Содержание


Введение. 3

1. Основные термины и определения. 4

2. Организационные и нормативно-правовые основы обеспечения единства измерений. 7

3. Организация работ по организации единства измерения на предприятии ООО «Меридиан». 14

4. Обработка результатов измерений. 19

4.1. Основные положения теории погрешностей измерений. 19

4.2. Решение задачи по оценке погрешности многократных измерений. 23

Заключение. 26

Список литературы: 27



Введение


Характеристика качества измерений, заключается в том, что их результаты выражаются в узаконенных единицах, размеры которых в установленных пределах равны размерам воспроизведенных единиц, а погрешности результатов измерений известны с заданной вероятностью и не выходят за установленные пределы. Единство измерений, определяется ГОСТ 16263-70 как состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности измерений известны с заданной вероятностью, не в полной мере вскрывает суть понятия. Так, знания погрешности с заданной вероятностью совершенно недостаточно для того, чтобы судить о единстве измерений. Важно, чтобы эти погрешности не превышали установленные пределы - только при этих условиях можно добиться единства измерений, выполняемых в разных местах. Все же основой единства измерений является применение одинаковых по размеру единиц. Вследствие этого приведено новое определение понятия.

Определение понятия «единство измерений» охватывает важнейшие задачи метрологии: унификацию единиц, разработку систем воспроизведения единиц и передачи их размеров рабочим средствам измерений с установленной точностью, проведение измерений с погрешностью, не превышающей установленные пределы и др. Единство измерений должно выдерживаться при любой точности измерений, необходимой народному хозяйству.

Цель работы - рассмотреть обеспечение единства измерений в Российской Федерации на основании изучения Закона «Об обеспечении единства измерений». Задачи работы – определить и рассмотреть основные термины и определения единства измерения в соответствие с Законом «Об обеспечении единства измерений»; рассмотреть организационные и нормативно-правовые основы обеспечения единства измерений; изучить организация работ по организации единства измерения на предприятии ООО «Меридиан».

 1. Основные термины и определения


Согласно ст. 1 Закона об обеспечении единства измерений к основным понятиям и определениям единства измерений относятся следующие:

1.                аккредитация - официальное признание уполномоченным государственным органом компетентности и полномочий юридического лица осуществлять конкретные виды метрологических работ;

2.                государственный эталон единицы величины - эталон единицы величины, признанный решением уполномоченного государственного органа в качестве исходного на территории Республики Казахстан;

3.                государственный метрологический надзор - деятельность, осуществляемая уполномоченным государственным органом по стандартизации, метрологии и сертификации по надзору за выпуском, состоянием и применением средств измерений, применением методик выполнения измерений, соблюдением метрологических правил и норм, за количеством товаров при продаже, а также за количеством фасованных товаров в упаковках любого вида при их расфасовке, продаже и импорте;

4.                единица величины - физическая величина фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное 1;

5.                единство измерений - состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин и погрешности измерений находятся в установленных границах с заданной вероятностью;

6.                законодательная метрология - часть метрологии, относящаяся к деятельности, совершаемой уполномоченным государственным органом по стандартизации, метрологии и сертификации и содержащая государственные требования, касающиеся единиц, методов измерения, средств измерений и измерительных лабораторий;

7.                измерение - нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств;

8.                испытание средств измерений - совокупность операций, проводимых для определения степени соответствия средств измерений установленным нормам с применением к объектам испытаний различных испытательных воздействий;

9.                калибровка средства измерений - совокупность операций, устанавливающих соотношение между значением величины, полученным с помощью данного средства измерений, и соответствующим значением величины, определенным с помощью эталона с целью определения действительных значений метрологических характеристик средства измерений и (или) пригодности к применению средства измерений, не подлежащего государственному метрологическому контролю и надзору;

10.           методика выполнения измерений - совокупность операций и правил, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с точностью, установленной данной методикой выполнения измерений;

11.           метрологическая аттестация методики выполнения измерений - установление (подтверждение) соответствия методики выполнения измерений предъявляемым к ней метрологическим требованиям;

12.           метрологический контроль - деятельность, осуществляемая метрологическими службами государственных органов управления, физических и юридических лиц в целях проверки соблюдения метрологических правил и норм;

