- •Научный и промышленный эксперименты. Их виды.
- •Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий.
- •Постановка задачи о выборе оптимального плана.
- •Понятие о плане эксперимента.
- •Задачи и компоненты автоматизации измерений и контроля
- •Нормируемые метрологические характеристики автоматизированных средств измерений.
- •Основные виды метрологической деятельности: измерения, испытания, поверка, калибровка.
- •Виды поверок и их характеристика.
- •Организация и порядок проведения поверки средств измерений.
- •Порядок утверждения типа средств измерений.
- •Перечень документов, предъявляемых на испытание средств измерений и их характеристика.
- •Поверка и калибровка средств измерений.
- •Поверочные схемы и их структура.
- •Методики выполнения измерений. Общие положения.
- •Перечень документов, направленных для утверждения типа средств измерений.
- •Порядок аттестации методик выполнения измерений.
- •Достоверность результатов измерений. Классификация погрешностей.
- •Основные технические и метрологические характеристики средств измерений.
- •Нормальное распределение случайных погрешностей измерений и их оценка.
- •Методика поверки и требования к содержанию этого документа.
- •Основные области и виды измерений физических величин.
- •Испытания средств измерений с целью утверждения типа. Порядок их организации.
- •Государственные эталоны физических величин. Их основные характеристики.
- •Определение понятий техническое регулирование и технический регламент. Их толкование.
- •Определение понятий стандарт и стандартизация и их толкование.
- •Вопросы обеспечения единства измерений; роли исследований, испытаний и измерений в законе о техническом регулировании.
- •Измерительные преобразователи и физико – технические эффекты, лежащие в их основе.
- •Основные метрологические характеристики измерительных преобразователей.
- •Применение лазеров в метрологии.
- •Метрологические характеристики иис.
- •Особенности метрологического обеспечения иис.
- •Основные термометрические свойства веществ. Их характеристики.
- •Контактные методы измерения температуры и их реализация.
- •Бесконтактные средства измерения температуры.
- •Основы метрологического обеспечения измерений физико-химических измерений.
-
Перечень документов, направленных для утверждения типа средств измерений.
- образец (образцы) средств измерений;
- программу испытаний типа, утвержденную ГЦИ СИ;
- технические условия (если предусмотрена их разработка), подписанные руководителем организации - разработчика;
- эксплуатационные документы, а для средств измерений, подлежащих импорту, - комплект документации фирмы - изготовителя, прилагаемый к поставляемому средству измерений, с переводом на русский язык;
- нормативный документ по поверке при отсутствии раздела "Методика поверки" в эксплуатационной документации;
- описание типа по форме Приложения 5 ПР 50.2.009 с фотографиями общего вида 13x18 или 18x24 - 3 экз.;
- документ организации - разработчика о допустимости опубликования описания типа в открытой печати;
- акт испытаний средств измерений для целей утверждения их типа, составленный ГЦИ СИ
- проект решения Ростехрегулирования по результатам испытаний средств измерений для целей утверждения их типа, составленный ВНИИМС после проверки предыдущих документов.
-
Порядок аттестации методик выполнения измерений.
ГОСТ 8.563 регламентирует правила аттестации МВИ. Аттестация МВИ - процедура установления и подтверждения соответствия МВИ предъявляемым к ней метрологическим требованиям. Аттестации подлежат МВИ, используемые в сфере распространения государственного метрологического контроля и надзора. Основная цель аттестации МВИ — подтверждение возможности выполнения измерений в соответствии с процедурой, регламентированной в документе на МВИ, с характеристиками погрешности (неопределенностью) измерений, не превышающими указанных в документе на МВИ. Аттестацию МВИ осуществляют метрологические службы и иные организационные структуры по обеспечению единства измерений предприятий (организаций), разрабатывающих или применяющих 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.
При проведении метрологической экспертизы материалов теоретического и (или) экспериментального исследования МВИ и способов экспериментальной оценки характеристик погрешности и (или) характеристик составляющих погрешности методик подвергают анализу соответствие способов представления характеристик погрешности, соответствие - способов представления неопределенности, а для МВИ состава и свойств веществ и материалов - их соответствие также основным положениям ГОСТ Р ИСО 5725-1 - ГОСТ Р ИСО 5725-4; в части предложенных процедур контроля точности получаемых результатов измерений анализируется и отмечается в экспертном заключении использование процедур по ГОСТ Р ИСО 5725-6.
-
Достоверность результатов измерений. Классификация погрешностей.
Достоверность результатов измерений – характеристика результатов измерений определяющая вероятность нахождения их в непосредственной близости от истинных значений измеряемой величины. Термин достоверность измерений включает в себя понятие погрешности. Погрешность измерений – отклонение результата измерений от истинного (действительного) значения измеряемой величины. Для обеспечения единства измерений независимо от того, кем, где, когда, в каких условиях они проведены, знания погрешности измерений недостаточно. Необходимо иметь уверенность в том, что погрешность измерений не превысила пределов, установленных в соответствии с поставленной задачей. С этой целью и используют понятие достоверности измерений.
По форме представления погрешности разделяются на абсолютные, относительные и приведенные. Абсолютная погрешность измерений, выражаемая в единицах измеряемой величины, представляется разностью между измеренным и истинным (действительным)значениями измеряемой величины
Абсолютная погрешность Δ средства измерений соответствует указанному определению, но для меры и измерительного прибора имеет не одинаковый смысл. Абсолютная погрешность меры — разность между номинальным значением меры и истинным (действительным) значением воспроизводимой ею величины. Абсолютная погрешность измерительного прибора представляется разностью между показанием прибора и истинным (действительным) значением измеряемой величины. Показание прибора — значение измеряемой величины, определяемое по отсчетному устройству.
