - средство измерений, предназначенное для измерений, не связанное с передачей размера единицы другим средствам измерений. Рабочее средство измерений может использоваться и в качестве индикатора. Индикатор – техническое средство или вещество, предназначенное для установления наличия какой-либо физической величины или превышения уровня ее порогового значения. Индикатор не имеет нормированных метрологических характеристик. Примерами индикаторов являются осциллограф, лакмусовая бумага и т.д.
Эталон - средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения единицы и передачи ее размера другим средствам измерений. Среди них можно выделить рабочие эталоны разных разрядов, которые ранее назывались образцовыми средствами измерений .
Классификация средств измерений проводится и по другим различным признакам. Например, по видам измеряемых величин , по виду шкалы (с равномерной или неравномерной шкалой), по связи с объектом измерения (контактные или бесконтактные
При выполнении различных работ по метрологическому обеспечению измерений используются специфические категории, которые тоже нуждаются в определении. Эти категории следующие:
Аттестация - проверка метрологических характеристик (погрешности измерений, точности, достоверности, правильности) реального средства измерения.
Сертификация - проверка соответствия средства измерения стандартам данной страны, данной отрасли с выдачей документа-сертификата соответствия. При сертификации кроме метрологических характеристик проверке подлежат все пункты, содержащиеся в научно-технической документации на данное средство измерения. Это могут быть требования по электробезопасности, по экологической безопасности, по влиянию изменений климатических параметров. Обязательным является наличие методов и средств поверки данного средства измерения.
Поверка - периодический контроль погрешностей показаний средств измерения по средствам измерения более высокого класса точности (образцовым приборам или образцовой мере). Как правило, поверка заканчивается выдачей свидетельства о поверке или клеймлением измерительного прибора или поверяемой меры.
Градуировка - нанесение отметок на шкалу прибора или получение зависимости показаний цифрового индикатора от значения измеряемой физической величины. Часто в технических измерениях под градуировкой понимают периодический контроль работоспособности прибора по мерам, не имеющим метрологического статуса или по встроенным в прибор специальным устройствам. Иногда такую процедуру называют калибровкой, и это слово пишется на рабочей панели прибора.
Этот термин на самом деле в метрологии занят, и калибровкой согласно стандартам называют несколько иную процедуру.
Калибровка меры или набора мер - поверка совокупности однозначных мер или многозначной меры на различных отметках шкалы. Другими словами, калибровка - это поверка меры посредством совокупных измерений. Иногда термин «калибровка» употребляют как синоним поверки, однако калибровкой можно называть только такую поверку, при которой сравниваются несколько мер или деления шкалы между собой в различных сочетаниях.
Эталон – средство измерения, предназначенное для воспроизведения и хранения единицы величины с целью передачи ее средствам измерения данной величины.
Первичный эталон обеспечивает воспроизводимость единицы в особых условиях.
Вторичный эталон – эталон получаемый размер единицы путем сравнения с первичным эталоном.
Третий эталон – эталон сравнения – это вторичный эталон применяется для сравнения эталона, которые по тем или иным причинам не могут быть сравнены между собой.
Четвертый эталон – рабочий эталон применяется для непосредственной передачи размера единицы.
Средства поверки и калибровки.
Поверка средства измерений - совокупность операций, выполняемых органами государственной метрологической службы (другими уполномоченными на то органами, организациями) с целью определения и подтверждения соответствия средства измерений установленным техническим требованиям.
Поверке подвергаются средства измерений, подлежащие государственному метрологическому контролю и надзору, при выпуске из производства или ремонта, при ввозе по импорту и эксплуатации.
Калибровка средства измерений - совокупность операций, выполняемых с целью определения действительных значений метрологических характеристик и (или) пригодности к применению средства измерений, не подлежащего государственному метрологическому контролю и надзору. Калибровке могут подвергаться средства измерений, не подлежащие поверке, при выпуске из производства или ремонта, при ввозе по импорту и эксплуатации.
ПОВЕРКА средств измерений- совокупность операций, выполняемых органами государственной метрологической службы (другими уполномоченными на то органами, организациями) с целью определения и подтверждения соответствиясредства измеренийустановленным техническим требованиям.
Ответственность за ненадлежащее выполнение поверочных работ и несоблюдение требований соответствующих нормативных документов несет соответствующий орган Государственной метрологической службыили юридическое лицо, метрологической службой которого выполнены поверочные работы.
Положительные результаты поверки средств измерений удостоверяются поверительным клеймомили свидетельством о поверке.
Форма поверительного клейма и свидетельства о поверке, порядок нанесения поверительного клейма устанавливается Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии.
В России поверочная деятельность регламентирована Законом РФ "Об обеспечении единства измерений"и многими другими подзаконными актами.
Поверка - установление пригодности средств измерительной техники, попадающих под Государственный Метрологический Надзор, для применения путем контроля их метрологических характеристик.
Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (стран СНГ ) установлены следующие виды поверки
Первичная поверка - поверка, выполняемая при выпуске средства измерений из производства или после ремонта, а также при ввозе средства измерений из-за границы партиями, при продаже.
Периодическая поверка - поверка средств измерений, находящихся в эксплуатации или на хранениии, выполняемая через установленные межповерочные интервалы времени.
Внеочередная поверка - Поверка средства измерений, проводимая до наступления срока его очередной периодической поверки.
Инспекционная поверка - поверка, проводимая органом государственной метрологической службы при проведении государственного надзора за состоянием и применением средств измерений .
Комплектная поверка - поверка, при которой определяют метрологические характеристики средства измерений, присущие ему как единому целому.
Поэлементная поверка - поверка, при которой значения метрологических характеристик средств измерений устанавливаются по метрологическим характеристикам его элементов или частей.
Выборочная поверка - поверка группы средств измерений, отобранных из партии случайным образом, по результатам которой судят о пригодности всей партии.
Поверочные схемы.
Для обеспечения правильной передачи размеров единиц измерения от эталона к рабочим средствам измерения составляют поверочные схемы, устанавливающие метрологические соподчинения государственного эталона, разрядных эталонов и рабочих средств измерений.
Поверочные схемы разделяют на государственные и локальные. Государственные поверочные схемы распространяются на все средства измерений данного вида, применяемые в стране. Локальные поверочные схемы предназначены для метрологических органов министерств, распространяются они также и на средства измерений подчиненных предприятий. Кроме того, может составляться и локальная схема на средства измерений, используемые на конкретном предприятии. Все локальные поверочные схемы должны соответствовать требованиям соподчиненности, которая определена государственной поверочной схемой. Государственные поверочные схемы разрабатываются научно-исследовательскими институтами Госстандарта РФ, держателями государственных эталонов.