13.           метрологическая служба - совокупность субъектов, деятельность которых направлена на обеспечение единства измерений;

14.           нормативные документы по обеспечению единства измерений - государственные стандарты, применяемые в установленном порядке международные (региональные) стандарты, положения, инструкции и иные нормативные и методические документы, определяющие требования и порядок проведения работ по обеспечению единства измерений;

15.           поверка средства измерений - совокупность операций, выполняемых государственной метрологической службой или другими уполномоченными на то органами с целью определения и подтверждения соответствия средства измерений установленным техническим требованиям;

16.           реестр государственной системы обеспечения единства измерений - документ учета регистрации объектов, участников работ и документов в области обеспечения единства измерений;

17.           средство измерений - техническое средство, предназначенное для измерений и имеющее нормированные метрологические характеристики;

18.           эталон единицы величины - средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения единицы величины (кратных либо дольных значений единицы величины) с целью передачи ее размера другим средствам измерений данной величины, утвержденное в порядке, установленном уполномоченным государственным органом по стандартизации, метрологии и сертификации.

При анализе измерений следует четко разграничивать два понятия: истинные значения физических величин и их эмпирические проявления - результаты измерений.

Истинные значения физических величин - это значения, идеальным образом отражающие свойства данного объекта как в количественном, так и в качественном отношении. Они не зависят от средств нашего познания и являются абсолютной истиной.

Результаты измерений, напротив, являются продуктами нашего познания. Представляя собой, приближенные оценки значений величин, найденные путем измерения, они зависят не только от них, но еще и от метода измерения, от технических средств, с помощью которых проводятся измерения, и от свойств органов чувств наблюдателя, осуществляющего измерения[1].


2. Организационные и нормативно-правовые основы обеспечения единства измерений


Государственное управление деятельностью по обеспечению единства измерений в Российской Федерации (государственное метрологическое администрирование) осуществляет Госстандарт России, к компетенции которого относится:

§  межрегиональная и межотраслевая координация деятельности по обеспечению единства измерений в Российской Федерации;

§  представление Правительству Российской Федерации предложений по единицам величин, допускаемым к применению;

§  установление правил создания, утверждения, хранения и применения эталонов единиц величин;

§  определение общих метрологических требований к средствам, методам и результатам измерений;

§  осуществление государственного метрологического контроля и надзора;

§  осуществление контроля за соблюдением условий международных договоров Российской Федерации о признании результатов испытаний и поверки средств измерений;

§  руководство деятельностью Государственной метрологической службы и иных государственных служб обеспечения единства измерений;

§  участие в деятельности международных организаций по вопросам обеспечения единства измерений[2].

В соответствии со статьей 6 ЗоЕИ в установленном действующим законодательством порядке на всей территории РФ «допускаются к применению единицы величин Международной системы единиц, принятой Генеральной конференцией по мерам и весам, рекомендованные Международной организацией законодательной метрологии» (МОЗМ).

Государственные эталоны единиц величин, применяемые для обеспечения единства измерений в России являются исключительной федеральной собственностью, подлежат утверждению Госстандартом РФ и находятся в его ведении. Указанные эталоны «используются в качестве исходных для воспроизведения и хранения единиц величин с целью передачи их размеров всем средствам измерений данных величин на территории Российской Федерации»[3].

Для определения величин, единицы которых легитимно допущены к применению в РФ, применяются средства измерений, которые, в обязательном порядке, «должны соответствовать условиям эксплуатации и установленным требованиям»[4].

Непосредственные функции по реализации задач, направленных на создание, совершенствование, хранение и применение государственных эталонов единиц величин, а также разработку нормативных документов по обеспечению единства измерений возложены на Государственные научные метрологические центры.

В соответствии с действующим порядком, как правило, в необходимых случаях, государственные органы управления РФ и хозяйствующие субъекты - юридические лица, создают метрологические службы. На указанные службы возлагаются обязанности выполнения работ по обеспечению единства и требуемой точности измерений, а также для осуществления метрологического контроля и надзора.

