Основные термины и определения в области метрологии

Термины и определения играют в обеспечении единства из­мерений важную роль, так как единство терминологии свиде­тельствует об одинаковом подходе и понимании задач измери­тельного контроля качества продукции, характеристик процес­сов, объектов и т.д. В связи с этим международные и нацио­нальные метрологические организации разрабатывают и вне­дряют с той или иной степенью обязательности использования определения основных положений метрологии (Например, VIM—93 «Международный словарь основных и общих терминов в метрологии»; РМГ 29—99 «ГСИ. Метрология. Основные тер­мины и определения»). Наиболее распространенная форма до­кументов, устанавливающих единую терминологическую и по­нятийную базу в области обеспечения единства измерений, — рекомендации, которые становятся обязательными при их при­нятии в рамках той или иной фирменной или региональной системы качества. В России термины и понятия в области обес­печения единства Измерений содержатся в документах различ­ного ранга:

• федеральных законах — Закон РФ «Об обеспечении един­ства измерений»;

• государственных (национальных) стандартах — ГОСТ Р 8.000—2000 «ГСИ. Основные положения», ГОСТ 8.567—99 «ГСИ. Измерения времени и частоты. Термины и определения», ГОСТ 20906—75 «ГСИ. Средства измерений маг­нитных величин. Термины и определения» и др.;

• метрологических правилах и рекомендациях — ПР 50.2.006—94 «ГСИ. Поверка средств измерений. Организа­ция и порядок проведения», РМГ 29—99 «ГСИ. Метроло­гия. Основные термины и определения» и др.;

• методиках и рекомендациях метрологических институтов — МИ 2365—96 «ГСИ. Шкалы измерений. Основные положе­ния, термины и определения» и т.п.

Столь обширный перечень документов, устанавливающих терминологию и понятия в области обеспечения единства изме­рений, объясняется как минимум тремя причинами:

(1) большим разнообразием сфер применения измерительного контроля, затрудняющим разработку единого документа;

(2) быстрым нарастанием количества терминов и понятий в каждой сфере применения измерительного контроля;

(3) изменением структуры нормативных документов в стране в связи с реформой экономики.

Часто термины, используемые в практической деятельности метрологов, «не совсем совпадают». Это несовпадение тем серь­езнее, чем менее официален, «узаконен» источник информации. Поэтому в метрологической практике, как правило, при приня­тии какой-либо терминологической базы исходят из наличия ка­кого-либо документа, в наибольшей степени решающего данную проблему. Естественно, что на сегодня наиболее общим и специ­фицированным документом в области терминов и определений в системе ГСИ является РМГ 29—99. Рассмотрим некоторые, наи­более общие и часто употребляемые термины, которые будут ис­пользованы при рассмотрении вопросов настоящей главы.

Несколько слов об измеримости вообще. Разговор на эту те­му, включая критический анализ положений п. 7.6 «Управление устройствами для мониторинга и измерений» ГОСТ Р ИСО 9001—2001, был начат в [2], где внимание читателей обращалось на то что отдельные требования п. 7.6 являются не только неоп­ределенными, но и вводящими в заблуждение и даже ошибоч­ными с позиции Закона РФ «Об обеспечении единства измере­ний» и нормативных документов ГСИ.

Основной недостаток ГОСТ Р ИСО 9001—2001 в части рас­сматриваемой проблемы — двоякое понимание термина «изме­рение». С одной стороны, измерения, согласно п. 7.6 ГОСТ Р ИСО 9001—2001, проводятся с использованием измерительного оборудования, обладающего метрологическими характеристи­ками. Эта позиция подтверждается положениями МС ИСО 10012:2003 и близка к содержанию термина «измерение», при­веденному в Законе РФ «Об обеспечении единства измерений» и нормативных документах ГСИ.

♦ Измерение — совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспе­чивающих нахождение соотношения (в явном или неявном виде), измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой ' величины. ♦

С другой стороны, согласно ГОСТ Р ИСО 9000—2001,

♦ Измерение — совокупность операций для установления значения величины. ♦

В этом случае под результатом измерения можно понимать не только результат измерения, полученный с помощью измери­тельного оборудования, но и результат расчета по математиче­ским формулам, и результат оценки, причем выраженный в лю­бом виде, например в виде баллов или значений лингвистиче­ских переменных («хорошо», «отлично», «удовлетворительно», «плохо» и т.д.) [1J.

