. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ по курсу «Метрологическое обеспечение производств, измерений и испытаний продукции»

ТЕМА 1 ПЗ Последовательность выполнения измерений

Первый этап. Подготовка к измерениям Устранение источников систематических погрешностей

Второй этап. Проведение измерений Экспериментальное исключение систематических погрешностей

Третий этап. Обработка результатов измерений Исключение известных систематических погрешностей Введение поправок

Четвертый этап. Запись результатов измерений и характеристик погрешностей Анализ полученных данных

Завершение процесса измерения. Анализ полученных данных МИ ГСИ. Результаты и характеристики погрешностей измерений. Формы представления. Способы использования при испытаниях образцов продукции и контроле их параметров

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1 Чем определяется необходимость соблюдения определенной последовательности действий в измерении. 2 Как устраняются систематические погрешности. 3 Что такое «введение поправок». 4 В чем состоит анализ полученных данных. 5 Какие нормативные документы и их краткое содержание используются в определении последовательности выполнения измерений.

ТЕМА 2 ПЗ Правила записи и округления чисел. Запись результата измерений.

Модель погрешности измерения изм. = инстр. + мет +. опер. + обр.

Расчетная формула для определения погрешности измерения Погрешность измерения:

Запись и округление чисел Значащие цифры данного числа – это все цифры от первой слева, не равной нулю, до последний записанной цифры. При этом нули, следующие из множителя 10 n не учитываются

Примеры записи и округления чисел Примеры: Число 15,0 имеет 3 значащие цифры Число 40 имеет 2 значащие цифры Число имеет 2 значащие цифры Число 0,542 имеет 3 значащие цифры Число 0,0054 имеет 2 значащие цифры

Запись и округление чисел Следует различать записи 2,4 и 2,40 Запись 2,4 означает, что верны только цифры целых и десятых (число может быть 2,43) Запись 2,40 означает, что верны и сотые доли числа (число может быть 2,403)

Запись и округление чисел Запись 382 означает, что все цифры верны, но если за последнюю цифру ручаться нельзя, то должно быть записано 3,8 10 2

Запись и округление чисел Если в числе 3825 верны лишь две последние цифры, то должно быть записано ,8 10 3

Запись и округление чисел Округление числа представляет собой отбрасывание значащих цифр справа до определенного разряда с возможным изменением цифры этого разряда Пример: Округление числа 128,5425 до четырех значащих цифр 128,5

Запись и округление чисел Если первая из отбрасываемых цифр меньше 5, то последняя сохраняемая цифра не меняется Пример: Округление числа 15,23 до трех значащих цифр – 15,2

Запись и округление чисел Если первая из отбрасываемых цифр равна или больше 5, то последняя сохраняемая цифра увеличивается на единицу Пример: Округление числа 0,145 до двух значащих цифр – 0,15. Округление числа 0,143 до двух значащих цифр – 0,14.

Округление чисел Целые числа округляются по тем же правилам, что и дробные Пример: Округление числа до двух значащих цифр –

Округление чисел Округление чисел – результатов измерений, следует проводить только в конечном результате. В промежуточных измерениях и вычислениях не стоит делать округления, т.к. это может внести очень большую погрешность в результат измерений

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1 Чем определяется необходимость определенного порядка записи чисел. 2 Что дает округление чисел. 3 Каков порядок округления чисел. 4 Чем определяется порядок записи результата измерений. 5 Каков порядок записи результата измерений.

ТЕМА 3 ПЗ Факторы, влияющие на результат измерения. Оценивание погрешностей измерений.

ФАКТОРЫ ВЛИЯНИЯ Погрешность измерения обусловлена рядом влияющих факторов. При анализе полноты требований к этим факторам, следует учитывать, что погрешность зависит от свойств применяемых СИ, способов и методов их использования, правильности калибровки и поверки СИ, условий, в которых производится измерение, скорости (частоты) изменения измеряемых величин, алгоритмов вычислений, погрешности, вносимой оператором, и др.

РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ Учитывая выше изложенное, можно принять следующую модель погрешности измерения с применением СИ где - инструментальная составляющая погрешности измерения; - методическая составляющая погрешности измерения; - погрешность, обусловленная квалификацией оператора; - составляющая погрешности измерения, обусловленная алгоритмом обработки результатов, использованием стандартных справочных данных и физических постоянных.

Пример оценивания погрешности однократного измерения Измерение падения напряжения на участке цепи осуществляется вольтметром В3-49 с диапазоном измерения от 10 мВ до 100 В. Стрелка вольтметра остановилась против цифры 40 В. Основная погрешность вольтметра в процентах от показания прибора не превышает. Температурная погрешность и погрешность от нестабильности напряжения и частоты не превышают половины основной. Среднее квадратическое отклонение не превышает одной пятой основной погрешности.