В некоторых случаях бывает невозможно одним эталоном воспроизвести весь диапазон величины, поэтому в схеме может быть предусмотрено несколько первичных эталонов, которые в совокупности воспроизводят всю шкалу измерений. Например, шкала температуры от 1,5 до 1*10 5 К воспроизводится двумя государственными эталонами.
Поверочная схема для средств измерений- нормативный документ, устанавливающий соподчинение средств измерений, участвующих впередаче размера единицыотэталонарабочим средствам измерений (с указанием методов и погрешности при передаче). Различают государственные и локальные поверочные схемы, ранее существовали также ведомственные ПС.
Государственная поверочная схема распространяется на все средства измерений данной физической величины, применяемые в стране, например, на средства измерений электрического напряжения в определенном диапазоне частот. Устанавливая много-ступенчатый порядок передачи размера единицы ФВ от государственного эталона, требования к средствам и методам поверки, государственная поверочная схема представляет собой как бы структуруметрологического обеспеченияопределенного вида измерений в стране. Эти схемы разрабатываются главными центрами эталонов и оформляются одним ГОСТом ГСИ.
Локальные поверочные схемы распространяются на средства измерений, подлежащие поверкев данном метрологическом подразделении на предприятии, имеющем право поверки средств измерений и оформляются в виде стандарта предприятия. Ведомственные и локальные поверочные схемы не должны противоречить государственным и должны учитывать их требования применительно к специфике конкретного предприятия.
Ведомственная поверочная схема разрабатывается органом ведомственной метрологической службы, согласовывается с главным центром эталонов – разработчиком государственной поверочной схемы средств измерений данной ФВ и распространяется только на средства измерений, подлежащие внутриведомственной поверке.
Метрологические характеристики средств измерений.
Метрологическая характеристика средства измерений - характеристика одного из свойств средства измерений, влияющих на результат измерений или его погрешность. Основными метрологическими характеристиками являются диапазон измерений и различные составляющие погрешности средства измерений.
Конституция РФ (ст. 71) устанавливает, что в ведении Российской Федерации находятся стандарты, эталоны, метрическая система и исчисление времени. Таким образом, эти положения Конституции РФ закрепляют централизованное руководство основными вопросами законодательной метрологии (единицы величин, эталоны и связанные с ними другие метрологические основы). В этих вопросах исключительное право за законодательными органами и государственными органами управления Российской Федерации. В 1993 году был принят закон РФ «Об обеспечении единства измерений», который определяет:
- основные метрологические понятия (единство измерений, средство измерений, эталон единицы величины, нормативный документ по обеспечению единства измерений, метрологическая служба, метрологический контроль и надзор, поверка средств измерений, калибровка средств измерений и другие);
- компетенцию Госстандарта России в области обеспечения единства измерений;
- компетенцию и структуру Государственной метрологической службы и других государственных служб обеспечения единства измерений;
- метрологические службы государственных органов управления Российской Федерации и юридических лиц (предприятий, организаций);
- основные положения о единицах величин Международной системы единиц, принято Генеральной конференцией по мерам и весам;
- виды и сферы распространения метрологического контроля и надзора;
- права, обязанности и ответственность государственных инспекторов по обеспечению единства измерений;
- обязательное создание метрологических служб юридических лиц, использующих средства измерений в сферах распространения государственного контроля и надзора;
- условия использования средств измерений в сферах распространения государственного контроля и надзора (утверждение типа, поверка);
- требования к выполнению измерений по аттестованным методикам;
- основные положения калибровки и сертификации средств измерений;
- источники финансирования работ по обеспечению единства измерений.
- анализ состояния измерений на предприятии;
- внедрение современных методов и средств измерений, методик выполнения измерений;
- внедрение методических и нормативных документов в области метрологического обеспечения производства;
- контроль работоспособности средств измерений в процессе их эксплуатации (помимо поверки);
- обслуживание СИ в эксплуатации в соответствии с указаниями эксплуатационной документации;
- текущий ремонт средств измерений; надзор за состоянием и применением средств измерений;
- учет средств измерений на предприятии.
- формирование потребности предприятия и отдельных его цехов в средствах измерений;
- формирование перечней средств измерений, подлежащих поверке, в том числе и списанию;
- планирование поверки средств измерений и фиксирование ее результатов;
- планирование ремонтов средств измерений;
- расчеты за поверочные и ремонтные работы;
- анализ работы ремонтного персонала.
- время работы узла учета;
- расход и количество газа в рабочих и нормальных условиях;
- среднечасовая и среднесуточная температура газа;
- среднечасовое и среднесуточное давление газа.
- привести в соответствие средства измерений и их монтаж в соответствии с требованиями нормативных документов; обратить внимание на изоляцию прямого участка трубопровода, где установлен термометр;
- оснастить узлы учета средствами измерений параметров газа (температуры, давления);
- оформить техническую документацию по приложенной форме до срока очередной поверки 2002 г., но не позднее начала отопительного сезона.
- Необходимо разработать целевую программу по обеспечению единства измерения, внедрения ГОСТ 51617–2000 г. и связанных с ним мероприятий.
- Провести инвентаризацию средств измерений на предприятиях ЖКХ.
- Организовать метрологическую службу.
- Обеспечить представление графиков и перечней.
- Провести поверку всех СИ до начала отопительного сезона.
- Привести узлы учета природного газа в соответствие с требованиями действующих стандартов.
Раздел 1 МЕТРОЛОГИЯ
СТАНДАРТИЗАЦИЯ
КАЧЕСТВО
Лекция 2 Метрология – наука об измерениях
СЕРТИФИКАЦИЯ
1.
2.
3.
4.
5.
Сущность и содержание метрологии.
Измерения физических величин.
Средства измерительной техники.
Нормирование метрологических характеристик.
Государственная система промышленных приборов и средств
автоматизации.
2.1 Сущность и содержание метрологии
Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения
единства измерений и способах достижения необходимой точности.
Части метрологии:
● научно-теоретическая метрология;
● законодательная метрология;
● прикладная метрология.
Научно-теоретическая метрология:
● общая теория измерений;
● методы и средства измерений;
● методы определения точности измерений;
● эталоны и образцовые средства измерений;
● обеспечение единства измерений;
● критерии оценки и аттестация качества продукции.
Законодательная метрология:
● стандартизация терминов, систем единиц, мер, эталонов и СИТ;
● стандартизация характеристик СИТ и методик оценки точности;
● стандартизация методик поверки и контроля СИТ, методик контроля
и аттестации качества продукции.
Раздел 1 Метрология Лекция 2 Метрология – наука об измерениях
Прикладная метрология:● организация государственной службы единства мер и измерений;
● организация и проведение периодической поверки СИТ и
государственных испытаний новых средств;
● организация государственной службы стандартных справочных
данных и стандартных образцов, изготовление стандартных образцов;
● организация и осуществление службы контроля над выполнением
стандартов и технических условий производства, государственных
испытаний и аттестации качества продукции.
