 |
16 ТЕМА: Принципы выбора и нормирования метрологических характеристик средств измерения.
|
|
|
|
16 ТЕМА: Принципы выбора и нормирования метрологических характеристик средств измерения.
План.
1. Метрологические характеристики средств измерений и их нормирование
2. Основные принципы выбора средств измерений
1. Метрологические характеристики средств измерений и их нормирование
Метрологические свойства средств измерения – это свойства, оказывающие непосредственное влияние на результаты проводимых этими средствами измерений и на погрешность этих измерений.
Количественно—метрологические свойства характеризуются показателями метрологических свойств, которые являются их метрологическими характеристиками.
Утвержденные НД метрологические характеристики являются нормируемыми метрологическими характеристиками Метрологические свойства средств измерения подразделяются на:
1) свойства, устанавливающие сферу применения средств измерения:
2) свойства, определяющие прецизионность и правильность полученных результатов измерения.
Свойства, устанавливающие сферу применения средств измерения, определяются следующими метрологическими характеристиками:
1) диапазоном измерений;
2) порогом чувствительности.
Диапазон измерений – это диапазон значений величины, в котором нормированы предельные значения погрешностей. Нижнюю и верхнюю (правую и левую) границу измерений называют нижним и верхним пределом измерений.
Порог чувствительности – это минимальное значение измеряемой величины, способное стать причиной заметного искажения получаемого сигнала.
Свойства, определяющие прецизионность и правильность полученных результатов измерения, определяются следующими метрологическими характеристиками:
|
|
|
1) правильность результатов;
2) прецизионность результатов.
Точность результатов, полученных некими средствами измерения, определяется их погрешностью.
Погрешность средств измерения – это разность между результатом измерения величины и настоящим (действительным) значением этой величины. Для рабочего средства измерения настоящим (действительным) значением измеряемой величины считается показание рабочего эталона более низкого разряда. Таким образом, базой сравнения является значение, показанное средством измерения, стоящим выше в поверочной схеме, чем проверяемое средство измерения.
Нормирование метрологических характеристик – это регламентирование пределов отклонений значений реальных метрологических характеристик средств измерений от их номинальных значений. Главная цель нормирования метрологических характеристик – это обеспечение их взаимозаменяемости и единства измерений. Значения реальных метрологических характеристик устанавливаются в процессе производства средств измерения, в дальнейшем во время эксплуатации средств измерения эти значения должны проверятся. В случае, если одна или несколько нормированных метрологических характеристик выходит из регламентированных пределов, средство измерения должно быть либо немедленно отрегулировано, либо изъято из эксплуатации.
Значения метрологических характеристик регламентируются соответствующими стандартами средств измерения. Причем метрологические характеристики нормируются раздельно для нормальных и рабочих условий применения средств измерения. Нормальные условия применения – это условия, в которых изменениями метрологических характеристик, обусловленными воздействием внешних факторов (внешние магнитные поля, влажность, температура), можно пренебречь. Рабочие условия – это условия, в которых изменение влияющих величин имеет более широкий диапазон.
|
|
|
2. Основные принципы выбора средств измерений
Выбор средств измерений должен производиться с учётом погрешностей, допускаемых при измерении и заданных в соответствующих нормативных документах.
Выбор средств измерений по точности должен осуществляться с учётом:
– допустимых отклонений на параметры (если не оговорено иначе);
– выбранной методики выполнения измерений и достоверности контроля;
– требуемой группы исполнения, определяемой условиями их использования в процессе производства, производственного контроля и эксплуатации изделия.
Выбор и назначение средств измерений должен удовлетворять требованиям получения действительных значений измеряемых величин с оптимальной точностью при наименьших затратах времени и материальных средств.
Основными исходными данными для выбора средств измерений являются:
– номинальное значение и разность между наибольшим и наименьшим предельными значениями (поле допуска) измеряемой величины, указанные в нормативной, конструкторской или технологической документации;
– условия выполнения измерений.
При наличии в конструкторской документации только максимального или минимального значения измеряемой величины должно быть указано значение погрешности, допускаемой при выборе средств измерений.