♦ Измерение физической величины — совокупность операций по применению технических средств, хранящих единицу физической величины, обеспечивающая нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины. ♦

Следует обратить внимание на несколько аспектов приве­денного определения. Во-первых, речь идет о «совокупности» операций, т.е. для проведения измерения необходимо иметь описание определенной последовательности действий, приво­дящих к получению результата — значения измеряемой величи­ны. Эта совокупность представляется, как правило, в виде мето­дики выполнения измерений (МВИ).

♦ Методика выполнения измерений — это установленная сово­купность операций и правил при измерении, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с гарантированной точностью в соответствии с принятым методом. ♦

«Гарантированная» точность обеспечивается проведением специальных процедур, входящих, как уже отмечалось выше, в сферу государственного метрологического контроля и надзора, — метрологической аттестации и метрологической экспертизы.

♦ Метрологическая аттестация МВИ — установление и подтвер­ждение соответствия МВИ предъявляемым к ней метрологическим требованиям с целью определения возможности проведения изме­рений с погрешностью, не превышающей указанную в МВИ. ♦

♦ Метрологическая экспертиза МВИ — анализ и оценка правиль­ности выбора метода и средств измерений, операций и правил про­ведения самих измерений и обработки их результатов. ♦

Метрологическую экспертизу и аттестацию МВИ проводят, как правило, в государственных научных метрологических цен­трах (ГНМЦ) соответствующего профиля либо в метрологические службы которых соответствующим образом аккредитованы Ростехрегулированием.

Возвращаясь к определению «измерение», заметим, что, во-вторых, в нем указывается на применение технических средств, хранящих единицу физической величины. Технические средст­ва, применяемые для измерений, называются средствами изме­рений (СИ).

♦ Средство измерений — техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характе­ристики, воспроизводящее и хранящее единицу физической величи­ны, размер которой принимается неизменным (в пределах установ­ленной погрешности) в течение известного интервала времени. ♦

В этом определении представлено достаточно много призна­ков средства измерений. Прежде всего СИ — технические сред­ства, т.е. части человеческого тела (локоть, например) или ка­кие-либо организмы (например, попугаи) для целей измерений не применимы.

Вторая важная особенность — техническое средство должно быть предназначено для измерений. Очевидно, что технические средства, имеющие другое предназначение (утюг, например), для целей измерения применены быть также не могут, так как сред­ство измерений в соответствии с приведенным определением должно иметь нормированные метрологические характеристики.

♦ Метрологической характеристикой средства измерений называется характеристика одного из свойств средства измерений, влияю­щая на результат измерений и на его погрешность. ♦

Конечно, каждое средство измерений имеет достаточно мно­го свойств. Принято для каждого типа средств измерений уста­навливать совокупность метрологических характеристик, кото­рые в этом случае получают название нормированных. Метроло­гические характеристики средства измерений, определенные экспериментально, называются действительными.

Третьей отличительной чертой средства измерений является то, что это техническое устройство должно быть сконструирова­но таким образом, чтобы при воздействии на него соответст­вующей физической величины реакция СИ была пропорцио­нальна определенному количеству единиц, установленных для этой величины. Последнее возможно, если СИ воспроизводит и хранит единицу измеряемой величины. Если рассматривать это определение применительно к шкалам измерений, то, наверное, можно говорить о том, что средство измерений хранит и вос­производит какой-либо участок или точку шкалы. В этом случае при воздействии на СИ измеряемой величины (необязательно физической) реакция СИ должна давать однозначное сопостав­ление величины со шкалой или ее точкой.

Четвертая особенность рассматриваемого определения со­стоит в том, что для любого средства измерений его погреш­ность должна быть установлена.

♦ Погрешность средства измерений — это разность между показа­нием средства измерений и истинным (действительным) значением измеряемой величины. ♦

♦ Истинное значение физической величины — значение, которое идеальным образом характеризует в качественном и количествен­ном отношении соответствующую физическую величину. ♦

Истинное значение — идеализированное понятие, не при­годное для практических целей, так как оно может быть получе­но только в результате бесконечно большого числа измерений по абсолютно совершенной методике с применением абсолютно совершенного СИ. Для практических целей используется другое понятие.

♦ Действительное значение — значение физической величины, по­лученное экспериментальным путем и настолько близкое к истин­ному значению, что в поставленной измерительной задаче может быть использовано вместо него. ♦

Погрешность средства измерений, как правило, задается диапазоном допустимых значений для всех экземпляров СИ данного типа.

♦ Типом СИ называется вся совокупность средств измерений одно­го и того же назначения, основанных на одном и том же принципе действия, имеющих одинаковую конструкцию и изготовленных по одной и той же технической документации. ♦

Границы этого диапазона называются пределами допускае­мой погрешности СИ.

♦ Предел допускаемой погрешности СИ — наибольшее значение погрешности средств измерений, устанавливаемое нормативным документом для данного типа СИ, при котором оно еще признается годным к применению. ♦

Пригодность СИ к применению устанавливается проведени­ем специальной процедуры — поверки СИ.

♦ Поверка СИ — установление органом метрологической службы (или другим официально уполномоченным органом, организацией) пригодности СИ к применению на основании экспериментально определяемых метрологических характеристик и подтверждения их соответствия установленным обязательным требованиям. ♦

При поверке устанавливается факт нахождения действитель­ной погрешности СИ внутри пределов допускаемой погрешно­сти. Естественно, что погрешность СИ не может оставаться не­изменной по времени. Динамика ее изменения обусловлена ус­ловиями эксплуатации СИ, но все же в течение определенного промежутка времени она не превышает значений, установлен­ных в качестве пределов. Величина этих отрезков времени уста­навливается в нормативной документации и определяется как межповерочные интервалы, в течение которых СИ может экс­плуатироваться в соответствии с назначением и приписанными ему метрологическими характеристиками. В течение межпове­рочного интервала метрологические характеристики СИ прини­маются равными нормированным значениям.

Таким образом, в эксплуатации должны находиться только метрологически исправные средства измерений, т.е. средства измерений, у которых все нормируемые метрологические харак­теристики соответствуют установленным требованиям. Факт соответствия устанавливается поверкой СИ. Поверка СИ прово­дится по установленной методике, которая характеризуется по­грешностью передачи размера единицы.

♦ Передача размера единицы — это приведение размера единицы физической величины, хранимой поверяемым средством измерений, к размеру единицы, воспроизводимой или хранимой эталоном. ♦

♦ Эталон единицы физической величины — это средство измере­ний (или комплекс средств измерений), предназначенное для вос­произведения и (или) хранения единицы и передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений и утвер­жденное в качестве эталона в установленном порядке. ♦

♦ Поверочная схема для средств измерений — нормативный доку­мент, устанавливающий соподчинение средств измерений, участ­вующих в передаче размера единицы от эталона рабочим средствам измерений с указанием методов и погрешности при передаче. ♦

Высший ранг поверочных схем представляют собой государ­ственные поверочные схемы, распространяющиеся на все СИ данной физической величины, имеющиеся в стране. Низший ранг поверочных схем — локальные поверочные схемы, распро­страняющиеся на средства измерений данной физической вели­чины, применяемые в регионе, ведомстве или на отдельном предприятии. Метрологические характеристики средств измере­ний, эксплуатирующихся вне сферы действия государственного метрологического контроля и надзора, могут определяться по­веркой или калибровкой.

♦ Калибровка СИ представляет собой совокупность операций, ус­танавливающих соотношение между значением величины, полу­ченным с помощью данного СИ, и соответствующим значением ве­личины, определенным с помощью эталона с целью определения действительных метрологических характеристик этого СИ. ♦

В результате проведения измерений получают значение из­меряемой физической величины, которое представляет собой выражение ее размера в виде некоторого числа принятых для нее и хранящихся (воспроизводимых) в средстве измерений единиц той же физической величины.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: