Учебное пособие: Основи стандартизації та сертифікації

Вище були детально розглянуті характеристики точності результатів вимірювань. Розглянемо два інших властивості, що визначають якість вимірювань, – збіжність і відтворюваність результатів вимірювань.

Збіжність результатів вимірювань – характеристика якості вимірювань, що відображає близькість один до одного результатів вимірювань однієї і тієї ж величини, виконаних повторно одними і тими ж засобами, одним і тим же методом, в однакових умовах і з однаковою ретельністю.

Кількісна оцінка збіжності може бути дана за допомогою різних показників. Так, в стандартах на методи визначення хімічного складу м'яса збіжність указується в різній формі: при визначенні нітриту за результат аналізу приймають середнє арифметичне з двох паралельних визначень при розбіжності по відношенню до середнього не більше 10% при Р = 0,95; при визначенні азоту різниця між результатами двох визначень, виконаних одночасно або з невеликими проміжками часу одним і тим же хіміком-аналітиком, не повинна перевищувати 0,10 г азоту на 10 г зразка.

Висока збіжність результатів вимірювання дуже важлива при оцінці показників якості товарів, що набувають споживачем у вигляді партії (див. вище приклад з керамічною плиткою).

Відтворюваність результатів вимірювань – повторюваність результатів вимірювань однієї і тієї ж величини, отриманих в різних місцях, різними методами, різними операторами, в різний час, але приведених до одних і тих же умов вимірювань (температурі, тиску, вологості і ін.).

Наприклад, в стандарті на методи визначення щільності молока відтворюваність регламентується в наступній формі: розбіжність, що допускається, між результатами визначення щільності молока одним типом ареометра в різних умовах (в різний час, в різних місцях і різними операторами) не повинно перевищувати 0,8 кг/м3.

У процедурах звірення результатів аналізу якості однотипної продукції в різних лабораторіях рекомендується оцінювати відтворюваність по методиці, викладеній в наступному прикладі.

Номенклатура нормованих метрологічних характеристик СІ визначається призначенням, умовами експлуатації і багатьма іншими чинниками. У СІ, вживаних для високоточних вимірювань, нормується до десятка і більш метрологічних характеристик в стандартах технічних вимог (технічних умов) і ТУ. Норми на основні метрологічні характеристики приводяться в експлуатаційній документації на СІ. Облік всіх нормованих характеристик необхідний при вимірюваннях високої точності і в метрологічній практиці. У повсякденній виробничій практиці широко користуються узагальненою характеристикою – класом точності.

Клас точності СІ – узагальнена характеристика, що виражається межами похибок, що припускаються (основною і додатковою), а також іншими характеристиками, що впливають на точність. Класи точності конкретного типу СІ встановлюють в НД. При цьому для кожного класу точності встановлюють конкретні вимоги до метрологічних характеристик, що в сукупності відображають рівень точності СІ даного класу. Наприклад, для вольтметрів нормують межу основної похибки, що припускається, і відповідні нормальні умови; межі додаткових похибок, що припускаються; межі варіації свідчень, що допускається; неповернення покажчика до нульової відмітки. У плоскопаралельних кінцевих мерів довжини такими характеристиками є межі відхилень, що допускаються, від номінальної довжини і плоскопараллельності; межі зміни довжини, що допускається, протягом року. У мерів електрорушійної сили (нормальних елементів) нормують межі нестабільності, що допускається, ЕДС протягом року.

Позначення класів точності здійснюється таким чином.

Якщо межі основної похибки, що припускається, виражені у формі абсолютної погрішності СІ, то клас точності позначається прописними буквами римського алфавіту. Класам точність, якій відповідають менші межі похибок, що припускаються, привласнюються букви, що знаходяться ближче на початок алфавіту.

Для СІ, межі основної похибки яких, що припускається, прийнято виражати у формі відносної погрішності, позначаються числами, які рівні цим межам, вираженим у відсотках. Так, клас точності 0,001 нормальних елементів свідчить про те, що їх нестабільність за рік не перевищує 0,001%. Позначення класу точності наносять на циферблати, щитки і корпуси СІ, приводять в НД. СІ з декількома діапазонами вимірювань однієї і тієї ж фізичної величини або призначеним для вимірювань різних фізичних величин можуть бути привласнені різні класи точності для кожного діапазону або кожної вимірюваної величини. Так, приладу електровимірювання, призначеному для вимірювань напруги і опору, можуть бути привласнені два класи точності: один як вольтметру, інший як омметру.

Привласнюються класи точності СІ при їх розробці (за наслідками приймальних випробувань). У зв'язку з тим що при експлуатації їх метрологічні характеристики зазвичай погіршуються, допускається знижувати клас. точність за наслідками перевірки (калібрування).

