2015-01-30
709
Процедура сертификации включает в себя следующие этапы:
– подачу заявки на сертификацию;
– принятие решения по заявке;
– отбор, идентификацию образцов и их испытания;
– оценку производства;
– анализ полученных результатов и принятие решения о возможности выдачи сертификата;
– выдачу сертификата соответствия;
– инспекционный контроль за продукцией;
– корректирующие мероприятия.
Глава 3. ИЗМЕРЕНИЯ
3.1 Виды измерений и контроля.
Любое измерение по шкале отношений состоит в сравнении неизвестного размера с известным и выражении первого через второй в кратном или дольном отношении. Таких измерений каждому человеку приходится делать в жизни бесчисленное множество. Сравнивая в уме высоту людей с представлением о единице длины в Международной системе, мы измеряем их рост на глаз с точностью до нескольких сантиметров. Легко можем определить, с какой примерно скоростью движется автомобиль. Результаты подобных измерений в значительной мере зависят от квалификации тех, кто их выполняет. Штангист, например, довольно точно устанавливает массу поднимаемой штанги, врач на ощупь измеряет температуру больного с точностью до десятых долей Кельвина. Во всех этих случаях информация о размерах тех или иных физических величин, доставляемая с помощью органов чувств, сравнивается с представлением о соответствующих единицах, и неизвестные размеры выражаются через эти единицы в кратном или дольном отношении.
Измерения, основанные на использовании органов чувств человека (осязания, обоняния, зрения, слуха и вкуса), называются органолептическими. Они широко применяются не только в обиходе, но и в некоторых областях науки и техники (например, при визуальной топографической съемке местности).
Природа в разной степени наделила людей способностями к органолептическим измерениям по шкале отношений. Частоту звуковых колебаний, например, могут определить лишь те немногие, кто обладает абсолютным слухом. Большинство же воспринимает разность звуковых частот в тонах и полутонах, т. е. способно к измерению частоты звука только по шкале интервалов. Измерения по шкале интервалов, будучи менее совершенными, чем по шкале отношений, могут выполняться и без участия органов чувств. Измерение времени, например, или гравитации (космонавтами) основываются на ощущениях. Еще менее совершенные измерения по шкале порядка строятся на впечатлениях. К ним относятся конкурсы мастеров искусств (скульпторов, художников, поэтов, композиторов), соревнования спортсменов по фигурному катаниюнаконьках и т. п. Измерения, основанные на интуиции, называются эвристическими. При всех таких измерениях, кроме ранжирования (расстановки измеряемых величин в порядке убывания или возрастания их размеров) широко применяется способ по парного сопоставления, когда измеряемые величины сначала сравниваются между собой попарно и для каждой пары результат сравнения выражается в форме «больше—меньше» или «лучше—хуже». Затем ранжирование производится на основании результатов по парного сопоставления.
Психологами доказано, что по парное сопоставление лежит в основе любого выбора. Сравнить между собою два размера по шкале порядка всегда легче, чем сразу устанавливать значения измеряемых величин по шкале отношений. Поэтому настройщики музыкальных инструментов пользуются сначала камертоном, а потом ведут настройку, измеряя высоту тона (частоту звука) по шкале интервалов.
Вследствие своих индивидуальных особенностей одни люди дают постоянно завышенные результаты измерений, а другие — постоянно заниженные. Чтобы избежать ошибок, вызванных этой причиной, прибегают к услугам нескольких специалистов — экспертов. Усреднение результатов, получаемых независимо каждым из них при измерении одной и той же величины, позволяет повысить объективность результата такого многократного измерения. Экспертный метод широко применяется в квалиметрии, спорте, искусстве, медицине, гуманитарных науках — везде, где применение более совершенных методов невозможно, либо трудно, дорого и нецелесообразно.
Человек является высокосовершенным «средством измерений». Однако вполне объективными могут считаться только измерения, выполняемые без участия человека.
Измерения, выполняемые с помощью специальных технических средств, называются инструментальными. Среди них могут быть автоматизированные и автоматические. При автоматизированных измерениях роль человека полностью не исключена. Он может. например, проводить съем данных с отсчетного устройства измерительного прибора (шкалы со стрелкой или цифрового табло) вести их регистрацию в журнале, обрабатывать в yмe или с помощью вычислительных средств. На качество всех этих операций влияет настроение человека, степень его сосредоточенности, серьезности, меры ответственности за порученное дело, уровень профессиональной подготовки. Таким образом, элемент субъективности при автоматизированных измерениях остается.
Автоматические измерения выполняются без участия человека. Результат их представляется в форме документа и является совершенно объективным. Однако стоимость такого результата обычно велика, и целесообразность автоматизации измерений всегда должна быть экономически обоснована.
3.2 Классификация методов измерений, методики проведения измерений.
