По способу измерения

Погрешность прямых измерений - вычисляются по формуле

где: t = Sxαs; Sx — Средняя квадратическая погрешность среднего арифметического, а αs — коэффициент Стьюдента, а А — число, численно равное половине цены деления измерительного прибора.

Погрешность косвенных воспроизводимых измерений — погрешность вычисляемой (не измеряемой непосредственно) величины:

Если F = F(x1,x2...xn), где xi — непосредственно измеряемые независимые величины, имеющие погрешность Δxi, тогда:

Погрешность косвенных невоспроизводимых измерений - вычисляется по принципу прямой погрешности, но вместо xi ставится значение полученное в процессе расчётов.

44. Погрешность измерения — оценка отклонения измеренного значения величины от её истинного значения. Погрешность измерения является характеристикой (мерой) точности измерения.

Случайная погрешность — погрешность, меняющаяся (по величине и по знаку) от измерения к измерению. Случайные погрешности могут быть связаны с несовершенством приборов (трение в механических приборах и т. п.), тряской в городских условиях, с несовершенством объекта измерений (например, при измерении диаметра тонкой проволоки, которая может иметь не совсем круглое сечение в результате несовершенства процесса изготовления), с особенностями самой измеряемой величины (например при измерении количества элементарных частиц, проходящих в минуту через счётчик Гейгера).

Вероятно:

45. Средство измерений — техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени. Законом РФ «Об обеспечении единства измерений» средство измерений определено как техническое средство, предназначенное для измерений. Формальное решение об отнесении технического средства к средствам измерений принимает Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии.

По техническому назначению:

мера физической величины — cредство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью;

измерительный прибор — средство измерений, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне;

измерительный преобразователь — техническое средство с нормативными метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации или передачи;

измерительная установка (измерительная машина) — совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей и других устройств, предназначенная для измерений одной или нескольких физических величин и расположенная в одном месте

измерительная система — совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, ЭВМ и других технических средств, размещенных в разных точках контролируемого объекта и т. п. с целью измерений одной или нескольких физических величин, свойственных этому объекту, и выработки измерительных сигналов в разных целях;

измерительно-вычислительный комплекс — функционально объединенная совокупность средств измерений, ЭВМ и вспомогательных устройств, предназначенная для выполнения в составе измерительной системы конкретной измерительной задачи.

46.

Измерение – это процесс сравнения измеряемой величины с величиной принятой за единицу сравнения, в результате которого получается именованное число, называемое результатом измерения.

Различают: прямые, или непосредственные и косвенные измерения.

Непосредственными называют такие измерения, когда определяемые величины получают прямо из измерений, в результате непосредственного сравнения их с единицей измерений. Примеры непосредственных измерений – определение расстояний мерной лентой, измерение угла теодолитом.

Косвенными являются такие измерения, при которых определяемые величины получают как функции непосредственно измеренных величин. Косвенный метод предполагает вычисление значения искомой величины. Например, превышение при тригонометрическом нивелировании является функцией расстояния и угла наклона, измеренных непосредственно на местности.

Результаты измерений разделяют на равноточные и неравноточные.

Равноточными называют результаты измерения однородных величин, полученные при многократных измерениях в сходных условиях (одним наблюдателем одним и тем же прибором, одним методом и при одних и тех же условиях окружающей среды).

При нарушении даже одного из перечисленных условий результаты измерений относят к неравноточным.

При математической обработке результатов топографо-геодезических измерений определенное значение имеют понятия о необходимом и избыточном числе измерений. В общем случае для решения любой топографической задачи необходимо измерить некоторое минимальное число величин, обеспечивающее решение задачи. Эти измерения называют числом необходимых измерений t. Разность k при вычитании числа необходимых измерений t из числа всех измеренных величин n, называют числом избыточных величин k = n – t. Избыточные измерения величины позволяют обнаружить ошибки в результатах измерений и вычислений и повысить точность определяемых величин

47. Методы измерений

Метод измерения - совокупность приемов использования принципов и средств измерений.

Измерения производятся одним из двух методов: методом непосредственной оценки

или методом сравнения с мерой.

Метод непосредственной оценки - метод, при котором значение искомой величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора. Пример метода

непосредственной оценки - измерение тока амперметром.