Государственный метрологический контроль и надзор, осуществляется с целью проверки соблюдения метрологических правил и норм. Они распространяются на здравоохранение, ветеринарию, охрану окружающей среды, обеспечение безопасности труда; торговые операции и взаимные расчеты между покупателем и продавцом, в том числе на операции с применением игровых автоматов и устройств; государственные учетные операции; обеспечение обороны государства; геодезические и гидрометеорологические работы; банковские, налоговые, таможенные и почтовые операции; производство продукции, поставляемой по контрактам для государственных нужд в соответствии с законодательством Российской Федерации; испытания и контроль качества продукции в целях определения соответствия обязательным требованиям государственных стандартов Российской Федерации; обязательную сертификацию продукции и услуг; измерения, проводимые по поручению органов суда, прокуратуры, арбитражного суда, государственных органов управления Российской Федерации; регистрацию национальных и международных спортивных рекордов[5]. При выполнении работ в казанных выше сферах, создание служб по обеспечению единства измерений является обязательным[6].

Права и обязанности метрологических служб юридических лиц определяются нормативными документами - положениями, утверждаемыми руководителями государственных органов управления России или юридических лиц в порядке, устанавливаемом Правительством Российской Федерации.

В качестве пояснения упомянем, что Государственный метрологический надзор осуществляется за выпуском, состоянием и применением средств измерений, аттестованными методиками выполнения измерений, эталонами единиц величин, соблюдением метрологических правил и норм; за количеством товаров, отчуждаемых при совершении торговых операций; за количеством фасованных товаров в упаковках любого вида при их расфасовке и продаже.

Необходимо знать, что деятельность юридических и физических лиц по изготовлению, ремонту, продаже и прокату средств измерений, применяемых в сферах распространения государственного метрологического контроля и надзора, может осуществляться исключительно при наличии выдаваемой в порядке, устанавливаемом Госстандартом России лицензии.

На всей территории Российской Федерации Государственный метрологический контроль и надзор осуществляют должностные лица Госстандарта России - главные государственные инспекторы и государственные инспекторы по обеспечению единства измерений РФ и субъектов РФ (далее – «государственные инспекторы»).

При предъявлении служебного удостоверения, государственные инспекторы, осуществляющие на соответствующей территории государственный метрологический контроль и надзор, вправе беспрепятственно:

  • посещать любые объекты, вне зависимости от ведомственной принадлежности, на территории которых эксплуатируются, производятся, ремонтируются, продаются, содержатся или хранятся средства измерений независимо от подчиненности и форм собственности этих объектов;
  • проверять соответствие используемых единиц величин допущенным к применению;
  • поверять средства измерений, проверять их состояние и условия применения, а также соответствие утвержденному типу средств измерений;
  • проверять применение аттестованных методик выполнения измерений, состояние эталонов, применяемых для поверки средств измерений;
  • проверять количество товаров, отчуждаемых при совершении торговых операций;
  • отбирать образцы продукции и товаров, а также фасованные товары в упаковках любого вида для осуществления надзора;
  • использовать технические средства и привлекать персонал объекта, подвергаемого государственному метрологическому контролю и надзору[7].

При выявлении нарушений метрологических правил и норм государственный инспектор имеет право:

  • запрещать применение и выпуск средств измерений неутвержденных типов или не соответствующих утвержденному типу, а также неповеренных;
  • гасить поверительные клейма или аннулировать свидетельство о поверке в случаях, когда средство измерений дает неправильные показания или просрочен межповерочный интервал;
  • при необходимости изымать средство измерений из эксплуатации;
  • представлять предложения по аннулированию лицензии на изготовление, ремонт, продажу и прокат средств измерений в случаях нарушения требований к этим видам деятельности;
  • давать обязательные предписания и устанавливать сроки устранения нарушений метрологических правил и норм;
  • составлять протоколы о нарушении метрологических правил и норм[8].

В соответствии с правилами статьи 22 ЗоЕИ, «юридические и физические лица обязаны оказывать содействие государственному инспектору в выполнении возложенных на него обязанностей. Лица, препятствующие осуществлению государственного метрологического контроля и надзора, несут ответственность в соответствии с законодательством Российской Федерации».

