Эталоны, их классификация, перспективы развития

Виды измерений

- По характеру зависимости измеряемой величины от времени измерения подразделяются на:

а. статические, при которых измеряемая величина остается постоянной во времени;

б. динамические, в процессе которых измеряемая величина изменяется и является непостоянной во времени.

- По способу получения результатов измерений (виду уравнения измерений) разделяют на прямые, косвенные, совокупные и совместные.

а. При прямом измерении искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных, например, измерение угла угломером или измерение диаметра штангенциркулем.

б. При косвенном измерении искомое значение величины определяют на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям, например определение среднего диаметра резьбы с помощью трех проволочек или угла с помощью синусной линейки.

в. Совместными называют измерения, производимые одновременно (прямые или косвенные) двух или нескольких неодноименных величин. Целью совместных измерений является нахождение функциональной зависимости между величинами, например зависимости длины тела от температуры, зависимости электрического сопротивления проводника от давления и т. и.

г. Совокупные — это такие измерения, в которых значения измеряемых величин находят по данным повторных измерений одной или нескольких одноименных величин при различных сочетаниях мер или этих величин. Результаты совокупных измерении находят путем решения системы уравнений, составляемых по результатам нескольких прямых измерений. Например, совокупными являются измерения, при которых массы отдельных гирь набора находят по известной массе одной из них и по результатам прямых сравнений масс различных сочетаний гирь.

- По условиям, определяющим точность результата измерения, методы делятся на три класса.

a. Измерения максимально возможной точности, достижимой при существующем уровне техники. К ним относятся в первую очередь эталонные измерения, связанные с максимально возможной точностью воспроизведения установленных единиц физических величин, и, кроме того, измерения физических констант, прежде всего универсальных (например, абсолютного значения ускорения свободного падения и др.).

К этому же классу относятся и некоторые специальные измерения, требующие высокой точности.

b. Контрольно-поверочные измерения, погрешность которых с определенной вероятностью не должна превышать некоторое заданное значение. К ним относятся измерения, выполняемые лабораториями государственного надзора за внедрением и соблюдением стандартов и состоянием измерительной техники и заводскими измерительными лабораториями с погрешностью заранее заданного значения.

c. Технические измерения, в которых погрешность результата определяется характеристиками средств измерений. Примерами технических измерений являются измерения, выполняемые в процессе производства на машиностроительных предприятиях, на щитах распределительных устройств электрических станций и др.

- По способу выражения результатов измерений различают абсолютные и относительные измерения.

а. Абсолютное измерение основано на прямых измерениях величины и (или) использовании значений физических констант, например, измерение размеров деталей штангенциркулем или микрометром.

б.При относительных измерениях величину сравнивают с одноименной, играющей роль единицы или принятой за исходную, например измерение диаметра вращающейся детали по числу оборотов соприкасающегося с ней аттестованного ролика.

- В зависимости от совокупности измеряемых параметров изделия различают поэлементный и комплексный методы измерения.

а. Поэлементный метод характеризуется измерением каждого параметра изделия в отдельности (например, эксцентриситета, овальности, огранки цилиндрического вала).

б. Комплексный метод характеризуется измерением суммарного показателя качества (а не физической величины), на который оказывают влияние отдельные его составляющие (например, измерение радиального биения цилиндрической детали, па которое влияют эксцентриситет, овальность и др.).

- По способу получения значений измеряемых величин различают два основных метода измерений: метод непосредственной оценки и метод сравнения с мерой.

а. Метод непосредственной оценки — метод измерения, при котором значение величины определяют непосредственно по отсчетпому устройству измерительного прибора прямого действия (например, измерение длины с помощью линейки или размеров деталей микрометром, угломером и т. д.).

б. Метод сравнения с мерой — метод измерения, при котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой. Например, для измерения диаметра калибра микрокатор устанавливают па нуль по блоку концевых мер длины, а результаты измерения получают по отклонению стрелки микрокатора от нуля, то есть сравнивается измеряемая величина с размером блока концевых мер. О точности размера судят по отклонению стрелки микрокатора относительно нулевого положения.

- Существуют несколько разновидностей метода сравнения:

а. метод противопоставления, при котором измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнения;

б. дифференциальный метод, при котором измеряемую величину сравнивают с известной величиной, воспроизводимой мерой. Этим методом, например, определяют отклонение контролируемого диаметра детали па оптиметре после его настройки на нуль по блоку концевых мер длины;

в. нулевой метод, при котором результирующий эффект воздействия величин на прибор сравнения доводят до нуля. Подобным методом измеряют электрическое сопротивление по схеме моста с полным его уравновешиванием;

д. метод совпадений, при котором разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, определяют, используя совпадения отметок шкал или периодических сигналов (например, при измерении штангенциркулем используют совпадение отметок основной и нониусной шкал).

- При измерении линейных величин независимо от рассмотренных методов различают контактный и бесконтактный методы измерений.