Метод сравнения с мерой - метод измерения, при котором измеряемую искомую величину сравнивают с однородной величиной, воспроизводимой мерой. Метод сравнения с мерой имеет ряд разновидностей:

- дифференциальный метод,

- нулевой метод,

- метод замещения и др.

При дифференциальном методе на измерительный прибор воздействует разность между измеряемой и образцовой величинами, воспроизводимой мерой. Чем меньше разность, тем точнее результат.

Предельным случаем дифференциального метода является нулевой метод, при котором разность доводится до нуля.

При использовании метода замещения, измеряемая

величина замещается известной величиной, воспроизводимой мерой. При этом замещение измеряемой величины производят так, что никаких измерений в схеме не происходит, то есть показания прибора будут одинаковы в обоих случаях

и, в запас

Виды измерений

В зависимости от получения результата - непосредственно в процессе измерения или после измерения путем последующих расчетов - различают прямые, косвенные и совокупные измерения.

Прямые измерения - измерения, при которых искомое значение физической величины определяется непосредственно из опытных данных. Например, определение значения протекающего тока в цепи при помощи амперметра.

Косвенные измерения - измерения, при которых измеряется не сама физическая величина, а величина, функционально связанная с ней. Измеряемая величина определяется на основе прямых измерений величины, функционально связанной с измеряемой, с последующим

расчетом на основе известной функциональной зависимости. Например, измерение мощности постоянного тока при помощи амперметра и вольтметра с последующим расчетом мощности по известной зависимости Р = V*I.

Совокупные измерения - измерения нескольких однородных величин, на основании которых значения искомой величины находят путем решения системы уравнений.

Сущность измерения физических величин измерительными приборами заключается в сравнении (сопоставлении) их с однородной физической величиной, принятой за единицу. И прежде, чем производить измерения, необходимо в зависимости от требуемой точности и от наличия измерительных приборов выбрать соответствующий метод измерения.

48.

Государственная система стандартизации РФ представляет собой совокупность отраслевых и региональных органов Госстандарта, в ведении которых находится контроль за разработкой стандартов на основании нормативно—технической документации, предоставляемой предприятиями (или организациями—изготовителями) продукции материально—технического назначения или продовольственных стандартов. В этих случаях органами Госстандарта РФ тщательно проверяется представленная нормативно—техническая документация, служащая обоснованием изменения или дополнения по определенному ранее действующему ГОСТу. Чаще всего такие изменения и дополнения к ГОСТу органами стандартизации России принимаются по продукции научно—технического или чисто технического назначения при выполнении программы модернизации производства. При этом предварительно по каждому случаю изменения или дополнения к ГОСТам проводятся экспертные оценки или специальные исследования в независимых лабораториях. Далее на основании положительного заключения независимой экспертизы органы стандартизации дают разрешение на изменение или дополнение ГОСТа.

В последние годы с развитием биотехнологии и генной инженерии органами стандартизации РФ стали часто рассматриваться предложения предприятий—изготовителей по использованию генетически модифицированных компонентов при изготовлении различных продовольственных товаров (в частности, наиболее широко применяются в пищевых производствах генетически модифицированные соя, сахар, крахмал).

В этих случаях органы стандартизации РФ в основном ориентируются на международные стандарты по продовольственным генетически модифицированным компонентам или продуктам, импортируемым в нашу страну.

Общеизвестно, что генетически модифицированные компоненты или продукты (сахар или ас—партам, состоящий всего из двух аминокислот: аспарагиновой кислоты и фенилаланина; соя и крахмал) широко используются в Западной Европе более 20 лет (а также в США).

Экспертизу по указанным компонентам и другим, генетически модифицированным продуктам с конца 1990–х гг. создавали специальные лаборатории, входящие в государственную систему стандартизации РФ, при этом были оформлены и утверждены необходимые изменения и дополнения, а также новые ГОСТы – стандарты (имеющие обозначения следующего вида:

в котором нижнее обозначение может выполняться как АЯ–48, АЮ–17 и пр.).

Таким образом, исходя из вышеизложенного Государственная система стандартизации РФ в лице составляющих ее органов всех уровней выполняет весьма важные функции как в сфере промышленного развития хозяйственного комплекса страны, так и в обеспечении безопасной жизнедеятельности населения.