Метрологические работы и услуги, оказываемые юридическим и физическим лицам государственными научными метрологическими центрами и органами Государственной метрологической службы Госстандарта России: испытания для последующего утверждения типа средств измерений, поверка средств измерений, лицензирование деятельности по изготовлению, ремонту, продаже и прокату средств измерений, сертификация средств измерений, калибровка средств измерений, аттестация методик выполнения измерений, экспертиза нормативных документов, аккредитация метрологических служб и лабораторий, другие услуги, - оплачиваются заинтересованными лицами в соответствии с условиями заключаемых договоров[9].

Сказанное выше наглядно показывает, какие виды действий в области обеспечения единства измерений на всей территории Российской Федерации осуществляют государственные инспекторы.

Решение важнейших научно-технических задач, в том числе проблемы обеспечения качества продукции, в значительной степени зависит от достижения единства и достоверности измерений[10].

Единство измерений – состояние измерительного процесса, при котором результаты всех измерений выражаются в одних и тех же узаконенных единицах измерения и оценка их точности обеспечивается с гарантированной доверительной вероятностью. В применявшихся до недавнего времени сравнительно простых методах измерений погрешность результатов измерений почти полностью определялась погрешностями средств измерений. Поэтому для достижения единства измерений было достаточно обеспечить единообразие средств измерений, т.е. такое состояние средств измерений, когда они проградуированы в узаконенных единицах измерений, а их метрологические свойства соответствуют нормам[11].

Существуют принципы обеспечения единства измерений, к основным из которых относятся:

§  применение только узаконенных единиц физических величин (ФВ);

§  воспроизведение ФВ с помощью государственных эталонов;

§  применение узаконенных средств измерений, которые прошли государственные испытания и которым переданы размеры единиц ФВ от государственных эталонов;

§  обязательный периодический контроль через установленные промежутки времени характеристик применяемых средств измерений;

§  гарантия обеспечения необходимой точности измерений при использовании поверенных средств измерений и аттестованных методик выполнения измерений;

§  использование результатов измерений только при условии оценки их погрешности с заданной вероятностью;

§  систематический контроль за соблюдением метрологических правил и норм, государственный надзор и ведомственный контроль за средствами измерений.

Для реализации этих принципов созданы необходимые научная, техническая и организационная основы[12].


3. Организация работ по организации единства измерения на предприятии ООО «Меридиан»


Организация работы по организации единства измерений на предприятии ООО «Мередиан» осуществляется на основании методики выполнения измерений.

Методика выполнения измерений (МВИ) - совокупность операций и правил, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с известной погрешностью.

МВИ разрабатывают и применяют с целью обеспечения выполнения измерений с погрешностью, не превышающей требуемой или приписанной характеристики.

Разработку МВИ осуществляют на основе исходных данных, которые включают: назначение МВИ, требования к погрешности измерений, условия измерений и др. требования к МВИ.

Исходные данные излагают в техническом задании, технических условиях, отчетах о научно-исследовательской работе и др. документах.

В назначении МВИ указывают:

- область применения (объект измерений, в том числе наименования продукции и контролируемых параметров, а также область использования - для одного предприятия, для отрасли, для сети отраслевых или межотраслевых лабораторий и т.п.);

- наименование (при необходимости развернутое определение) измеряемой величины;

- характеристики измеряемой величины (диапазон и частотный спектр, значения неинформативных параметров и т.п.);

- характеристики объекта измерений, если они могут влиять на погрешность измерений (выходное сопротивление, жесткость в месте контакта с датчиком, состав пробы и т.п.).

Требования к погрешности измерений устанавливают с учетом всех ее составляющих (методической, инструментальной, вносимой оператором, возникающей при отборе и приготовлении пробы).

Если требования к погрешности измерений в явном виде не определены, то исходные требования должны содержать указания, позволяющие рационально выбрать методы и средства измерений и руководствоваться ими при аттестации МВИ (допуск на контролируемый параметр, показатели достоверности измерительного контроля и т.п.).

Условия измерений задают в виде номинальных значений и (или) границ диапазонов возможных значений влияющих величин. При необходимости указывают предельные скорости изменений или другие характеристики влияющих величин, а также ограничения на продолжительность измерений, число параллельных определений и т.п. данные.

Если при установлении исходных требований заранее известно, что измерения будут выполняться посредством измерительных систем, средства измерений которых находятся в разных местах, то условия измерений указывают для мест расположения всех средств измерений, входящих в измерительную систему.