3.  Клас точності дозволяє судити про те, в яких межах знаходиться погрішність вимірювань цього класу. Це важливо знати при виборі СІ залежно від заданої точності вимірювань.

4.  Точність і методика вироблюваних вимірювань вимагає окремого розгляду.

Система відтворення одиниць фізичних величин і передачі інформації про їх розміри всім без виключення СІ в країні складає технічну базу забезпечення єдності вимірювань.

Відтворення одиниць фізичних величин. Відповідно до основним рівнянням вимірювання процедура зводиться до порівняння невідомого розміру з відомим, як яке виступає розмір відповідної одиниці Міжнародної системи. Відтворенням одиниці є сукупність операцій по матеріалізації одиниці фізичної величини з найвищою в країні точністю за допомогою державного еталону або початкового робочого еталону. Розрізняють відтворення основних і похідних одиниць. Розміри одиниць можуть відтворюватися там же, де виконуються вимірювання (децентралізований спосіб), або інформація про них повинна передаватися з централізованого місця їх зберігання або відтворення (централізований спосіб). Децентралізовано відтворюються одиниці багатьох похідних фізичних величин. Основні одиниці зараз відтворюються тільки централізований.

Централізоване відтворення одиниць здійснюється за допомогою спеціальних технічних засобів, званих еталонами. Еталон, що забезпечує відтворення одиниці з найвищою в країні (в порівнянні з іншими еталонами тієї ж одиниці) точністю, називається первинним еталоном. Первинні еталони – це унікальні засоби вимірювань, що часто є складними вимірювальними комплексами, створеними з урахуванням новітніх досягнень науки і техніки на даний період. Еталон, що забезпечує відтворення одиниці в особливих умовах і службовець для цих умов, називається спеціальним еталоном. Офіційно затверджені як початковий для країни первинний або спеціальний еталони називаються державними.

Еталон, одержуючий розмір одиниці шляхом звірення з первинним еталоном даної одиниці, називається вторинним еталоном.

Еталон повинен відповідати трьом основним вимогам:

·  незмінність (здатність утримувати незмінним розмір відтворної ним одиниці протягом тривалого інтервалу часу);

·  відтворюваність (відтворення одиниці з найменшою погрішністю для даного рівня розвитку вимірювальної техніки);

·  слічаємість (здатність не зазнавати змін і не вносити яких-небудь спотворень при проведенні звірень).

Державні еталони є національним надбанням і тому повинні зберігатися в метрологічних інститутах країни в спеціальних еталонних приміщеннях, де підтримується строгий режим по вологості, температурі, вібраціям і іншим параметрам. Для забезпечення єдності вимірювань фізичних величин в міжнародному масштабі велике значення мають міжнародні звірення національних державних еталонів. Ці звірення допомагають виявити систематичні погрішності відтворення одиниці національними еталонами, встановити, наскільки національні еталони відповідають міжнародному рівню, і намітити шляхи вдосконалення національних (державних) еталонів.

У 1998 р. еталонна база Росії була представлена 116 державними еталонами, 250 вторинними еталонами, 70 установками вищої точності і державними стандартними зразками в кількості більше 7500.

Передача розміру одиниці є приведенням розміру одиниці фізичної величини, що зберігається СІ, що повіряється, до розміру одиниці, що відтворної або зберігається еталоном. Передача розміру здійснюється при звіренні цих одиниць. При передачі інформації про розмір одиниць широкого парку СІ доводиться удаватися до багатоступінчастої процедури.

За розміром одиниці, відтворним державним еталоном, встановлюються значення фізичних величин, відтворні вторинними еталонами.

Серед вторинних еталонів розрізняють:

·  еталони-порівняння, вживані для звірення еталонів, які по тих або інших причинах не можуть безпосередньо звірятися один з одним;

·  еталони-свідки, призначені для перевірки збереження і незмінності державного еталону і для заміни його у разі псування або втрати;

·  еталони-копії, використовувані для передачі інформації про розмір одиниці робочим еталонам.

Самим поширеними за чисельністю парка вторинними еталонами є робочі еталони різних розрядів – 1,2, 3-го (іноді 4-го). Від робочих еталонів нижчого розряду розмір передається робочим засобам вимірювання (РЗВ). Число РЗВ по кожному з видів вимірювань досягає сотень тисяч і навіть мільйонів екземплярів (наприклад, термометри, манометри).

РЗВ володіє різною точністю вимірювань найбільш точні РЗВ при перевірці (калібруванню) отримують розмір від вторинних еталонів або робочих еталонів 1-го розряду; найменш точні – від еталонів нижчого розряду (3-го або 4-го).

Як методи передачі інформації про розмір одиниць використовують методи безпосереднього звірення (тобто звірення міри з мірою або свідчень двох приладів), а також звірення за допомогою компаратора.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37