49.

Закон устанавливает два вида технических регламентов: общие и специальные. Требования общих регламентов обязательны для применения и соблюдения в отношении любых видов продукции, процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации. Специальные регламенты устанавливают требования к видам продукции, безопасность которых не обеспечивается требованиями общих технических регламентов. Специальные регламенты не должны противоречить общим регламентам и представляют собой нормативные акты прямого действия. Общие регламенты, оформленные как Федеральные законы, должны содержать основные нормы, распространяемые на очень широкий круг объектов. Специальные регламенты устанавливают требования к технологическим и иным особенностям отдельных видов продукции, процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации.

ОТР принимаются по вопросам:

— безопасной эксплуатации зданий, строений, сооружений и безопасного использования прилегающих к ним территорий;

— пожарной безопасности;

— биологической безопасности;

— электромагнитной безопасности;

— экологической безопасности;

— ядерной и радиационной безопасности.

Требования СТР учитывают технологические и иные особенности отдельных видов продукции и особенности ЖЦП — процессов производства, хранения, перевозки, реализации и утилизации.СТР устанавливают требования только к тем отдельным видам продукции и процессам ЖЦП, степень риска причинения вреда которыми выше степени риска причинения вреда, учтенной ОТР.

Среди СТР специалисты выделяют регламенты, распространяющи- еся на широкие объекты. Они получили название ≪макроотраслевые технические регламенты≫. Примером являются ТР по безопасности низковольтного оборудования (электрооборудования с диапазоном напряжения до 1000 В). Они охватывают 22 группы продукции (элект- робытовые приборы, аудиовизуальную технику, электрические инст- рументы и пр). Данный ТР связывает ОТР по безопасности машин и оборудования и электромагнитной совместимости с узкоспециальны- ми регламентами —ОТР по безопасности взрывозащищенного обо- рудования, СТР на медицинское оборудование, СТР на радиологическое оборудование, СТР на электрические части лифтов и подъемников и пр.

1. Государственный контроль (надзор) за соблюдением требований технических регламентов осуществляется федеральными органами исполнительной власти, органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации, уполномоченными на проведение государственного контроля (надзора) в соответствии с законодательством Российской Федерации (далее - органы государственного контроля (надзора)).

(в ред. Федерального закона от 21.07.2011 N 255-ФЗ)

2. Государственный контроль (надзор) за соблюдением требований технических регламентов осуществляется должностными лицами органов государственного контроля (надзора) в порядке, установленном законодательством Российской Федерации.

Статья 33. Объекты государственного контроля (надзора) за соблюдением требований технических регламентов

1. Государственный контроль (надзор) за соблюдением требований технических регламентов осуществляется в отношении продукции или в отношении продукции и связанных с требованиями к продукции процессов проектирования (включая изыскания), производства, строительства, монтажа, наладки, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации исключительно в части соблюдения требований соответствующих технических регламентов.

(в ред. Федеральных законов от 01.05.2007 N 65-ФЗ, от 21.07.2011 N 255-ФЗ)

2. В отношении продукции государственный контроль (надзор) за соблюдением требований технических регламентов осуществляется исключительно на стадии обращения продукции.

3. При осуществлении мероприятий по государственному контролю (надзору) за соблюдением требований технических регламентов используются правила и методы исследований (испытаний) и измерений, установленные для соответствующих технических регламентов в порядке, предусмотренном пунктом 11 статьи 7 настоящего Федерального закона.

4. Изготовитель (лицо, выполняющее функции иностранного изготовителя) впервые выпускаемой в обращение продукции вправе обратиться в орган государственного контроля (надзора) с обоснованным предложением об использовании при осуществлении государственного контроля (надзора) правил и методов исследований (испытаний) и измерений, применяемых изготовителем (лицом, выполняющим функции иностранного изготовителя) при подтверждении соответствия такой продукции и не включенных в перечень документов в области стандартизации, содержащий правила и методы исследований (испытаний) и измерений, в том числе правила отбора образцов, необходимые для применения и исполнения принятого технического регламента и осуществления оценки соответствия.