Относительная погрешность δ представляется отношением абсолютной погрешности к истинному (действительному) значению измеряемой величины
Обычно относительная погрешность выражается в процентах.
Приведенная погрешность γ (измерительного прибора) — отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению.
Нормирующее значение в зависимости от типа измерительного прибора принимается равным верхнему пределу измерений, в случае, если нижний предел - нулевое значение односторонней шкалы прибора, а в случае двузначного отсчетного устройства прибора - диапазону измерений.
Абсолютная погрешность СИ можно различить на аддитивную и мультипликативную. В случае, когда реальная характеристика преобразования параллельна номинальной, но сдвинута относительно ее на величину a. Такая погрешность a называется аддитивной, и она не зависит от измеряемой величины.
В случае, когда номинальная функция преобразования имеет вид и также линейную зависимость имеет реальная функция преобразования, при угле больше угла наклона номинальной функции преобразования. В этом случае абсолютная погреашность не остается постоянной — увеличивается с увеличением сигнала на входе средства измерений. Такая погрешность называется мультипликативной погрешностью измерений. Она обычно является следствием изменения чувствительности измерительных преобразователей, входящих в измерительную цепь
Погрешность квантования. Это специфическая разновидность погрешности, возникающая в цифровых приборах и дискретных преобразователях. При плавном изменении входной величины х, например напряжения в пределах от 0 до 5 мВ, цифровой вольтметр с пределом 1000 мВ не может дать других показаний, кроме дискретных значений 0—1—2—3—4 и 5 мВ. Поэтому при возрастании х от 0 до 0,5 мВ прибор, если он хорошо отрегулирован, продолжает показывать х = 0. При превышении значения 0,5 мВ прибор дает показание х = 1 и сохраняет его до х = 1,5 мВ и т. д. Поэтому, хотя его номинальной характеристикой мы считаем прямую 1 (рис. 1.3), его реальная характеристика представляет собой ступенчатую кривую 2. Текущая разность номинальной 1 и реальной 2 характеристик цифрового прибора и составляет погрешность квантования. Границы полосы погрешности квантования показаны на рис. 1.3 штриховыми прямыми, и полоса сохраняет на всем протяжении постоянную ширину, т. е. по форме аналогична полосе погрешностей, представленной на рис. 1.2, а.
Вследствие того, что измеряемая величина х случайным образом может принимать любые промежуточные значения, погрешность квантования также случайным образом принимает значения в интервале от +0 до -0. Поэтому погрешность квантования является инструментальной случайной аддитивной статической погрешностью, так как не зависит ни от текущего значения результата измерения величины х, ни от скорости изменения х во времени.
По характеру изменения результатов при повторных измерениях погрешности разделяются на систематические и случайные. Систематическими называются погрешности, которые при повторных измерениях остаются постоянными или изменяются закономерно, обычно прогрессируя. Постоянные систематические погрешности в случае, когда они известны и значения их в виде поправок указаны в нормативно-технической документации на средство измерений, учитываются в каждом из результатов измерений. При этом поправка на систематическую погрешность, вводимая в результат измерений, равна ей по абсолютному значению и противоположна по знаку. Случайными называются погрешности, изменяющиеся при повторных измерениях непредвиденно (случайным образом). В процессе любого измерения присутствуют многочисленные влияющие величины (наряду с такими важными, как температура, давление, влажность, напряжение электрической цепи), учесть которые практически невозможно, но их совместное воздействие (случайная комбинация воздействий) сказывается на получении результатов измерений, а следовательно, и на погрешности измерений. В связи с этим до проведения измерений предсказать значение случайной погрешности затруднительно. Случайная погрешность в отличие от систематической не может быть исключена из результата измерения, но ее влияние можно уменьшить с помощью многократных измерений искомой величины с последующим определением характеристик случайной погрешности методами математической статистики. Полученные при многократных измерениях результаты рассматриваются как случайные величины.
По условиям проведения измерений погрешности средств измерений подразделяются на основные и дополнительные. Основная погрешность СИ – погрешность средства измерений, применяемого в нормальных условиях, т.е. в условиях, которые определены в НТД не него как нормальные.
Дополнительная погрешность СИ – составляющая погрешности СИ, возникающая дополнительно к основной погрешности вследствие отклонения какой-либо из влияющих величин от нормального ее значения. Деление погрешностей на основные и дополнительные обусловлено тем, что свойства средств измерений зависят от внешних условий.
По характеру возникновения погрешности подразделяются на инструментальные, методические и субъективные. Инструментальная погрешность возникает из-за несовершенства применяемого СИ и из-за несовершенства его отдельных компонентов, т. е. это погрешность самого СИ. Методическая погрешность возникает из-за недостатков используемого метода измерений. Чаще всего это является следствием различных допущений при использовании эмпирических зависимостей между измеряемыми величинами или конструктивных упрощений в приборах, используемых в данном методе измерений. Субъективная погрешность связана с такими индивидуальными особенностями операторов, как внимательность, сосредоточенность, быстрота реакции, степень профессиональной подготовленности. Такие погрешности чаще встречаются при большой доле ручного труда при проведении измерений и почти отсутствуют при использовании автоматизированных средств измерений.