- В зависимости от измерительных средств, используемых в процессе измерения, различают инструментальный, экспертный, эвристический и органолептический методы измерений.

а. Инструментальный метод основан на использовании специальных технических средств, в том числе автоматизированных и автоматических.

б. Экспертный метод оценки основан на использовании данных нескольких специалистов. Широко применяется в квалиметрии, спорте, искусстве, медицине.

в. Эвристические методы оценки основаны па интуиции. Широко используется способ попарного сопоставления, когда измеряемые величины сначала сравниваются между собой попарно, а затем производится ранжирование на основании результатов этого сравнения.

д. Органолептические методы оценки основаны на использовании органов чувств человека (осязания, обоняния, зрения, слуха и вкуса). Часто используются измерения на основе впечатлений (конкурсы мастеров искусств, соревнования спортсменов)

 

Виды средств измерений

Средством измерения называют техническое средство (или их комплекс), используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические характеристики. Средство измерения позволяют не только обнаружить физическую величину, но и измерить ее, т. е. сопоставить неизвестный размер с известным.

Эталоны, их классификация, перспективы развития

Эталон – это высокоточная мера, предназначенная для воспроизведения и хранения единицы величины с целью передачи ее размера другим средствам измерений.

Эталон должен обладать, по крайней мере, тремя тесно связанными друг с другом существенными признаками: неизменностью, воспроизводимостью и сличаемостью.

Эталоны классифицируют следующим образом.

Первичный эталон – эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы с наивысшей в стране (по сравнению с другими эталонами той же единицы) точностью

Вторичный эталон – эталон, получающий размер единицы непосредственно от первичного эталона данной единицы. К вторичным эталонам относят эталоны-копии, рабочие эталоны и эталоны сравнения.

Эталон-копия – вторичный эталон, предназначенный для передачи размера единицы рабочим эталонам и заменяющий в обоснованных случаях первичный эталон.

Рабочий эталон – вторичный эталон, предназначенный для передачи

размера единицы образцовым и наиболее точным рабочим средствам измерений.

Международный эталон – эталон, принятый по международному соглашению в качестве международной основы для согласования с ним размеров единиц, воспроизводимых и хранимых национальными эталонами. Пример: международный прототип килограмма, хранимый в Международном бюро мер и весов, утвержден 1-й Генеральной конференцией по мерам и весам.

Самыми первыми официально утвержденными эталонами стали прототипы метра и килограмма, изготовленные во Франции, которые в 1799 г. были переданы на хранение в Национальный архив Франции, поэтому их стали называть «метр Архива» и «килограмм Архива». Постоянно проводятся уточнения принятых эталонов. В 1983 г. за эталон метра было принято расстояние, проходимое светом в вакууме за 1/299792 458 долю секунды. Данное определение метра было законодательно закреплено в декабре 1985 г. после утвержденных эталонов времени, частоты и длины.

При становлении метрической системы мер в качестве единицы массы приняли массу одного кубического дециметра чистой воды при температуре ее наибольшей плотности (4 º С). Изготовленный при этом первый прототип килограмма представляет собой платиноиридиевую цилиндрическую гирю высотой и диаметром 39 мм. Данное определение эталона килограмма действует до сих пор. За 100 с лишним лет существования описанного прототипа килограмм были попытки создать более современный эталон на основе фундаментальных физических констант масс различных атомных частиц. Однако на современном уровне научно-технического прогресса пока не удалось воспроизвести этим новейшим методом массу килограмма с меньшей погрешностью, чем существующая.

Число эталонов не является постоянным, а изменяется в зависимости от потребностей экономики страны. Обычно прослеживается увеличение их числа во

Ученые полагают, что квантовые эталоны можно будет считать «вечными мерами», так как способность воспроизведения единиц физических величин у таких эталонов не подвержена влиянию внешних условий, географического местонахождения и времени.

Ожидается появление возможности создания сравнительно недорогих квантовых эталонов и рабочих средств измерений на основе практического использования эффекта высокотемпературной сверхпроводимости, что послужит началом нового периода в развитии фундаментальной и практической метрологии.

В настоящее время эталонная база России имеет в своем составе 114 государственных эталонов и более 250 вторичных эталонов единиц физических величин.

Стандартизация

Стандартизация – деятельность, направленная на достижение оптимальной степени упорядочения в определенной области посредством установления положений для всеобщего и многократного использования в отношении реально существующих или потенциальных задач

Методы стандартизации

 

Метод стандартизации – это прием или совокупность приемов, с помощью которых достигаются цели стандартизации.

Стандартизация базируется на общенаучных и специфических методах. Ниже рассматриваются широко применяемые в работах по стандартизации методы:

1) упорядочение объектов стандартизации;

2) параметрическая стандартизация;

3) унификация продукции;

4) агрегатирование;

5) комплексная стандартизация;

6) опережающая стандартизация.