Разработка МВИ, как правило, включает:

- выбор метода и средств измерений (в том числе стандартных образцов, аттестованных смесей), вспомогательных и других технических средств;

- установление последовательности и содержания операций при подготовке и выполнении измерений, обработке промежуточных результатов и вычислений окончательных результатов измерений;

- установление приписанных характеристик погрешности измерений;

- разработку нормативов и процедур контроля точности получаемых результатов измерений;

- разработку документа (раздела, части документа) на МВИ;

- метрологическую экспертизу проекта документа на МВИ;

- аттестацию МВИ;

- стандартизацию МВИ.

Методы и средства измерений выбирают в соответствии с действующими документами по выбору методов и средств измерений данного вида, а при отсутствии таких документов - в соответствии с общими рекомендациями.

Если МВИ предназначена для использования в сфере распространения государственного метрологического контроля и надзора, то типы выбранных средств измерений должны быть утверждены Госстандартом России, стандартные образцы в соответствии с ГОСТ 8.315.

Способы выражения приписанных характеристик погрешности измерений должны соответствовать заданным в исходных данных.

В документах (разделах, частях документов), регламентирующих МВИ, в общем случае указывают:

- назначение МВИ;

- условия измерений;

- требования к погрешности измерений или (и) приписанные характеристики погрешности измерений;

- метод (методы) измерений;

- требования к средствам измерений (в т.ч. к стандартным образцам, аттестованным смесям), вспомогательным устройствам, материалам, растворам или указывают типы средств измерений, их характеристики и обозначения документов, где приведены требования к средствам измерений (ГОСТ, ТУ и другие документы);

- операции при подготовке к выполнению измерений;

- операции при выполнении измерений;

- операции обработки и вычислений результатов измерений;

- нормативы, процедуру и периодичность контроля погрешности результатов выполняемых измерений;

- требования к оформлению результатов измерений;

- требования к квалификации операторов;

- требования к обеспечению безопасности выполняемых работ;

- требования к обеспечению экологической безопасности;

- другие требования и операции (при необходимости).

В документах на МВИ излагают требования и операции из числа перечисленных, обеспечивающие выполнение требований к погрешности измерений или приписанные характеристики погрешности измерений.

Аттестации подлежат МВИ, используемые в сфере распространения государственного метрологического контроля и надзора, а также для контроля состояния сложных технических систем в соответствии с ГОСТ Р 22.2.04.

МВИ, используемые вне сферы распространения государственного метрологического контроля и надзора, аттестуют в порядке, установленном в ведомстве или на предприятии.

Основная цель аттестации МВИ - подтверждение возможности измерений по данной МВИ с погрешностью измерений, не превышающей указанную в документе, регламентирующем МВИ.

Аттестацию МВИ осуществляют метрологические службы и иные организационные структуры по обеспечению единства измерений предприятий (организаций), разрабатывающих или применяющих МВИ.

Аттестацию МВИ могут осуществлять метрологические службы других предприятий (организаций), аккредитованные на право проведения аттестации, а также государственные научные метрологические центры, органы Государственной метрологической службы.

Аттестацию МВИ осуществляют на основе результатов метрологической экспертизы материалов разработки МВИ и документа (раздела, части документа), регламентирующего МВИ, и (или) теоретического и (или) экспериментального исследований МВИ.

На аттестацию МВИ представляют следующие документы:

- исходные требования на разработку МВИ;

- документ (проект документа), регламентирующий МВИ;

- программу и результаты экспериментального или расчетного оценивания характеристик погрешности МВИ, если оно проводилось.

При положительных результатах аттестации:

- документ, регламентирующий МВИ, утверждают в установленном порядке;

- в документе, регламентирующем МВИ (кроме государственного стандарта), указывается "МВИ аттестована" с обозначением предприятия (организации), метрологическая служба которого осуществляла аттестацию, либо государственного научного метрологического центра или органа Государственной метрологической службы, выполнившего аттестацию МВИ;

- для МВИ, применяемой в сфере распространения государственного метрологического контроля и надзора, а также для контроля состояния сложных технических систем в соответствии с ГОСТ Р 22.2.04 (кроме МВИ, регламентированных в государственных стандартах), оформляют свидетельство об аттестации МВИ в соответствии с приложением Г; для других МВИ свидетельство об аттестации оформляют по требованию заказчика.