Взаимосвязь метрологии и стандартизации:
методы и способы
контроля выполнения
стандартов
Метрология
Стандартизация
стандарты
на выполнение измерений
и средства измерений
Раздел 1 Метрология Лекция 2 Метрология – наука об измерениях
2.2 Измерения физических величинИзмерение отображение физической величины ее значением путем
эксперимента и вычислений с помощью специальных
технических средств (ДСТУ 2681-94).
Погрешность измерения отклонение результата измерения от условно
истинного значения измеряемой величины (ДСТУ 2681-94).
Числовые оценки погрешности:
● абсолютная погрешность
X изм X ;
относительная погрешность
100%
100%
X
X изм
приведенная погрешность γ
100% .
Xн
Неопределенность измерения оценка, характеризующая диапазон
значений, в котором находится истинное значение
измеряемой величины (ДСТУ 2681-94).
;
Раздел 1 Метрология Лекция 2 Метрология – наука об измерениях
Результат измерения числовое значение, приписываемое измеряемойвеличине, с указанием точности измерения.
Численные показатели точности:
● доверительный интервал (доверительные границы) погрешности
● оценка СКО погрешности
ΔР;
S.
Правила выражения показателей точности:
● численные показатели точности выражаются в единицах измеряемой
величины;
● численные показатели точности должны содержать не более двух
значащих цифр;
● наименьшие разряды результата измерения и численных показателей
точности должны быть одинаковыми.
Представление результата измерения
~
Х Х, Р
или
~
Х Х Р
Пример: U = 105,0 В, Δ0,95 = ± 1,5 B
или
U = 105,0 ± 1,5 B.
Раздел 1 Метрология Лекция 2 Метрология – наука об измерениях
2.3 Средства измерительной техникиСредства измерительной техники (СИТ) технические средства для
выполнения измерений, имеющие нормированные
метрологические характеристики.
СИТ:
● средства измерений;
● измерительные устройства.
Средства измерений:
● измерительные приборы (электромеханические; сравнения;
электронные; цифровые; виртуальные);
● регистрирующие средства (регистрируют сигналы измерительной
информации);
● кодовые средства (АЦП – преобразуют аналоговую измерительную
информацию в кодовый сигнал);
● измерительные каналы (совокупность СИТ, средств связи и др. для
создания сигнала ИИ одной измеряемой величины);
● измерительные системы (совокупность измерительных каналов и
измерительных устройств для создания ИИ
нескольких измеряемых величин).
Раздел 1 Метрология Лекция 2 Метрология – наука об измерениях
Измерительные устройства● эталоны, образцовые и рабочие меры (для воспроизведения и
хранения размера физических величин);
● измерительные преобразователи (для изменения размера
измеряемой величины или преобразование
измеряемой величины в другую величину);
● компараторы (для сравнения однородных величин);
● вычислительные компоненты (совокупность средств ВТ и
программного обеспечения для выполнения
вычислений в процессе измерения).
2.4 Нормирование метрологических характеристик
Метрологические характеристики влияющие на результаты и
погрешности измерений и предназначенные для оценивания
технического уровня и качества СИТ, определения результата
и оценки инструментальной погрешности измерений.
Раздел 1 Метрология Лекция 2 Метрология – наука об измерениях
Группы метрологических характеристик:1) определяющие область применения СИТ:
● диапазон измерений;
● порог чувствительности.
2) определяющие точность измерений:
● погрешность;
● сходимость (близость результатов повторных измерений в
одинаковых условиях);
● воспроизводимость (повторяемость результатов измерений
той же величины в разных местах, в разное время,
разными методами, разными операторами, но в
аналогичных условиях).
Класс точности – обобщенная метрологическая характеристика,
определяемая границами допускаемых погрешностей, а также
другими характеристиками, влияющими на точность.
Обозначение классов точности:
К = |γmax |
а) 1,0 ;
К = |δmax |
а) 1, 0 ; б) 1,0/0,5
б) 1,0
Раздел 1 Метрология Лекция 2 Метрология – наука об измерениях
2.5 Государственная система промышленных приборов и средствавтоматизации (ГСП)
Назначение ГСП создание научно обоснованных рядов приборов и
устройств с унифицированными характеристиками и
конструктивным выполнением.
Основные группы средств ГСП:
● средства для получения измерительной информации;
● средства для приема, преобразования и передачи информации;
● средства для преобразования, обработки и хранения информации и
формирования команд управления.
Системно-технические принципы ГСП:
● минимизация номенклатуры и количества;
● блочно-модульное построение;
● агрегатирование (построение сложных устройств и систем из
унифицированных узлов, блоков и модулей или типовых конструкций
методом сопряжения);
● совместимость (энергетическая, функциональная, метрологическая,
конструктивная, эксплуатационная, информационная).
10. Метрология, стандартизация и сертификация в электроэнергетике
МЕТРОЛОГИЯСТАНДАРТИЗАЦИЯ
КАЧЕСТВО
Лекция 3 Обработка результатов измерений
СЕРТИФИКАЦИЯ
1. Измерения в системе оценки качества
продукции.
2. Вычисление значения измеряемой величины.
3. Процедура оценивания погрешности.
4. Оценивание погрешности однократных измерений.
5. Оценивание погрешности испытаний.
6. Оценка ошибок контроля качества.
11. Раздел 1 Метрология Лекция 3 Обработка результатов измерений
3.1 Измерения в системе оценки качества продукцииОценка качества продукции в определении или контроле количественных
и качественных характеристик продукции путем проведения
измерений, анализа, испытаний.
Цель измерения характеристик нахождение значения соответствующей
физической величины.
Цель измерительного контроля заключение о годности продукции и
соответствии нормам.
Этапы проведения измерений:
● выбор и использование соответствующей аттестованной методики
проведения измерений (ДСТУ 3921.1-99);
● выбор и подготовка поверенных СИТ;
● выполнение измерений (однократные; многократные;
статистические);
● обработка и анализ результатов измерений;
● принятие решения о качестве продукции (сертификация продукции).
12. Раздел 1 Метрология Лекция 3 Обработка результатов измерений
3.2 Вычисление значения измеряемой величиныПусть модель объекта (измеряемой величины)
Х = ƒ (X1, X2, …, Xm) – ∆мет;
при измерениях получены результаты наблюдений Хij,
i = 1, …, m – количество прямо измеряемых входных величин;
j = 1, …, n – число наблюдений каждой входной величины.