Различают два основных метода прямых измерений-метод непосредственной оценки и метод сравнения с мерой. Методом непосредственной оценки называют такой, при котором значение измеряемой величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия, например измерение напряжения вольтметром. Методом сравнения с мерой называют такой, при котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой, например измерение постоянного напряжения с помощью потенциометра сравнением с э. д. с. нормального элемента, Метод сравнения с мерой по сравнению с методом непосредственной оценки, как правило, более трудоемок, но часто обеспечивает более высокую точность.
Метод сравнения с мерой имеет следующие разновидности:
1. Метод противопоставления, при котором измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют па прибор сравнения, с помощью которого устанавливается соотношение между этими величинами. Классическим примером этого метода является измерение массы на равноплечих весах с помещением измеряемой массы и уравновешивающих гирь на двух чашках весов.
2. Дифференциальный метод, при котором на измерительный прибор воздействует разность измеряемой величины и известной величины, воспроизводимой мерой, например измерение постоянного напряжения путем его сравнения с помощью дифференциального вольтметра с известным напряжением меры.
3. Нулевой метод, при котором результирующий эффект воздействия величин на прибор сравнения доводится до нуля, например измерение сопротивления резистора мостом с полным его уравновешиванием.
4. Метод замещения, при котором измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой, например измерение затухания аттенюатора методом последовательного замещения затуханием образцового аттенюатора.
5. В практике измерений часто используется метод совпадений, представляющий собой разновидность метода сравнения с мерой, при котором разность значений измеряемой величины и величины, воспроизводимой мерой, определяют, используя совпадения отметок шкал или периодических сигналов. Например, измерение частоты методом сравнения с мерой по фигурам Лиссажу при использовании в качестве прибора сравнения электронно-лучевого осциллографа или измерение длины с помощью штангенциркуля с нониусом путем наблюдения совпадения отметок на шкалах штангенциркуля и нониуса.
Измерения по точности делят на три группы.
1. Измерения максимально возможной точности, достижимой при существующем уровне техники. Это эталонные измерения и измерения физических констант.
2. Контрольно-поверочные измерения, погрешность которых не должна превышать некоторое заданное значение. К этой группе относятся измерения, выполняемые службами надзора и заводскими измерительными лабораториями, осуществляющими контроль за измерительной техникой. Измерения производят такими средствами, которые гарантируют погрешность результата, не превышающую заданную величину.
3. Технические измерения, при которых погрешность результата определяется характеристиками средств измерений.
По способу получения результата различают прямые, косвенные, совокупные и совместные измерения.
Прямыми измерениями называют такие, при которых искомое значение физической величины находят непосредственно из опытных данных. Например, измерение электрического тока с помощью амперметра.
Косвенные измерения — такие, при которых искомое значение физической величины У находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами Xi, Xg,..., Хn, подвергаемыми прямым измерениям. В результате измерения искомая величина находится путем расчета по формуле У = F (Xi, Xg,..., Хn). Например, при измерении мощности с помощью амперметра и вольтметра ток / и напряжение U измеряют прямым методом, а мощность Р вычисляют по формуле Р = U I. В этом примере используется два измерительных прибора; их может быть и больше.
Совокупными измерениями называют измерения нескольких одноименных величин, производимые одновременно, при которых искомые значения величин находят решением системы уравнений, получаемых при прямых измерениях различных сочетаний этих величин. Например, измерения, при которых значения сопротивлений отдельных резисторов набора находят по известному сопротивлению одного из них и по результатам прямых сравнений сопротивлений различных сочетаний резисторов.
Совместными измерениями называют производимые одновременно измерения двух или нескольких неодноименных величин для нахождения зависимости между ними. Например, сопротивление при температуре 20° С и температурные коэффициенты измерительного резистора находят по данным прямых измерений его сопротивления при различных температурах.
По способу выражения результатов различают абсолютные и относительные измерения.
Абсолютными называют измерения, основанные на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и использовании значений физических констант. Например, измерение силы тока в амперах (кратных или дольных единицах ампера), поскольку ампер является основной единицей (величиной) Международной системы СИ.
Относительными называют измерения отношения физической величины к одноименной, играющей роль единицы, или измерения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную. Например, измерение коэффициента передачи четырехполюсника на разных частотах по отношению к максимальному значению этого коэффициента на некоторой частоте.
По характеру зависимости измеряемой величины от времени измерения делятся на статические, при которых измеряемая величина остается постоянной, и динамические, при которых она меняется.
3.3 Поверочные схемы.
Как уже указывалось, исходная информация о размерах единиц содержится в ГОСТ 8.417—81. Как и любая другая информация, она может передаваться письменно или устно, с помощью технических средств (например, радио, телевидения, телетайпа) или без них. Опосредованно она содержится в конструкторской документации, поступающей на заводы-изготовители средств измерений. При выпуске средств измерений в обращение информация о размере соответствующей единицы СИ оказывается заложенной либо в номинальное значение меры, либо в значения отметок на шкале отсчетного устройства, либо в градуировочных таблицах, графиках и т. п. В таком виде эта информация хранится средствами измерений на протяжении всего периода их эксплуатации. Правильность и точность заложенной в средства измерений информации о размере единиц устанавливается на государственных испытаниях образцов средств измерений, предназначенных для серийного производства, или при метрологической аттестации таких средств измерений, которые выпускаются единичными экземплярами, либо являются уникальными. Сохранность этой информации контролируется при первичной и всех последующих поверках средств измерений.
Использовать для градуировки, аттестации и поверки средств измерений непосредственно государственные первичные эталоны нельзя. Эти эталоны являются национальным достоянием, ценностями особой государственной значимости. Их хранят в метрологических институтах страны в специальных так называемых эталонных помещениях, где поддерживается строгий режим по влажности, температуре, вибрациям и другим влияющим величинам. Для обслуживания государственных эталонов из числа ведущих специалистов-метрологов назначаются ученые — хранители эталонов, облеченные особыми полномочиями. Используются государственные эталоны для воспроизведения единиц и передачи информации об их размерах достаточно редко, с соблюдением мер предосторожности, исключающих выход эталонов из строя. Таким образом, производительность их невелика, и для передачи информации о размере единиц обширному парку средств измерений приходится прибегать к многоступенчатой процедуре, схема которой показана на рис. 1.
По размеру единицы, воспроизводимому государственным эталоном, устанавливаются значения физических величин, воспроизводимые вторичными эталонами. Среди вторичных эталонов различают: эталоны сравнения, применяемые для сличения эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличимы друг с другом, и эталоны-копии, используемые для передачи информации о размере единицы рабочим эталонам (рабочим называется эталон, от которого непосредственно получают информацию о размере единицы нижестоящие по схеме технические средства). Наименования эталонов с указанием стандартного отклонения случайного результата воспроизведения ими единицы физической величины, заключенные в прямоугольные рамки, размешаются в верхней части схемы, в так называемом поле эталонов.
Рис1. Передача информации о размере единицы (вариант):
1 — государственный первичный или специальный эталон; 2—эталон свидетель; 3—эталон копия; 4— эталон сравнения; 5—рабочие эталоны; б—средства передачи информации о размере единицы; 7—средства измерений; 8— методы передачи информации о размере единицы.
Средства, предназначенные для дальнейшей передачи информации о размере единицы, расположены на рис. 49 под полем эталонов. Принято называть их образцовыми средствами измерений. Такое название нельзя признать удачным, так как, во-первых, процедура передачи информации о размере единицы, как уже говори лось, не соответствует определению измерения; а во-вторых применение для практических измерений средств передачи информации о размере единицы, как и эталонов, запрещено. По точности эти средства подразделяются на несколько разрядов. Средства наивысшей точности относятся к первому разряду, меньшей – ко второму, еще меньшей — к третьему и т. д. Характеристики точности, например, стандартное отклонение передаваемого размера, обусловленное свойствами средства передачи информации о нем, указываются в прямоугольной рамке под наименованием самого средства. Номенклатура и количество этих средств должны обеспечить передачу информации о размере единицы всем без исключения средствам измерений, которым это необходимо. В число последних не входят, например, промежуточные измерительные преобразователи, хотя, как и любые другие средства измерении они подлежат обязательной поверке. Из этого примера видно, что поверка и передача информации о размере единицы — не одно и то же. Поэтому выражение «поверочная схема» применительно к схеме передачи информации о размере единицы является неудачным.
Средства измерений располагаются в нижнем поле на рис. 49 в порядке (слева направо) понижения их точности. Класс точности, или стандартное отклонение результата измерения, обусловленное свойствами средства измерений, указываются в одной рамке с наименованием. Для передачи информации о размере единицы средства измерений использовать нельзя.
Следует подчеркнуть условность различия между средствами измерений и средствами передачи информации о размере единицы. Лишь в немногих случаях последние заранее проектируются и выпускаются как таковые. Чаще в качестве них аттестуются обычные средства измерений, отличающиеся высокой стабильностью и воспроизводимостью показаний, с тщательно изученными и по возможности улучшенными метрологическими характеристиками.
Схемы, регламентирующие передачу информации о размере единицы всему парку средств измерений в стране, называются государственными; охватывающие только средства измерений, находящиеся в обращении в отдельном министерстве или ведомстве, — ведомственными; распространяющиеся на средства измерений, закрепленные за конкретным метрологическим органом, — локальными. Ведомственная схема, как правило, возглавляется рабочим эталоном, а локальная — средством передачи информации о размере единицы, называемым исходным. И та и другая входят составной частью в государственную схему, возглавляемую государственным эталоном.