В случаях, когда обоснованное назначение средств измерений по точности невозможно из-за отсутствия соответствующей нормативной документации, при выборе средств измерений следует руководствоваться следующим правилом: погрешность измерения (с учётом влияющих факторов) не должна превышать 35 процентов от допуска на контролируемый параметр. Погрешность измерения Δ изм. должна быть незначительной по сравнению с допуском Т контролируемого размера, т. е. Δ изм. = Кизм. ·Т, где Кизм. – коэффициент, равный 0, 2–0, 35. Значение Кизм. выбирают в зависимости от квалитета: для 2–5 квалитетов Кизм. ≤ 0, 35; для квалитетов 6, 7 Кизм. ≤ 0, 3; для квалитетов 8, 9 Кизм. ≤ 0, 25; для квалитетов 10–16 Кизм. ≤ 0, 2. Средство измерения выбирается с ценой деления (разность значений измеряемой величины между двумя соседними отметками шкалы) по следующим рекомендациям: объём измеряемых изделий (n) 50 шт. – цена делений Цд ≤ Т/13; n = 100 шт. – Цд ≤ Т/15; n = 150 шт. – Цд ≤ Т/17.
|
|
|
При выборе по точности измерительных систем погрешность их следует определять путем суммирования погрешностей всех входящих в систему мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей по определенному для каждой системы закону.
Выбор средств измерений производится по стандартам и техническим условиям на конкретные средства измерений для нормальных условий их применения отражённых в ГОСТ 8. 050, ГОСТ 8. 395, ГОСТ 15150 и технических условиях на средства измерений.
Нормальными условиями измерений принято считать условия измерений, характеризуемые совокупностью значений или областей значений влияющих величин, при которых изменением результата измерений пренебрегают вследствие малости.
Нормальные условия измерений устанавливаются в нормативных документах на средства измерений конкретного типа или по их поверке (калибровке).
Следует различать рабочие условия измерений и предельные условия измерений.
Рабочими условиями измерений принято считать условия измерений, при которых значения влияющих величин находятся в пределах рабочих областей.
Рабочей областью является область значений влияющей величины, в пределах которой нормируют дополнительную погрешность или изменение показаний средств измерений.
Предельными условиями измерений принято считать экстремальные значения измеряемой и влияющих величин, которые средство измерений может выдержать без разрушений и ухудшения его метрологических характеристик.
При выборе средств измерений с целью применения их в рабочих условиях, когда значения влияющих величин отличаются от нормальных, установленных в стандартах, технических условиях на средства измерений конкретного вида, необходимо учитывать зависимость показаний средств измерений от влияющих величин, и, на основе этого, следует вносить поправки в показания средств измерений или применять корректирующие устройства.
|
|
|
Поправки должны определяться по нормированным для рабочих условий метрологическим характеристикам, указанным в паспортах (формулярах) на средства измерений общепромышленного применения или в свидетельстве о метрологической аттестации на средство измерений единичного производства.
После того, как осуществлен предварительный выбор по точности средств измерений, производят окончательный выбор средств измерений (тип средств измерений) с учётом требований к рабочей области значений влияющих величин, габаритам, массе, особенностям конструкции, соединительным элементам и другое. При выборе средств измерений с целью применения их при проведении испытаний, когда условия окружающей среды определены программой испытаний, необходимо:
а) обеспечить согласованность рабочих условий эксплуатации средств измерений (измерительной системы):
1) датчиков (первичных приборов) с условиями помещения для проведения испытаний (рабочей зоны);
2) вторичных преобразователей (регистрирующих приборов) с условиями того помещения, где они установлены, то есть в месте нахождения оператора;
б) обеспечить предельно допустимую погрешность измерения выбранным средством измерений (измерительной системой) в установленных нормативной документацией границах с заданной вероятностью.
Выбор и назначение средств измерений осуществляют подразделения, разрабатывающие:
а) технологические процессы измерений продукции, её составных частей и материалов;
б) нормативную документацию на МВИ (методика выполнения измерений):
1) при лабораторных исследованиях,
2) в производстве при контроле качества,
3) при испытаниях и эксплуатации продукции, её составных частей и материалов,
4) с целью обслуживания оборудования и средств измерений.
Для выполнения измерений в процессе производства продукции назначаются рабочие средства измерений.
|
|
|