Результат измерения:
~
Х:
~
Х Х р
Порядок нахождения
1) исключение известных систематических погрешностей путем введения
поправок ∆c ij:
Х΄ij = Хij – ∆c ij ;
2) вычисление среднего арифметического каждой входной величины:
n
X ij
~
Х j 1 ;
i
n
13. Раздел 1 Метрология Лекция 3 Обработка результатов измерений
3) вычисление оценок СКО результатов наблюдений каждой величины:n
~ 2
(X ij Х i)
S(Х i)
j 1
(n 1)
4) оценка равноточности измерений (исключение грубых погрешностей)
– по критерию Смирнова
(сравнивая значения
Vij
~
X ij X i
S(Xi)
с коэффициентами Смирнова)
– по критерию Райта;
5) уточнение среднего арифметического каждой входной величины и
вычисление значения измеряемой величины:
~
~
~
Х f Х 1 ... Х m Δмет.
14. Раздел 1 Метрология Лекция 3 Обработка результатов измерений
3.3 Процедура оценивания погрешности1) вычисление оценок СКО
– входных величин:
n
~
S(Х i)
~ 2
(X ij Х i)
j 1
n (n 1)
– результата измерения:
S(Х)
m
f
~
S(Х)
i
X
1
i
2
2) определение доверительных границ случайной составляющей
погрешности:
Δ P t P (v) S (Х) ,
tP(v) – квантиль распределения Стьюдента для заданной Рд
при числе степеней свободы v = n – 1.
15. Раздел 1 Метрология Лекция 3 Обработка результатов измерений
3) вычисление границ и СКО неисключенной систематическойсоставляющей погрешности:
Δ нс k
f
Δ нсi
X
1
i
m
2
Sнс
;
Δ нс
3k
k = 1,1 при Рд = 0,95;
∆нсi определяется по имеющейся информации;
4) вычисление СКО суммарной погрешности:
5) оценка погрешности измерения
если ∆нс /
S(Х) < 0,8
если ∆нс /
S(Х) > 8
если 0,8 ≤ ∆нс /
S(Х) ≤ 8
S
2
S (Х)2 Sнс
;
ΔP = Δ P ;
Δ P = ∆нс;
ΔP
Δ Р Δ нс
S
S (Х) Sнс
16. Раздел 1 Метрология Лекция 3 Обработка результатов измерений
3.4 Оценивание погрешности однократных измеренийпрямые измерения (i = 1,
j = 1)
~
Х Х
Р
~
Х = Хизм – ∆c ; ∆Р = ∆max ,
(∆max через класс точности прибора).
косвенные измерения (i = 2, …, m,
j = 1)
~
Х Х
~
~
~
Х f Х 1 ... Х m мет.
Р
ΔP
2
f
Δ max i ;
X
1
i
m
17. Раздел 1 Метрология Лекция 3 Обработка результатов измерений
● еслиХ = ∑ Xi
X
● если
ΔP
X1 ... X
X 1 ... X m
m
2
Δ
1
max i
m
δХ
● если
Х = kY
∆Х = k ∆Ymax
● если
X = Yn
δХ = n δYmax
(∆max и
δmax
2
δ max i
1
ΔP
∆Х = nYn-1∆Y max
вычисляются через класс точности).
δХ X
100%
18. Раздел 1 Метрология Лекция 3 Обработка результатов измерений
3.5 Оценивание погрешности испытанийX
Пусть X = f (Y).
изм
∆зад – погрешность задания значения Y
изм
Погрешность испытаний Х
исп изм
При Х =
X
y
Y
зад
ƒ (X1, X2, …, Xm) наибольшая погрешность испытаний
исп изм
m
X
X i
i
i 1
2
зад
Y
19. Раздел 1 Метрология Лекция 3 Обработка результатов измерений
3.6 Оценка ошибок контроля качестваОшибки контроля качества:
● ошибка контроля І вида: годная продукция
идентифицируется как негодная.
● ошибка контроля ІІ вида: негодная продукция
идентифицируется как годная.
Статистика:
Пусть контролируется величина Х.
Б – число единиц продукции, неправильно принятых за годные (в % от
общего числа измеренных);
Г – число единиц продукции, неправильно забракованных.
S
Аs
100%
Х
AS
Б
Г
1,6
3
5
0,37…0,39
0,87…0,9
1,6…1,7
0,7…0,75
1,2…1,3
2,0…2,25
20. Метрология, стандартизация и сертификация в электроэнергетике
МЕТРОЛОГИЯСТАНДАРТИЗАЦИЯ
КАЧЕСТВО
Лекция 4 Качество электрической энергии
СЕРТИФИКАЦИЯ
1. Качество электрической
энергии и работа потребителей.
2. Показатели качества электроэнергии.
3. Определение показателей качества электроэнергии.
21. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии
4.1 Качество электрической энергии и работа потребителейЭлектромагнитная среда система электроснабжения и присоединенные к
ней электрические аппараты и оборудование, связанные кондуктивно и
создающие помехи, отрицательно влияющие на работу друг друга.
Электромагнитная совместимость технических средств возможность
нормальной работы в существующей электромагнитной среде.
Допустимые уровни помех в электрической сети характеризуют качество
электроэнергии и называются показателями качества электроэнергии.
Качество электроэнергии степень соответствия ее параметров
установленным нормам.
Показатели качества электрической энергии, методы их оценки и нормы
ГОСТ 13109-97: «Электрическая энергия. Совместимость технических
средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в
системах электроснабжения общего назначения».
22. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии
Свойства электрической энергииОтклонение напряжения отличие фактического напряжения в
установившемся режиме работы системы электроснабжения от его
номинального значения при медленном изменении нагрузки.
Колебания напряжения быстроизменяющиеся отклонения напряжения
длительностью от полупериода до нескольких секунд.
Несимметрия напряжений несимметрия трёхфазной системы напряжений
Несинусоидальность напряжения искажение синусоидальной формы.
кривой напряжения.
Отклонение частоты отклонение фактической частоты переменного
напряжения от номинального значения в установившемся режиме
работы системы электроснабжения.
Провал напряжения внезапное и значительное снижение напряжения (<
90%Uн) длительностью от нескольких периодов до нескольких
десятков
секунд с последующим восстановлением напряжения.
Временное перенапряжение внезапное и значительное повышение
напряжения (> 110%Uн) длительностью более 10 миллисекунд.
Импульсное перенапряжение резкое повышение напряжения
длительностью менее 10 миллисекунд.
23. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии
Свойства электрической энергии и вероятные виновники ее ухудшенияСвойства электроэнергии
Наиболее вероятные виновники
Отклонение напряжения
Энергоснабжающая организация
Колебания напряжения
Потребитель с переменной нагрузкой
Несинусоидальность напряжения Потребитель с нелинейной нагрузкой
Несимметрия напряжений
Потребитель с несимметричной
нагрузкой
Отклонение частоты
Энергоснабжающая организация
Провал напряжения
Энергоснабжающая организация
Импульс напряжения
Энергоснабжающая организация
Временное перенапряжение
Энергоснабжающая организация
24. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии
Свойства эл. энергии
Отклонение напряжения Технологические установки:
срок службы, вероятность аварии
технологический процесс длительность и
себестоимость
Электропривод:
реактивная мощность (3…7% на 1%U)
момент (25% при 0,85Uн), потребляемый ток
срок службы
Освещение:
срок службы ламп (в 4 раза при 1,1 Uн)
световой поток (на 40% ламп накаливания и
на 15% люминисцентных ламп при 0,9 Uн),
ЛЛ мерцают или не зажигаются при < 0,9 Uн
25. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии
Влияние свойств електроэнергии на работу потребителейСвойства эл. энергии
Колебания напряжения
Влияние на работу потребителей
Технологические установки и электропривод:
срок службы, эффективность работы
брак продукции
вероятность повреждения оборудования
вибрации электродвигателей, механизмов
отключение автоматических систем управления
отключение пускателей и реле
Освещение:
пульсация светового потока,
производительность труда,
здоровье работников
26. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии
Влияние свойств електроэнергии на работу потребителейСвойства эл. энергии
Влияние на работу потребителей
Несимметрия напряжения
Электрооборудование:
потери в сети,
тормозные моменты в электродвигателях,
срок службы (вдвое при 4% обратной
последовательности), эффективность работы
перекос фаз и последствия, как при отклонении
напряжения
Несинусоидальность
напряжения
Электрооборудование:
однофазные короткие замыкания на землю
кабельных линий передач, пробой
конденсаторов, потери в линиях, потери в
электродвигателях и трансформаторах,
коэффициент мощности
Отклонение частоты
развал энергосистемы
аварийная ситуация
27. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии
4.2 Показатели качества электрической энергииСвойства эл. энергии
Показатель качества
Отклонение напряжения
Установившееся отклонение напряжения δUу
Колебания напряжения
Размах изменения напряжения δUt
Доза фликера Pt
Несинусоидальность
напряжения
Коэффициент искажения синусоидальности
кривой напряжения КU
Коэффициент n-ой гармонической
составляющей напряжения КUn
Несимметрия
напряжений
обратной последовательности К2U
Коэффициент несимметрии напряжений по
нулевой последовательности К0U
28. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии
Свойства эл. энергииПоказатель качества
Отклонение частоты
Отклонение частоты Δf
Провал напряжения
Длительность провала напряжения ΔUп
Глубина провала напряжения δUп
Импульс напряжения
Импульсное напряжение Uимп
Временное
перенапряжение
Коэффициент временного перенапряжения КперU
Длительность временного перенапряжения ΔtперU
29. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии
4.3 Определение показателей качества электроэнергииУстановившееся отклонение напряжения δUу:
U у
Uу
U у U ном
U ном
100%
n
2
U
i n
– среднеквадратическое значение напряжения
1
Значения Ui получают усреднением не менее 18 измерений на интервале
времени 60 с.
Нормально допустимое δUу = ±5%, предельное ±10%.
30. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии
Размах изменения напряжения δUt:U
U i U i 1
U t
100%
U ном
Ui
Ui+1
t
t
Ui и Ui+1 – значения следующих друг за другом экстремумов U,
среднеквадратическое значение которого имеет форму меандра.
Предельно допустимые нормы размаха изменения напряжения приведены в
стандарте в виде графика
(из которого, например, δUt = ±1,6% при Δt = 3 мин, δUt = ±0,4% при Δt = 3 с).
31. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии
Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения КU:m
KU
2
U
n
n 2
U ном
100%
Un – действующее значение n-гармоники (m = 40);
Нормально допустимое КU ,%
Предельно допустимое КU ,%
при Uн, кВ
при Uн, кВ
0,38
6 – 20
35
0,38
6 – 20
35
8,0
5
4,0
12
8,0
6,0
KU находится усреднением результатов n ≥ 9 измерений в течение 3 с.
32. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии
Коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения КUnKUn
Uт
100%
U ном
Нормально допустимое КUn:
Нечетные гармоники, не кратные 3 Предельно допустимое КU при Uн
при Uн, кВ
n
0,38
6 – 20
35
n
0,38
6 – 20
35
5
6,0%
4,0%
3,0%
3
2,5%
1,5%
1,5%
7
5,0%
3,0%
2,5%
9
0,75%
0,5%
0,5%
11
3,5%
2,0%
2,0%
Предельно допустимое КUn = 1,5 КUn норм
КUn находится усреднением результатов n ≥ 9 измерений в течение 3 с.
33. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии
Коэффициент несимметрии напряжений по обратнойпоследовательности К2U
K 2U
U2
100%
U1
U1 и U2 – напряжения прямой и обратной последовательностей.
Нормально допустимое К2U = 2,0%, предельно допустимое К2U = 4,0%
Коэффициент несимметрии напряжений по нулевой
последовательности К0U
K 0U
3U 0
100%
U1
U0 – напряжение нулевой последовательности
Нормально допустимое К0U = 2,0%, предельно допустимое К0U = 4,0% при
U = 380 В
34. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии
Длительность провала напряжения ΔUпПредельно допустимое значение ΔUп = 30 с при U ≤ 20 кВ.
Глубина провала напряжения
U п
U ном U min
100%
U ном
Коэффициент временного перенапряжения
KперU
U m max
2U ном
Um max – наибольшее амплитудное значение за время контроля.
Отклонение частоты
Δf = fcp – fном
fcp – усредненное значение из n ≥ 15 измерений в течение 20 с.
Нормально допустимое Δf = ±0,2 Гц, предельно допустимое ±0,4 Гц.
35. Метрология, стандартизация и сертификация в электроэнергетике
МЕТРОЛОГИЯСТАНДАРТИЗАЦИЯ
КАЧЕСТВО
Лекция 5 Обеспечение единства и
необходимой точности измерений
1.
2.
3.
4.
СЕРТИФИКАЦИЯ
Единство измерений и его обеспечение.
Воспроизведение и передача единиц физических величин.
Поверка СИТ.
Калибровка СИТ.
36. Раздел 1 Метрология Лекция 5 Обеспечение единства и необходимой точности измерений
5.1 Единство измерений и его обеспечениеГлавная задача организации измерений достижение сопоставимых
результатов измерений одних и тех же объектов, выполненных в
разное время, в разных местах, с помощью разных методов и средств.
Единство измерений измерения проводятся по стандартным или
аттестованным методикам, результаты выражены в узаконенных
единицах, а погрешности известны с заданной вероятностью.
Причина
Следствие
Использование неверных методик
измерений, неправильный выбор
СИТ
Нарушение технологических
процессов, потери энергетических
ресурсов, аварийные ситуации, брак
продукции и др.
Неправильное представление
результатов измерений
Непризнание результатов измерений
и сертификации продукции.
37. Раздел 1 Метрология Лекция 5 Обеспечение единства и необходимой точности измерений
Обеспечение единства измерений:● метрологическое обеспечение;
● правовое обеспечение.
Метрологическое обеспечение установление и применение научных и
организационных основ, технических средств, правил и норм для
достижения единства и требуемой точности измерений
(регламентируется ДСТУ 3921.1-99).
Составные части метрологического обеспечения:
● научная основа
метрология;
● техническая основа
система государственных эталонов,
система передачи размеров единиц,
рабочие СИТ, система стандартных
образцов состава и свойств материалов;
● организационная основа метрологическая служба (сеть
учреждений и организаций);
● нормативная основа
законы Украины, ДСТУ и др.
нормативные документы.
38. Раздел 1 Метрология Лекция 5 Обеспечение единства и необходимой точности измерений
Правовое обеспечение закон Украины «Про метрологію таметрологічну діяльність» и другие нормативно-правовые акты.
Форма обеспечения единства измерений государственный
метрологический контроль и надзор (ГМК и Н)
Цель ГМК и Н проверка соблюдения требований закона и нормативноправовых актов Украины и нормативных документов метрологии.
Объекты ГМК и Н СИТ и методики выполнения измерений.
Виды ГМК и Н:
ГМК ● государственные испытания СИТ и утверждение их типов;
● государственная метрологическая аттестация СИТ;
● поверка СИТ;
● аккредитация на право проведения метрологических работ.
ГМН ● надзор за обеспечением единства измерений проверка:
– состояния и применения СИТ,
– применения аттестованных методик измерений,
– правильности выполнения измерений,
– соблюдения требований закона, метрологических норм и правил.
39. Раздел 1 Метрология Лекция 5 Обеспечение единства и необходимой точности измерений
5.2 Воспроизведение и передача единиц физических величинВоспроизведение единицы совокупность мероприятий по
материализации единицы физической
величины с наивысшей точностью.
Эталон средство измерительной техники, обеспечивающее
воспроизведение, хранение и передачу размера единицы
физической величины.
Эталоны:
международные
государственные
вторичные
Государственный эталон официально утвержденный эталон,
обеспечивающий воспроизведение единицы
измерений и передачу ее размера вторичным
эталонам с наибольшей в стране точностью.
40. Раздел 1 Метрология Лекция 5 Обеспечение единства и необходимой точности измерений
Вторичные эталоны:● эталон-копия;
● рабочий эталон.
Рабочий эталон для поверки или калибровки СИТ.
Передача размера единицы:
● методом непосредственного сличения;
● методом сличения с помощью компаратора.
Схема передачи размера единицы:
государственный эталон
↓
эталон – копия
↓
рабочие эталоны
↓
образцовые СИТ
↓
рабочие СИТ
На каждом этапе передачи единицы потеря точности в 3 – 10 раз.
41. Раздел 1 Метрология Лекция 5 Обеспечение единства и необходимой точности измерений
Единство и точность измерения определяются эталонной базой страны.Национальная эталонная база Украины 37 государственных эталонов.
Государственные эталоны единиц электрических величин:
● эталон единицы силы электрического тока
(S ≤ 4∙10-6, δс ≤ 8∙10-6 для постоянного тока,
S ≤ 10-4, δс ≤ 2∙10-4 для переменного тока);
● эталон единицы напряжения
(S ≤ 5∙10-9, δс ≤ 10-8 для ЭДС и постоянного напряжения,
S ≤ 5∙10-5, δс ≤ 5∙10-4 для переменного напряжения);
● эталон единицы электрического сопротивления
(S ≤ 5∙10-8, δс ≤ 3∙10-7);
● эталон времени и частоты
(S ≤ 5∙10-14, δс ≤ 10-13);
42. Раздел 1 Метрология Лекция 5 Обеспечение единства и необходимой точности измерений
5.3 Поверка СИТПоверка СИТ установление пригодности СИТк использованию на основе
результатов контроля их метрологических характеристик.
Цель поверки определение погрешностей и других метрологических
характеристик СИТ, регламентированных ТУ.
Виды поверок:
● первичная (при выпуске, после ремонта, при импорте);
● периодическая (при эксплуатации)
● внеочередная (при повреждении поверочного клейма,
утрате свидетельства о поверке, вводе в эксплуатацию
после длительного хранения)
● инспекционная (при осуществлении государственного
метрологического контроля)
● экспертная (при возникновении спорных вопросов
относительно метрологических характеристик, пригодности
и правильности использования СИТ)
43. Раздел 1 Метрология Лекция 5 Обеспечение единства и необходимой точности измерений
Поверке подлежат все СИТ, которые находятся в эксплуатации и на которыераспространяется государственный метрологический надзор.
Поверке подлежат также рабочие эталоны, образцовые СИТ и те средства,
которые используются во время государственных испытаний и
государственной аттестации СИТ.
Поверку производят:
● территориальные органы Госстандарта Украины, аккредитованные на
право ее проведения;
● аккредитованные метрологические службы предприятий и организаций.
Результаты поверки оформляются документально.
5.3 Калибровка СИТ
Калибровка СИТ определение в соответствующих условиях или
контроль метрологических характеристик СИТ, на
которые не распространяется государственный
метрологический надзор.
44. Раздел 1 Метрология Лекция 5 Обеспечение единства и необходимой точности измерений
Виды калибровки:● метрологическая (выполняется метрологической
лабораторией);
● техническая (выполняется экспериментатором).
Функции метрологической калибровки:
● определение действительных значений метрологических
характеристик СИТ;
● определение и подтверждение пригодности СИТ к применению.
Функция технической калибровки:
● определение действительных значений отдельных характеристик
СИТ непосредственно перед использованием его в измерениях.
Необходимость калибровки в эксплуатации СИТ, на которые не
распространяется государственный метрологический надзор,
определяется их пользователем.
Метрологическая калибровка проводится аккредитованными лабораториями.
Техническая калибровка проводится пользователем СИТ.
45. Метрология, стандартизация и сертификация в электроэнергетике
МЕТРОЛОГИЯСТАНДАРТИЗАЦИЯ
КАЧЕСТВО
Лекция 6 Основы экспертной квалиметрии
СЕРТИФИКАЦИЯ
1. Оценивание качества продукции.
2. Экспертные методы определения
показателей качества.
3. Способы получения экспертных оценок.
4. Обработка данных экспертных оценок.
46. Раздел 1 Метрология Лекция 6 Основы экспертной квалиметрии
6.1 Оценивание качества продукцииКвалиметрия оценивание качества продукции.
Качество продукции многомерное свойство продукции, обобщенная
характеристика ее потребительских свойств;
нефизическая величина, оценивается
показателями качества.
Оценка качества в сравнении показателей качества с показателями
образцовой продукции.
Показатель качества:
● физическая величина (измеряется измерительными методами);
● нефизическая величина (оценивается экспертными методами).