Упорядочение объектов стандартизации – универсальный метод в области стандартизации продукции, процессов и услуг. Упорядочение как управление многообразием связано, прежде всего, с сокращением многообразия. Результатом работ по упорядочению являются, например, ограничительные перечни комплектующих изделий для конечной готовой продукции; альбомы типов конструкций изделий; типовые формы технических, управленческих и прочих документов. Упорядочение, как универсальный метод, состоит из отдельных методов: систематизации, селекции, симплификации, типизации и оптимизации.

Параметрическая стандартизация. Для уяснения сущности метода рассмотрим подробнее понятие параметра. Параметр продукции – это количественная характеристика ее свойств.

Наиболее важными параметрами являются характеристики, определяющие назначение продукции и условия ее использования:

- размерные параметры;

- весовые параметры;

- параметры, характеризующие производительность машин и приборов;

- энергетические параметры.

Продукция определенного назначения, принципа действия и конструкции, т.е. продукция определенного типа, характеризуется рядом параметров. Набор установленных значений параметров называется параметрическим рядом. Разновидностью параметрического ряда является размерный ряд.

Процесс стандартизации параметрических рядов – параметрическая стандартизация – заключается в выборе и обосновании целесообразной номенклатуры и численного значения параметров. Решается эта задача с помощью методов математической статистики.

Применение системы предпочтительных чисел позволяет не только унифицировать параметры продукции определенного типа, но и увязать по параметрам продукцию различных видов – детали, изделия, транспортные средства и технологическое оборудование.

Унификация продукции. Деятельность по рациональному сокращению числа типов изделий одинакового функционального назначения называется унификацией продукции. Она базируется на классификации и ранжировании, селекции и симплификации, типизации и оптимизации элементов готовой продукции.

Агрегатирование. Агрегатирование – это метод создания приборов и оборудования из отдельных стандартных унифицированных узлов, многократно используемых при создании различных изделий на основе геометрической и функциональной взаимозаменяемости.

Большое распространение метод агрегатирования получил в станкостроении. Агрегатные станки при смене объекта производства можно легко разобрать и из тех же агрегатов собрать новые станки для обработки других деталей. Метод агрегатирования получил дальнейшее развитие в станколиниях и в гибких автоматизированных производствах.

Отечественный и зарубежный опыт показывает, что при частой сменяемости или модернизации изготовляемых изделий агрегатирование является наиболее прогрессивным методом конструирования. Принцип унификации и агрегатирования является обязательным при разработке стандартов на все новое оборудование.

Комплексная стандартизация. При комплексной стандартизации осуществляются целенаправленное и планомерное установление и применение системы взаимоувязанных требований как к самому объекту комплексной стандартизации в целом, так и к его основным элементам в целях оптимального решения конкретной проблемы. Применительно к продукции – это установление и применение взаимосвязанных по своему уровню требований к качеству готовых изделий, необходимых для их изготовления материалов и комплектующих узлов, а также условий сохранения и потребления (эксплуатации).

Опережающая стандартизация. Метод опережающей

стандартизации заключается в установлении повышенных по отношению к уже достигнутому на практике уровню норм и требований к объектам стандартизации, которые согласно прогнозам будут оптимальными в последующее время.

Сертификация

Сертификация считается основным достоверным способом доказательства соответствия продукции (процесса, услуги) заданным требованиям.

Объектами сертификации являются продукция, работы (услуги), системы менеджмента и персонал.

На сегодняшний день сертификация охватывает более 75 % наименований производимой в стране продукции. Если учесть, что номенклатура потенциально опасной продукции, т. е. подлежащей обязательной сертификации, по данным Росстандарта составляет около 90 %, то можно сказать, что дальнейшее расширение сертификационной деятельности – так же одна из актуальных задач.

Сертификация в России осуществляется на следующих принципах:

1. обеспечение достоверности информации об объекте сертификации;

2. объективность и независимость от изготовителя и потребителя;

3. профессиональность испытаний;

4. исключение дискриминации по отношению к иностранным

заявителям;

5. право заявителя выбирать орган по сертификации и испытательную лабораторию; ответственность участников сертификации;

6. открытость информации о результатах сертификации или о прекращении срока (отмене) сертификата (знака) соответствия;

7. многообразие методов испытаний с учетом особенностей объекта сертификации, его производства и потребления;

8. использование в деятельности по сертификации рекомендаций и правил региональных организаций, положений международных стандартов и других международных документов;

9. признание аккредитации зарубежных органов по сертификации и испытательных лабораторий, сертификатов и знаков соответствия в РФ на основе многосторонних и двусторонних соглашений, в которых участвует Россия;

10. соблюдение конфиденциальности информации, составляющей коммерческую тайну;

11. привлечение в необходимых случаях к работам по сертификации обществ потребителей.

Объектами добровольной сертификации могут быть продукция (в том числе подлежащая обязательной сертификации), работы (услуги), системы менеджмента, персонал. Прохождение добровольной сертификации продукции, подлежащей обязательной сертификации, не отменяет ее обязательную сертификацию

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: