6 Алгоритм обработки многократных измерений

Прямые многократные измерения делятся на равно- и неравноточные.

Равноточными называются измерения, которые проводятся средствами измерений одинаковой точности по одной и той же методике при неизменных внешних условиях. При равноточных измерениях СКО результатов всех рядов измерений равны между собой.

Перед проведением обработки результатов измерений необходимо удостоверится в том, что данные из обрабатываемой выборки статистически подконтрольны, группируются вокруг одного и того же центра и имеют одинаковую дисперсию. Устойчивость изменений часто оценивают интуитивно на основе длительных наблюдений. Однако существуют математические методы решения поставленной задачи – так называемые методы проверки однородности. Применительно к измерениям рассматривается однородность групп наблюдений, необходимые признаки которой состоят в оценке несмещенности средних арифметических и дисперсий относительно друг друга.

Проверка допустимости различия между оценками дисперсий нормально распределенных результатов измерений выполняется с помощью критерия Р.Фишера при наличии двух групп наблюдений и критерия М.Бартлетта, если групп больше.

Задача обработки результатов многократных изменений заключается в нахождении оценки измеряемой величины и доверительного интервала, в котором находится ее истинное значение. Обработка должна проводится в соответствии с ГОСТ 8.207 – 76 ˝ ГСИ. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Общие положения ˝.

Исходной информацией для обработки является ряд из n ( n > 4) результатов измерений x₁, x₂, x₃,…,x_n,из которых исключены известные систематические погрешности, - выборка. Число n зависит как от требований к точности получаемого результата, так и от реальной возможности выполнять повторные измерения.

Последовательность обработки результатов прямых многократных измерений состоит из ряда этапов.

Определение точечных оценок закона распределения результатов измерений. На этом этапе определяются:

• Среднее арифметическое значение x̅ измеряемой величины по формуле:

(16)

• СКП результата измерения S по формуле(17) или (18):

(17)

(18)

• СКП среднего арифметического значения Sx̄ по формуле:

(19)

7 Метрологическое обеспечение

Под метрологическим обеспечением (МО) понимается установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерений. основной тенденцией в развитии МО является переход от существовавшей ранее сравнительно узкой задачи обеспечения единства и требуемой точности измерений к принципиально новой задачи обеспечения качества измерений. Схематически МО представлено на рисунке 11.

Качество измерений – понятие более широкое, чем точность измерений. Оно характеризует совокупность свойств СИ, обеспечивающих получение в установленный срок результатов измерений с требуемыми точность (размером допускаемой погрешностей), достоверностью, правильностью, сходимостью и воспроизводимостью.

Понятие ˝ метрологическое обеспечение ˝ применяется, как правило, по отношению к измерениям (испытанию, контролю) в целом.

При разработке МО необходимо использовать системный подход, суть которого состоит в рассмотрении указанного обеспечения как совокупности взаимосвязанных процессов, объединенных одной целью – достижением требуемого качества измерений. Такими процессами являются:

• установление рациональной номенклатуры измеряемых параметров и оптимальных норм точности измерений при контроле качества продукции и управлении процессами;

• технико-экономическое обоснование и выбор СИ, испытаний и контроля и установление их рациональной номенклатуры;

• стандартизация, унификация агрегатирование используемой контрольно – измерительной техники;

• разработка, внедрение аттестация современных методик выполнения измерения, испытаний и контроля (МВИ);

• поверка, метрологическая аттестация и калибровка контрольно – измерительного и испытательного оборудования (КИО), применяемого на предприятии;

• контроль за производством, состоянием, применением и ремонтом КИО, а также за соблюдением метрологических правил и норм на предприятии;

• участие в разработке и внедрении стандартов предприятия;

• внедрение международных, государственных и отраслевых стандартов, а также иных нормативных документов Госстандарта;

• проведение метрологической экспертизы проектов нормативной, конструкторской и технологической документации;

• проведение анализа состояния измерений, разработка на его основе и осуществление мероприятий по совершенствованию МО;

• обеспечение подготовки работников соответствующих служб и подразделений предприятия к выполнению контрольно – измерительных операций;

Метрологическое обеспечение имеет четыре основы: научную, организационную, нормативную и техническую. Их содержание показано на рисунке 7.

Отдельные аспекты МО рассмотрены в рекомендации МИ 2500-98 «ГСИ. Основное положение метрологического обеспечения на малых предприятиях».

Разработка и проведение мероприятий МО возложено на метрологические службы (МС).

Метрологическая служба – служба, создаваемая в соответствии с законодательством для выполнения работ по обеспечению единства измерений и для осуществления метрологического контроля и надзора.

М Е Т Р О Л О Г И Ч Е С К О Е

О Б Е С П Е Ч Е НИ Е

Научные основы

Метрология

Нормативные основы

Государственная система обеспечения

Единства измерений (ГСИ)

Государственная метрологическая служба

Технические основы

Организационные основы

Ведомственная метрологическая служба

С и с т е м ы:

• Государственных эталонов единиц ФВ;

• Передачи размеров единиц ФВ от эталонов к рабочим СИ;

• Разработки, постановки на производство и выпуска рабочих СИ;

• Государственных испытаний СИ;

• Государственной поверки и калибровки СИ;

• Стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов;

• Стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов.

Рисунок 4 – Основы метрологического обеспечения