Показатели качества:
● единичные;
● комплексные (формируются из единичных).
47. Раздел 1 Метрология Лекция 6 Основы экспертной квалиметрии
Комплексные показатели:● одноуровневые;
● многоуровневые;
● обобщенные.
Формирование комплексных показателей:
● по ивестной функциональной зависимости;
● по зависимости, принятой по соглашению;
● по принципу средневзвешенного:
n
– средневзвешенное арифметическое:
Q ciQi
;
i 1
n
– средневзвешенное геометрическое:
Q
n
Сі – весовые коєффициенты: обычно
c
i 1
i
ci
Q
i
i 1
n
c
i
i 1
1
.
.
48. Раздел 1 Метрология Лекция 6 Основы экспертной квалиметрии
6.2 Экспертные методы определения показателей качестваЭкспертные методы когда проведение измерений невозможно или
экономически неоправдано.
Экспертные
методы
Органолептический
метод
Социологический
метод
Органолептический метод определение свойств объекта с помощью
органов чувств человека
(зрения, слуха, осязания, обоняния, вкуса).
Социологический метод определение свойств объекта на основе
массовых опросов населения или его групп
(каждый индивидуум выступает в роли эксперта).
49. Раздел 1 Метрология Лекция 6 Основы экспертной квалиметрии
Экспертная оценка результат грубого оценивания.Для повышения достоверности оценки групповой метод оценивания
(экспертная комиссия).
Формирование экспертной комиссии путем тестирования
(проверка компетентности).
Необходимые условия:
● согласованность оценок экспертов;
● независимость оценок экспертов.
Численность экспертной группы ≥ 7 и ≤ 20 человек.
Проверка согласованности оценок
при формировании экспертной группы:
● по непротиворечивости оценок
(критерию Смирнова);
● по коэффициенту конкордации.
50. Раздел 1 Метрология Лекция 6 Основы экспертной квалиметрии
1. Проверка непротиворечивости оценок экспертов по критерию Смирнова βСреднее арифметическое значение оценки
m – количество экспертов;
СКО оценок
S
~ 2
Q
Q
i)
m 1
.
Оценка считается непротиворечивой, если
~
Q
Qi
~
Qi Q
S
m
,
.
2. Проверка согласованности оценок экспертов по коэффициенту конкордации
Коэффициент конкордации
W
12S
m 2 (n 3 n)
n – количество оцениваемых факторов (свойств продукции).
Оценки согласованы, если
(n 1)тW 2
χ2 – критерий согласия (квантиль χ2-распределения)
51. Раздел 1 Метрология Лекция 6 Основы экспертной квалиметрии
6.3 Способы получения экспертных оценокЗадачи оценивания:
● ранжирование однородных объектов по степени
выраженности заданного показателя качества;
● количественная оценка показателей качества
в условных единицах или весовых коэффициентах.
Построение ранжированного ряда:
а) попарное сопоставление всех объектов
(«больше» – «меньше», «лучше» – «хуже»);
б) составление ранжированного ряда
(по убыванию или возрастанию оценок сравнения).
Количественная экспертная оценка в долях единицы или баллах.
Основная характеристика бальной шкалы – количество градаций
(оценочных точек).
Используются 5-, 10-, 25- и 100-бальные шкалы.
52. Раздел 1 Метрология Лекция 6 Основы экспертной квалиметрии
Пример построения бальной шкалы оценок.1) устанавливается максимальная общая оценка продукции в баллах Qmax ;
2) каждому отдельному показателю качества присваивается весовой
коэффициент сi ;
3) по сi , исходя из Qmax, устанавливают максимальную бальную оценку
каждого показателя Qi max = сi Qmax ;
4) устанавливаются скидки от идеальной оценки показателя при снижения
качества ki ;
5) определяется бальная оценка каждого показателя Qi = ki сi Qmax ;
6) определяется общая оценка продукции в баллах
n
QΣ =
Q
i 1
i
;
7) исходя из возможных бальных оценок, определяют число степеней
качества (категорий, сортов).
53. Раздел 1 Метрология Лекция 6 Основы экспертной квалиметрии
6.4 Обработка данных экспертных оценок1. Проверка однородности массива оценок по суммарной оценке рангов:
R Rij
j 1 i 1
n
m
2
j = 1, 2, 3 … n – номер ранга;
I = 1, 2, 3 … m – номер эксперта;
Rij – ранги, присвоенные каждым экспертом.
Массив считается однородным, если RΣ ≥ Rкр
(критическая оценка Rкр по таблице для Рд = 0,95).
Если условие не выполняется повторное оценивание или
формирование новой группы экспертов.
2. Построение ранжированного ряда
m
Rj
m
Ri1; ........ Rin
i 1
i 1
54. Раздел 1 Метрология Лекция 6 Основы экспертной квалиметрии
Таблица оценок Rкр для доверительной вероятности Рд = 0,95Число экспертов
Количество рангов
3
4
5
6
7
8
9
2
6,6
1,2
2,2
3,6
5,0
7,1
9,7
3
12,6
2,6
4,7
7,6
11,1
15,8
21,6
4
21,7
4,5
8,1
13,3
19,7
28,1
38,4
5
33,1
6,9
12,4
20,8
30,8
43,8
60,0
6
47,0
9,8
17,6
30,0
44,4
63,1
86,5
7
63,0
13,1
23,8
40,7
60,5
85,0
115,0
8
81,7
17,0
29,8
48,3
73,2
105,0
145,0
9
102,6
21,4
37,5
60,9
92,8
135,0
185,0
10
126,1
26,3
46,2
75,0
113,8
160,0
225,0
М (множитель)
10
100
100
100
100
100
100
Rкр = k (m,n) M.
55. Метрология, стандартизация и сертификация в электроэнергетике
МЕТРОЛОГИЯСТАНДАРТИЗАЦИЯ
КАЧЕСТВО
Лекция 7 Метрологическая служба
СЕРТИФИКАЦИЯ
1. Государственная метрологическая
система Украины.
2. Метрологическая служба Украины.
3. Международные и региональные организации по метрологии.
56. Раздел 1 Метрология Лекция 7 Метрологическая служба
7.1 Государственная метрологическая система УкраиныГосударственная метрологическая система Украины:
● законодательная база;
● метрологическая служба.
● реализация единой технической политики в области метрологии
● защита граждан и национальной экономики от последствий
недостоверных результатов измерений
● экономия всех видов материальных ресурсов
Функции ● повышение уровня фундаментальных исследований и научных
ГМСУ
разработок
● обеспечение качества и конкурентоспособности отечественной
продукции
● создание научно-технических, нормативных и организационных
основ обеспечения единства измерений в государстве
57. Раздел 1 Метрология Лекция 7 Метрологическая служба
Законодательная база метрологической системы Украины● закон Украины "Про метрологію та метрологічну діяльність"
● государственные стандарты Украины (ДСТУ);
● отраслевые стандарты и технические условия;
● типовое положение о метрологических службах центральных органов
исполнительной власти, предприятий и организаций.
