6. алгоритмы обработки многократных измерений;

Многократные измерения – это измерение одной или нескольких величин, выполненное четыре и более раз. Многократное измерение представляет собой ряд однократных измерений. Минимальное число измерений, при котором измерение может считаться многократным, – четыре. Результатом многократного измерения является среднее арифметическое результатов всех проведенных измерений. При многократных измерениях снижается погрешность.

Алгоритм обработки результатов многократных равноточных измерений

Если известна систематическая погрешность, то ее необходимо исключить из результатов измерений.

Вычислить математическое ожидание результатов измерений. В качестве математического ожидания обычно берется среднее арифметическое значений.

Установить величину случайной погрешности (отклонения от среднего арифметического) результата однократного измерения.

Вычислить дисперсию случайной погрешности. Вычислить среднеквадратическое отклонение результата измерения.

Проверить предположение, что результаты измерений распределены по нормальному закону.

Найти значение доверительного интервала и доверительной погрешности.

Определить значение энтропийной погрешности и энтропийного коэффициента.

Обработка многократных измерений

Если проведено N измерений величины R и получены независимые результаты  , каждый из которых содержит систематическую погрешность   и случайную погрешность  и если в качестве оценки измеряемой величины принято среднеарифметическое полученных значений, то ,                             (1) где                                                                                                         (2) Отсюда следует, что измерения с многократными наблюдениями не приводят к изменению систематической погрешности. Отдельные значения случайной погрешности могут иметь разные знаки, поэтому при суммировании некоторые значения могут взаимно компен­сироваться. Можно показать, что дисперсия третьего слагаемого, являющегося случайной погрешностью результата измерений R, уменьшается с ростом N. Пусть результаты измерений подчинены гауссовскому закону, статически независимы и не содержат систематической погрешности, отсюда среднеквадратичное отклонение /СКО/  .                                             (3) При расчетах используют несмещенную оценку .                     (4) Подставим полученную оценку в (3), получим оценку СКО среднеарифметического .                         (5) Среднеарифметическое абсолютное и относительное отклонения получаем: .                                         (6)

7. Понятие метрологического обеспечения

Метрологическое обеспечение (МО) – 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 узкой задачи обеспечения единства и требуемой точности измерений к новой задаче обеспечения качества измерений.

Понятие «метрологическое обеспечение» применяется по отношению к измерениям (испытанию, контролю) в целом. В то же время допускают использование термина «метрологическое обеспечение технологического процесса (производства, организации)», подразумевая при этом МО измерений (испытаний или контроля) в данном процессе, производстве, организации.

Объектом МО являются все стадии жизненного цикла изделия (продукции) или услуги.

Жизненный цикл – совокупность последовательных взаимосвязанных процессов создания и изменения состояния продукции от формулирования исходных требований к ней до окончания эксплуатации или потребления.

На стадии разработки продукции для достижения высокого качества изделия производится выбор контролируемых параметров, норм точности, допусков, средств измерения, контроля и испытания.

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:

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

2) технико-экономическое обоснование и выбор СИ, испытаний и контроля и установление их рациональной номенклатуры.

3) стандартизация, унификация и агрегатирование используемой контрольно-измерительной техники;

4) разработка, внедрение и аттестация современных методик выполнения измерения, испытаний и контроля;

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

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

7) участие в разработке и внедрении стандартов предприятия;

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

9) проведение метрологической экспертизы проектов нормативной, конструкторской и технологической документации.

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

11) подготовка работников соответствующих служб и подразделений предприятия к выполнению контрольно – измерительных операций.

Метрологическое обеспечение имеет четыре основы: научную, организационную, нормативную, техническую.

Разработка и проведение мероприятий МО возложены на метрологические службы. Метрологическая служба – служба, создаваемая в соответствии с законодательством для выполнения работ по обеспечению единства измерений и осуществления метрологического контроля и надзора.

8.Организационные, научные и методические основы метрологического обеспечения Организационные основы метрологического обеспечения

К организационным службам метрологического обеспечения относятся Государственная метрологическая служба и Ведомственная метрологическая служба:

1. Государственная метрологическая служба (ГМС) несет ответственность за метрологическое обеспечение измерений в стране на межотраслевом уровне и осуществляет государственный метрологический контроль и надзор. В состав ГМС входят:

– государственные научные метрологические центры, метрологические научно-исследовательские институты, несущие в соответствии с законодательством ответственность за создание, хранение и применение государственных эталонов и разработку нормативных документов по обеспечению единства измерений в закрепленном виде измерений;

– органы ГМС на территории республик в составе РФ, автономной области, автономных округов, краев, областей, городов Москвы и Санкт-Петербурга. Основная деятельность органов ГМС направлена на обеспечение единства измерений в стране. Она включает создание государственных и вторичных эталонов, разработку систем передачи размеров единиц ФВ рабочим СИ, государственный надзор за производством, состоянием, применением, ремонтом СИ, метрологическую экспертизу документации и важнейших видов продукции, методическое руководство МС юридических лиц. Руководство ГМС осуществляет Госстандарт;

2. Ведомственная метрологическая служба

В соответствии с Законом «Об обеспечении единства измерений» на предприятии для обеспечения МО может быть организована метрологическая служба во главе с представителем администрации, обладающим соответствующими знаниями и полномочиями. при выполнении работ в следующих сферах. Создание метрологической службы является обязательным:

– здравоохранение, ветеринария, охрана окружающей среды, обеспечение безопасности труда;

– торговые операции и взаимные расчеты между покупателем и продавцом, в том числе операции с применением игровых автоматов и устройств;

– государственные учетные операции;

– оборона государства;

– геодезические и гидрометеорологические работы;

– банковские, налоговые, таможенные и почтовые операции;

– производство продукции, поставляемой по контрактам для государственных нужд в соответствии с законодательством РФ;

– испытания и контроль качества продукции в целях определения соответствия обязательным требованиям государственных стандартов РФ;

– обязательная сертификация продукции и услуг;

– измерения, проводимые по поручению органов суда, прокуратуры, арбитражного суда, государственных органов управления РФ;

– регистрация национальных и международных спортивных рекордов.

3. Метрологическая служба государственного органа управления может включать:

– структурные подразделения главного метролога в центральном аппарате государственного органа;

– головные и базовые организации метрологических служб в отраслях и подотраслях, назначаемые органом управления;

– метрологическая служба предприятий, объединений, организаций и учреждений.

Научные и методические основы метрологического обеспечения

Государственные научные метрологические центры (ГНМЦ) образуются из числа находящихся в ведении Госстандарта предприятий и организаций или их структурных подразделений, выполняющих работы по созданию, совершенствованию, хранению и применению государственных эталонов единиц величин, а также ведущих разработку нормативных документов по обеспечению единства измерений и имеющих высококвалифицированные научные кадры.

Присвоение конкретному предприятию, организации статуса ГНМЦ не изменяет формы собственности и организационноправовой формы, а означает отнесение их к категории объектов, предполагающей особые формы государственной поддержки. Основные функции ГНМЦ:

1) создание, совершенствование, хранение и применение государственных эталонов единиц величин;

2) выполнение фундаментальных и прикладных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в области метрологии, в том числе по созданию уникальных опытно-экспериментальных установок, шкал и исходных мер для обеспечения единства измерений;

3) передача размеров единиц величин от государственных эталонов исходным;

4) проведение государственных испытаний средств измерений;

5) разработка оборудования, необходимого для оснащения органов ГМС;

6) разработка и совершенствование научных, нормативных, организационных и экономических основ деятельности по обеспечению единства измерений в соответствии со специализацией;

7) взаимодействие с метрологической службой федеральных органов исполнительной власти, предприятий и организаций, являющихся юридическими лицами;

8) информационное обеспечение предприятий и организаций по вопросам единства измерений;

9) проведение экспертизы разделов МО федеральных и иных программ;

10) проведение метрологической экспертизы и измерений по поручению органов суда, прокуратуры, арбитражного суда и федеральных органов исполнительной власти;

11) подготовка и переподготовка высококвалифицированных кадров;

12) участие в сличении государственных эталонов с Национальными эталонами других стран, разработке международных норм и правил.

В области научных и методических основ метрологического обеспечения Госстандарт России организует:

1) выполнение научно-исследовательских и опытно – конструкторских работ в закрепленных областях деятельности, а также устанавливает правила проведения работ по стандартизации, метрологии, сертификации и аккредитации, государственному контролю и надзору в подведомственных областях, осуществляет методическое руководство этими работами;

2) осуществляет методическое руководство обучением в областях стандартизации, метрологии и сертификации, определяет требования к уровню квалификации и компетентности персонала; организует подготовку, переподготовку и повышение квалификации специалистов.