4. Обработка результатов измерений

4.1. Основные положения теории погрешностей измерений

При анализе измерений следует четко разграничивать два понятия: истинные значения физических величин и их эмпирические проявления - результаты измерений.

Истинные значения физических величин - это значения, идеальным образом отражающие свойства данного объекта как в количественном, так и в качественном отношении. Они не зависят от средств нашего познания и являются абсолютной истиной.

Результаты измерений, напротив, являются продуктами нашего познания. Представляя собой приближенные оценки значений величин, найденные путем измерения, они зависят не только от них, но еще и от метода измерения, от технических средств, с помощью которых проводятся измерения, и от свойств органов чувств наблюдателя, осуществляющего измерения.

Разница между результатами измерения X' и истинным значением Q измеряемой величины называется погрешностью измерения:

(1)

Но поскольку истинное значение Q измеряемой величины неизвестно, то неизвестны и погрешности измерения, поэтому для получения хотя бы приближенных сведений о них приходится в формулу (1) вместо истинного значения подставлять так называемое действительное значение.

Под действительным значением физической величины мы будем понимать ее значение, найденное экспериментально и настолько приближающееся к истинному, что для данной цели оно может быть использовано вместо него.

Причинами возникновения погрешностей являются: несовершенство методов измерений, технических средств, применяемых при измерениях, и органов чувств наблюдателя. В отдельную группу следует объединить причины, связанные с влиянием условий проведения измерений. Последние проявляются двояко. С одной стороны, все физические величины, играющие какую-либо роль при проведении измерений, в той или иной степени зависят друг от друга. Поэтому с изменением внешних условий изменяются истинные значения измеряемых величин. С другой стороны, условия проведения измерений влияют и на характеристики средств измерений и физиологические свойства органов чувств наблюдателя и через их посредство становятся источником погрешностей измерения.

Описанные причины возникновения погрешностей определяются совокупностью большого числа факторов, под влиянием которых складывается суммарная погрешность измерения - см. формулу (1). Их можно объединить в две основные группы.

1. Факторы, проявляющиеся весьма нерегулярно и столь же неожиданно исчезающие или проявляющиеся с интенсивностью, которую трудно предвидеть. К ним относятся, например, перекосы элементов приборов в их направляющих, нерегулярные изменения моментов трения в опорах, малые флюктуации влияющих величин, изменения внимания операторов и др.

Доля, или составляющая, суммарной погрешности измерения (1), определяемая действием факторов этой группы, называется случайной погрешностью измерения. Ее основная особенность в том, что она случайно изменяется при повторных измерениях одной и той же величины.

При создании измерительной аппаратуры и организации процесса измерения в целом интенсивность проявления большинства факторов данной группы удается свести к общему уровню, так что все они влияют более или менее одинаково на формирование случайной погрешности. Однако некоторые из них, например внезапное падение напряжения в сети электропитания, могут проявиться неожиданно сильно, в результате чего погрешность примет размеры, явно выходящие за границы, обусловленные ходом эксперимента в целом. Такие погрешности в составе случайной погрешности называются грубыми. К ним тесно примыкают промахи - погрешности, зависящие от наблюдателя и связанные с неправильным обращением со средствами измерений, неверным отсчетом показаний или ошибками при записи результатов.

2. Факторы, постоянные или закономерно изменяющиеся в процессе измерительного эксперимента, например плавные изменения влияющих величин или погрешности применяемых при измерениях образцовых мер. Составляющие суммарной погрешности (1), определяемые действием факторов этой группы, называются систематическими погрешностями измерения. Их отличительная особенность в том, что они остаются постоянными или закономерно изменяются при повторных измерениях одной и той же величины. До тех пор, пока систематические погрешности больше случайных, их зачастую можно вычислить или исключить из результатов измерений надлежащей постановкой опыта.

Таким образом, мы имеем два типа погрешностей измерения:

·                    случайные (в том числе грубые погрешности и промахи), изменяющиеся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины;

·                    систематические погрешности, остающиеся постоянными или закономерно изменяющиеся при повторных измерениях.

В процессе измерения оба вида погрешностей проявляются одновременно, и погрешность измерения можно представить в виде суммы:

где - случайная, а - систематическая погрешности.

         Например, если рассмотреть процесс измерения веса какого-либо продукта электронными весами, то можно выделить систематическую погрешность (из за неправильной внутренней программы вес продукта завышается или занижается) и случайную погрешность которая проявляется при повторных измерениях одной и той же величины.

Для получения результатов, минимально отличающихся от истинных значений величин, проводят многократные наблюдения за измеряемой величиной с последующей математической обработкой опытных данных.

При проведении измерений целью является оценка истинного значения измеряемой величины, которое до опыта неизвестно. Результат измерения включает в себя помимо истинного значения еще и случайную погрешность, следовательно, сам является случайной величиной. В этих условиях фактическое значение случайной погрешности, полученное при поверке, еще не характеризует точности измерений, поэтому не ясно, какое же значение принять за окончательный результат измерения и как охарактеризовать его точность.

Ответ на эти вопросы можно получить, используя при метрологической обработке результатов измерения методы математической статистики, имеющей дело именно со случайными величинами.

Прямыми называются измерения, в результате которых искомое значение физической величины находят непосредственно из опытных данных. Прямые измерения осуществляются путем многократных наблюдений. Результаты наблюдений называются равнорассеянными, если они являются независимыми, одинаково распределенными случайными величинами. Равнорассеянные результаты получают при измерениях, проводимых одним наблюдателем или группой наблюдателей с помощью одних и тех же методов и средств измерений в неизменных условиях внешней среды.

Обработка результатов наблюдений в соответствии с методикой прямых измерений с многократными наблюдениями производится в следующем порядке:

1. Определяется среднее арифметическое полученных данных:

2. Определяется среднеквадратическая погрешность ряда измерений СКП (синоним СКО - среднеквадратическое отклонение):

3. Определяется наличие промахов (грубых погрешностей) в ряду измерений, т.е. таких измерений, которые существенно отличаются от остальных.

Один из критериев определения промаха: сравнивают погрешность ΔXi которая определяется по формуле ΔХi = Xi- с предельной погрешностью, равной 3S (правило 3-х сигм). Измерение считается промахом, если ΔXi >3S. В этом случае значение Xi исключают из общего числа измерений и обработку ряда измерений начинают заново и снова рассчитывают и S.

         4. Определяется среднеквадратическая погрешность среднего арифметического по формуле:

         5.     Находится доверительный интервал (доверительные границы) для

среднего значения по формуле     (Р) = t*Sx.,    где t- коэффициент, зависящий от заданной доверительной вероятности Р и числа измерений   n.

Sx- СКП (СКО) среднего арифметического. Коэффициент t определяется по таблице распределения Стьюдента при различной доверительной вероятности.

6. Записывается  действительный  результат  измерений  с  заданной доверительной вероятностью Р:

Xg=(P).

4.2. Решение задачи по оценке погрешности многократных измерений

При обработке результатов прямых равноточных наблюдений  необходимо получить оценку действительного значения измеряемой величины, для заданной доверительной   вероятности   определить   доверительный   интервал   для среднего значения, оценить ряд измерений на наличие промахов.

Исходные данные представлены в таблице 1.

Номер наблюдения

Значение измеряемой величины (кг)

1

46,28

2

46,281

3

46,287

4

46,287

5

46,281

6

46,288

7

46,28

8

46,289

9

46,281

10

46,282

Мы получили ряд наблюдений состоящий из 10 измерений.

Теперь по методике обработки прямых равноточных измерений произведем следующие вычисления:

1. Определим среднее арифметическое полученных данных:

2. Вычислим среднеквадратическая погрешность ряда измерений СКП (синоним СКО - среднеквадратическое отклонение):

         3. Определим наличие промахов (грубых погрешностей) в ряду измерений.

Один из критериев определения промаха: сравнивают абсолютное значение погрешности ΔXi которая определяется по формуле ΔХi = ‌|Xi-| с предельной погрешностью, равной 3S (правило 3-х сигм). Измерение считается промахом, если ΔXi >3S. В этом случае значение Xi исключают из общего числа измерений и обработку ряда измерений начинают заново и снова рассчитывают и S.

3S=0,011

n

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

 ΔХi

0,0036

0,0026

0,0034

0,0034

0,0026

0,0044

0,0036

0,0054

0,0026

0,0016

Ни одно из значений погрешностей по модулю не превышает 3S. Это означает отсутствие промахов в ряде измерений.

         4. Рассчитаем среднеквадратическая погрешность среднего арифметического по формуле:

         5.     Найдем доверительный интервал (доверительные границы) для

среднего значения по формуле     (Р) = t*Sx,    где t- коэффициент, зависящий от заданной доверительной вероятности Р и числа измерений   n.

Sx- СКП (СКО) среднего арифметического. Коэффициент t определяется по таблице распределения Стьюдента при различной доверительной вероятности. По таблице при заданном значении вероятности Р=0,8 и n=10, значение t=1,38.

         (Р) = 1,38*0,0012=0,0016

6. Запишем  действительный  результат  измерений  с  заданной доверительной вероятностью Р:

Xg=(P)=46,2840,0016

Итак действительный результат измерений с вероятностью 80% лежит в интервале от 46,2824 до 46,2856 кг.




Заключение


Требования,   предъявляемые   к   метрологическим   службам     юридических лиц при их аккредитации для  получения  права  поверки     средств  измерений,  перечень групп средств измерений,  подлежащих     поверке,  а также правила проведения поверочных  работ  и  порядок     представления   средств   измерений   на поверку  устанавливаются    Комитетом Российской Федерации  по  стандартизации,  метрологии  и     сертификации.

Метрологический контроль и надзор осуществляется метрологическими службами юридических лиц посредством проведения 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, нормативных документов по обеспечению единства измерений; 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[13].

Список литературы:


1.     Закон об обеспечении единства измерений. В ред. Федерального закона от 10 января 2003 года № 15-ФЗ.

2.     Козловский Н.С., Виноградов А.Н.  Основы стандартизации, допуски, посадки и технические измерения. М., 2002.

3.     Крылова Г.Д. Основы стандартизации, сертификации, метрологии. – М.: Аудит, ЮНИТИ, 1998.

4.     Лифиц И.М.  Основы стандартизации метрологии и сертификации. М., 2002.

5.     Панов В.П. и др. Терминология государственной системы стандартизации: Справочник. – М.: Издательство стандартов, 1998.






[1] Панов В.П. и др. Терминология государственной системы стандартизации: Справочник. – М.: Издательство стандартов, 1998. C/ 120-121/


[2] см.: ст. 4 Закона об обеспечении единства измерений. В ред. Федерального закона от 10 января 2003 года № 15-ФЗ.

[3] см.: ст. 7 Закона об обеспечении единства измерений. В ред. Федерального закона от 10 января 2003 года № 15-ФЗ.

[4] см.: ст. 8 Закона об обеспечении единства измерений. В ред. Федерального закона от 10 января 2003 года № 15-ФЗ.

[5] см.: ст. 13 Закона об обеспечении единства измерений. В ред. Федерального закона от 10 января 2003 года № 15-ФЗ.

[6] Крылова Г.Д. Основы стандартизации, сертификации, метрологии. – М.: Аудит, ЮНИТИ, 1998. С. 151-152.


[7] Козловский Н.С., Виноградов А.Н.  Основы стандартизации, допуски, посадки и технические измерения. М., 2002. С. 105-106.


[8] см.: пп. 2, 3 ст. 20 Закона об обеспечении единства измерений. В ред. Федерального закона от 10 января 2003 года № 15-ФЗ.

[9] см.: ст. 27 Закона об обеспечении единства измерений. В ред. Федерального закона от 10 января 2003 года № 15-ФЗ.

[10] Козловский Н.С., Виноградов А.Н.  Основы стандартизации, допуски, посадки и технические измерения. М., 2002. С. 106-108.

[11] Крылова Г.Д. Основы стандартизации, сертификации, метрологии. – М.: Аудит, ЮНИТИ, 1998. С. 160.


[12] Лифиц И.М.  Основы стандартизации метрологии и сертификации. М., 2002. C. 77-79.


[13] см.: п. 2ст. 11 Закона об обеспечении единства измерений. В ред. Федерального закона от 10 января 2003 года № 15-ФЗ.