ПРОДОЛЖЕНИЕ Оценить суммарную погрешность измерения падения напряжения при доверительной вероятности P=0,95. Основная погрешность в данном случае равна: в относительной форме в абсолютной форме

ПРОДОЛЖЕНИЕ Дополнительные погрешности от непостоянства температуры, напряжения питания и частоты равны: Суммарная неисключенная систематическая погрешность измерения равна: Доверительные границы случайной составляющей погрешности измерения для доверительной вероятности 0,95 равны:

ПРОДОЛЖЕНИЕ Погрешность измерения падения напряжения вольтметром В3-49 равна: Коэффициент k1=0,8 т.к. = 6,5 и доверительная вероятность Р=0,95. Окончательный результат может быть представлен в виде:

Выбор средств измерений Выбор проводится с учетом условий измерений и эксплуатации. Основным является выбор СИ по точности. В соответствии с рекомендациями метрологии СИ должно иметь значение абсолютной погрешности в 3 – 5 раз меньшее установленного допуска на объект измерения.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1 Что влияет на результат измерений. 2 Дайте понятие термина «фактор влияния». 3 Чем определяется необходимость оценивания погрешности измерений. 4 Какие составляющие погрешности целесообразно учитывать. 5 Опишите процедуру «оценивание погрешности измерений».

ТЕМА 4 ПЗ Законодательный принцип управления деятельностью по обеспечению единства измерений. Деятельность метрологической службы. Роль Гл. метролога. Санкции за нарушение метрологических норм.

Основы законодательного принципа управления деятельностью по обеспечению единства измерений КОНСТИТУЦИЯ РФ, cт.71 В ведении РФ находятся: стандарты, эталоны, метрическая система и исчисление времени ЗАКОН РФ "ОБ ОБЕСПЕЧЕНИИ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ" Государственное управление деятельностью по обеспечению единства измерений осуществляет Ростехрегулирование

ПРОДОЛЖЕНИЕ –Установлены правовые основы обеспечения единства измерений в РФ –"ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ" отнесено к основным направлениям деятельности государства, т.е. определено как государственная функция –Обеспечена защита от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений

ПРОДОЛЖЕНИЕ –Введено государственное управление деятельностью по обеспечению единства измерений –Определены сферы государственного управления и рыночного регулирования –Установлены государственные требования, нормы, правила и регламент для метрологической деятельности –Введена уголовная, административная, гражданско-правовая ответственность за нарушение положений Закона

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ МС Осуществляется в соответствии с Законом РФ «Об обеспечении единства измерений», а также – Федерального закона «О техническом регулировании». Деятельность МС конкретизирована в ПР «ГСИ. Типовое положение о метрологической службе государственных органов управления РФ и юридических лиц».

Основные задачи метрологической службы обеспечение единства и требуемой точности измерений, повышение уровня и развитие техники измерений в объединениях, на предприятиях; определение основных направлений деятельности и выполнение работ по метрологическому обеспечению исследований, разработки, производства, испытаний и эксплуатации продукции или иных областей деятельности; внедрение современных методов и средств измерений, автоматизированного контрольно- измерительного оборудования, информационно- измерительных систем и комплексов (далее - средств измерений), эталонов, применяемых для калибровки средств измерений;

ОСНОВНЫЕ ПРАВА И ОБЯЗАННОСТИ Гл. МЕТРОЛОГА Организует работу по метрологическому обеспечению измерений, контроля и испытаний в разработке, производстве, испытаниях и эксплуатации выпускаемой предприятием продукции. Обеспечивает составление локальных поверочных схем, установление оптимальной периодичности и разработку календарных графиков поверки и калибровки средств измерений. Возглавляет работу по проведению метрологической экспертизы технической документации.

ПРОДОЛЖЕНИЕ осуществление метрологического контроля путем калибровки средств измерений, проверки своевременности представления средств измерений на испытания в целях утверждения типа, а также на поверку; осуществление надзора за состоянием и применением средств измерений, аттестованными методиками выполнения измерений, эталонами единиц величин, применяемыми для калибровки средств измерений, соблюдением метрологических правил и норм, нормативных документов по обеспечению единства измерений.

ПРОДОЛЖЕНИЕ Организует подготовку технических заданий на проектирование и разработку средств измерений специального назначения. Организует работу по повышению квалификации работников метрологической службы. Руководит работниками предприятия, осуществляющими метрологический контроль и метрологическое обеспечение производства.

ПРОДОЛЖЕНИЕ Обеспечивает внедрение современных методов и средств измерений, а также проведение работ по оценке погрешностей измерений. Организует работу по анализу состояния измерений, контроля и испытаний. Осуществляет контроль за оснащением технологического процесса необходимыми средствами измерений.

ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ЗА НАРУШЕНИЕ ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВА В ОБЛАСТИ ОЕИ Ст. 25 Закона РФ «Об обеспечении единства измерений»: Юридические и физические лица, а также государственные органы управления Российской Федерации, виновные в нарушении положений настоящего Закона, несут в соответствии с действующим законодательством уголовную, административную либо гражданско-правовую ответственность.

ПРОДОЛЖЕНИЕ Ст , п. 3 Кодекса РФ об административных правонарушениях: Нарушение правил поверки средств измерений, требований аттестованных методик выполнения измерений, требований к состоянию эталонов, установленных единиц величин или метрологических правил и норм в торговле, а равно выпуск, продажа, прокат или применение средств измерений, типы которых не утверждены, либо применение неповеренных средств измерений влечет наложение административного штрафа на должностных лиц в размере от пяти до десяти минимальных размеров оплаты труда; на юридических лиц от пятидесяти до ста минимальных размеров оплаты труда.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1 Чем определяется необходимость введения законодательного принципа управления деятельностью по обеспечению единства измерений. 2 Изложите принципы законодательного управления деятельностью по обеспечению единства измерений. 3 Опишите Государственную Систему обеспечения единства измерений (ГСИ). 4 Изложите основные цели и задачи метрологических служб юридических лиц. 5 Какая установлена ответственность за нарушение метрологических норм.

ТЕМА 5 ПЗ Взаимодействие метрологической службы с системой менеджмента качества на предприятии.

ТРЕБОВАНИЯ ИСО 9001 к МС 7.6 Управление контрольными и измерительными приборами Организация должна установить контроль и измерения, которые предстоит осуществлять, а также определить контрольные и измерительные приборы, необходимые для обеспечения свидетельства соответствия продукции установленным требованиям.

ВЕЛИЧИНЫ; ЕДИНИЦЫ; ПРИНЦИПЫ; СИ; МЕТОДЫ; ПОГРЕШНОСТИ; МЕТОДОЛОГИЯ НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ МЕТРОЛОГИЧЕСКО Е ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ИНЖЕНЕРНЫЕ ОСНОВЫ ПРАВОВЫЕ ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ СИ; ВЫБОР И ПРИМЕНЕНИЕ НОРМ; ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ИЗМЕРЕНИЙ ЗАКОН РФ «Об обеспечении единства измерений», РЕГЛАМЕНТЫ, ПОДЗАКОННЫ Е АКТЫ СИСТЕМА МЕНЕДЖМЕНТА КАЧЕСТВА; ПРИНЦИПЫ И ДОКУМЕНТИРУЕМЫЕ ПРОЦЕДУРЫ ИСО 9000; ПРОЦЕССНЫЙ ПОДХОД АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОС ТИ ИСПОЛЬЗОВАН ИЯ ОСНОВ МЕТРОЛОГИИ ВНУТРЕННИЙ МЕТРОЛОГИЧЕСК ИЙ КОНТРОЛЬ И НАДЗОР ГОСУДАРСТВЕНН ЫЙ МЕТРОЛОГИЧЕСК ИЙ КОНТРОЛЬ И НАДЗОР АУДИТ Метрологическая служба

Мониторинг и измерения по ИСО 9001: Измерение, анализ и улучшение 8.2. Мониторинг и измерение Удовлетворенность потребителей Внутренние аудиты (проверки) Мониторинг и измерение процессов Контролирование и измерение продукции 8.3. Управление несоответствующей продукцией 8.4. Анализ данных 8.5. Улучшение Постоянное улучшение Корректирующие действия Предупреждающие действия

Мониторинг и измерения по ИСО 9001:2000 НЕОБХОДИМО ИЗМЕРЯТЬ И КОНТРОЛИРОВАТЬ (с целью продемонстрировать эффективность процессов СМК): удовлетворенность потребителей (информация обратной связи, о потребностях рынка, о конкуренции и т.п.); достижение цели как вывод аудита (точность измерений и контроля, затраты на качество, эффективность использования ресурсов, эффективность процессов, статистический контроль, информационные технологии, мотивация, в т.ч. удовлетворенность персонала); процессы СМК для достижения запланированных результатов (их скорость, точность, производительность, надежность и т.п.); продукцию (традиционно).

Мониторинг и измерения по ИСО 9001:2000 Измерение, являясь эмпирическим процессом, приобретает к тому же теоретический характер. Появляются новые объекты измерений, которые имеют нетрадиционные свойства. Оценка свойств объектов может носить знаковый характер. Сравнение объектов осуществляется не только на основе количественных характеристик. Возникает необходимость введения новых величин и их единиц. Что, чем и как измерять приобретает новый смысл и содержание !

СХЕМА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПРОЦЕССОВ

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1 Что определяет необходимость взаимодействия МС и СМК. 2 Опишите основные направления деятельности МС. 3 Представьте требования МС ИСО 9000 к измерениям. 4 Какова роль измерений в обеспечении качества. 5 В чем состоит взаимодействие МС и СМК.