● государственная метрологическая система
● применение, воспроизведение и хранение единиц измерений
● применение СИТ и использование результатов измерений
● структура и деятельность государственной и ведомственной
Основные
метрологических служб
положения
● государственный и ведомственный метрологический
закона
контроль и надзор
● организация государственных испытаний, метрологической
аттестации и поверки СИТ
● финансирование метрологической деятельности
58. Раздел 1 Метрология Лекция 7 Метрологическая служба
Нормативные документы по метрологии● Разработка и утверждение нормативных документов по метрологии
осуществляется в соответствии с законодательством.
Госпотребстандартом Украины, являются обязательными для исполнения
центральными и местными органами исполнительной власти, органами
местного самоуправления, предприятиями, организациями, гражданами –
субъектами предпринимательской деятельности и иностранными
производителями.
● Требования нормативных документов по метрологии, утвержденные
центральными органами исполнительной власти, являются обязательными
для исполнения предприятиями и организациями, относящимися к сфере
управления этих органов.
● Предприятия и организации могут разрабатывать и утверждать в
сфере своей деятельности документы по метрологии, которые
конкретизируют утвержденные Госпотребстандартом Украины нормативные
документы и не противоречат им.
Закон Украины "Про метрологію та метрологічну діяльність"
59. Раздел 1 Метрология Лекция 7 Метрологическая служба
7.2 Метрологическая служба УкраиныМетрологическая служба Украины:
● государственная метрологическая служба;
● ведомственная метрологическая служба.
Государственная метрологическая служба организует, осуществляет и
координирует деятельность по обеспечению единства измерений.
● Государственный комитет по техническому регулированию и
потребительской политике (Госпотребстандарт Украины)
● государственные научные метрологические центры
● территориальные метрологические органы Госпотребстандарта
Структура ● Государственная служба единого времени и эталонных
ГМС
частот
● Государственная служба стандартных образцов веществ и
материалов
● Государственная служба стандартных справочных данных о
физических константах и свойствах веществ и материалов
60. Раздел 1 Метрология Лекция 7 Метрологическая служба
Основные фукции ГМС:● разработка научных, технических, законодательных и организационных
основ метрологического обеспечения
● разработка, совершенствование и поддержание эталонной базы
● разработка нормативных документов по обеспечению единства измерений
● стандартизация норм и правил метрологического обеспечения
● создание систем передачи размеров единиц измерений
● разработка и аттестация методик выполнения измерений
● организация государственной поверки и калибровка СИТ
● государственный метрологический контроль и надзор за производством и
применением СИТ, соблюдением метрологических норм и правил
● обеспечение единства измерения времени и частоты и определение
параметров вращения Земли
● разработка и внедрение стандартных образцов состава и свойств
веществ и материалов
● разработка и внедрение стандартных справочных данных о физических
константах и свойствах веществ и материалов
61. Раздел 1 Метрология Лекция 7 Метрологическая служба
Ведомственная метрологическая служба:● центральных органов исполнительной власти (министерств, ведоств);
● объединений предприятий;
● предприятий и организаций;
● обеспечение единства измерений в сфере своей деятельности
● разработка и внедрение современных методов измерений,
СИТ, стандартных образцов состава и свойств веществ и
материалов
Основные
функции
ВМС
● организации и осуществление ведомственного
метрологического контроля и надзора
● разработка и аттестация методик выполнения измерений,
метрологической аттестации, поверки и калибровки СИТ
● организация и проведение государственных испытаний,
ведомственной поверки, калибровки и ремонта СИТ
● организация метрологического обеспечения испытаний и
сертификации продукции
● проведение аккредитации измерительных и калибровочных
лабораторий
62. Раздел 1 Метрология Лекция 7 Метрологическая служба
● Метрологические службы предприятий и организаций создаются сцелью организации и выполнения работ по метрологическому обеспечению
разработки, производства, испытаний, использования продукции.
● В метрологическую службу предприятия и организации входят
метрологическое подразделение и (или) другие подразделения.
● Работы по обеспечению единства измерений относятся к основным
видам работ, а подразделения метрологической службы – к основным
производственным подразделениям.
Типовое положение о метрологических службах центральных
органов исполнительной власти, предприятий и организаций
На право проведения:
● государственных испытаний,
● поверки и калибровки СИТ,
● аттестации методик выполнения измерений,
● проведения ответственных измерений
аккредитация
63. Раздел 1 Метрология Лекция 7 Метрологическая служба
7.3 Международные и региональные организации по метрологииОсновные международные метрологические организации:
● Международная организация мер и весов;
● Международная организации законодательной метрологии;
● Международная электротехническая комиссия.
Международная организация мер и весов (ОIPM)
(создана на основе Метрической конвенции 1875 г., 48 стран-участниц).
Высший орган: Генеральная конференция по мерам и весам.
Руководящий орган: Международный комитет мер и весов (CIPM):
Состав: 18 крупнейших физиков и метрологов мира;
Структура: 8 Консультативных комитетов:
– по электричеству,
– термометрии,
– определению метра,
– определению секунды,
– по единицам физических величин и др.
64. Раздел 1 Метрология Лекция 7 Метрологическая служба
При CIPM Международное бюро мер и весов (BIPM)Основные задачи BIPM:
● сохранение международных эталонов единиц и сравнение с ними
национальных эталонов;
● совершенствование метрической системы измерений;
● координация деятельности национальных метрологических
организаций.
Международная организации законодательной метрологии (OIML)
(с 1956г., более 80 стран-участниц).
Высший орган: Международная конференция законодательной
метрологии.
Руководящиq орган: Международный комитет законодательной
метрологии (ICML).
При ICML Международное бюро законодательной метрологии.
65. Раздел 1 Метрология Лекция 7 Метрологическая служба
Цели OIML:● установление единства измерений на международном уровне;
● обеспечение сходимости результатов измерений и исследований в
разных странах для достижения одинаковых характеристик продукции;
● разработка рекомендаций по оценке неопределенностей измерений,
теории измерений, методам измерений и поверки СИТ и т.п.;
● сертификация СИТ.
Международная электротехническая комиссия (IEC)
(с 1906г., 80 стран-участниц) основной международный орган
по стандартизации в области электротехники, радиоэлектроники и связи
и сертификации изделий электронной техники.
Основные региональные организации
КООМЕТ –
метрологическая организация стран центральной и восточной
Европы (включая Украину);
ЕВРОМЕТ – метрологическая организация ЕС;
ВЕЛМЕТ – европейское объединение по законодательной метрологии;
EAL –
европейское объединение по калибровке.