Орган государственного контроля (надзора) рассматривает предложение изготовителя (лица, выполняющего функции иностранного изготовителя) впервые выпускаемой в обращение продукции об использовании при осуществлении государственного контроля (надзора) применяемых изготовителем (лицом, выполняющим функции иностранного изготовителя) при подтверждении соответствия такой продукции правил и методов исследований (испытаний) и измерений и в течение десяти дней со дня получения указанного предложения направляет изготовителю (лицу, выполняющему функции иностранного изготовителя) свое решение.

В случае отказа от использования при осуществлении государственного контроля (надзора) применяемых изготовителем (лицом, выполняющим функции иностранного изготовителя) при подтверждении соответствия впервые выпускаемой в обращение продукции правил и методов исследований (испытаний) и измерений решение органа государственного контроля (надзора) должно быть обосновано. Отказ органа государственного контроля (надзора) может быть обжалован в судебном порядке.

50. Цели принятия технических регламентов

1. Технические регламенты принимаются в целях: защиты жизни или здоровья граждан, имущества физических или юридических лиц, государственного или муниципального имущества; охраны окружающей среды, жизни или здоровья животных и растений; предупреждения действий, вводящих в заблуждение приобретателей.

2. Принятие технических регламентов в иных целях не допускается.

Регламент носит обязательный характер(если эти данные не устарели). Регламент — это документ, в котором содержатся обязательные правовые нормы. Принимает регламент орган власти, а не орган по стандартизации, как в случае других нормативных документов. Разновидность регламентов — технический регламент — содержит технические требования к объекту стандартизации. Они могут быть представлены непосредственно в самом этом документе либо путем ссылки на другой нормативный документ (стандарт, документ технических условий, свод правил). В отдельных случаях в технический регламент полностью включается нормативный документ. Технические регламенты обычно дополняются методическими документами, как правило, указаниями по методам контроля или проверок соответствия продукта (услуги, процесса) требованиям регламента.

В соответствии с российским законодательством о техническом регулировании, технический регламент - это документ особого рода, который устанавливает обязательные требования к продукции, работам, услугам и процессам. Техническим регламентом может называться не любой документ, устанавливающий такие требования, а только такой, который принят по специальной процедуре и устроенный особым образом.

Технический регламент может быть принят: Федеральным законом; постановлением Правительства Российской Федерации; Указом Президента Российской Федерации; ратифицированным международным договором.

Принятие технических регламентов по изложенным правилам означает, что министерства и ведомства не могут устанавливать обязательные требования в этой сфере. Об этом прямо говориться в Законе: "Федеральные органы исполнительной власти вправе издавать в сфере технического регулирования акты только рекомендательного характера, за исключением случаев, установленных статьей 5 настоящего Федерального закона (статья 5 относится к оборонной продукции - прим. авторов)."

Что касается международных договоров, то, как это следует из Закона, технический регламент не может быть принят международным договором, заключенным на уровне министерств, ведомств или субъектов федерации. Такой договор должен быть ратифицирован Российским парламентом на федеральном уровне.

Основной является процедура принятия технических регламентов федеральными законами.

Правительство Российской Федерации вправе издать постановление о техническом регламенте до вступления в силу соответствующего федерального закона. При этом порядок принятия такого постановления должен полностью соответствовать требованиям Закона "О техническом регулировании".

Президент Российской Федерации вправе издать указ о техническом регламенте, не придерживаясь процедуры, предусмотренной в Законе. Однако такой указ может быть издан в исключительных случаях, при возникновении обстоятельств, приводящих к непосредственной угрозе жизни и здоровью граждан, окружающей среде, жизни или здоровью животных и растений.

Содержание технического регламента составляют обязательные требования к объектам технического регулирования. При этом специально указано, что это должны быть требования, которые обеспечивают: безопасность жизни и здоровья граждан; безопасность имущества физических и юридических лиц, государственного и муниципального имущества; охраны окружающей среды; охраны жизни и здоровья животных и растений; предупреждение действий, вводящих в заблуждение потребителей.

Более того, эти требования перечислены в пункте 1 статьи 7 Закона "О техническом регулировании" закрытым списком (то есть, в список ничего не может быть добавлено, кроме того, что в нем перечислено):

"Статья 7. Содержание и применение технических регламентов

1. Технические регламенты с учетом степени риска причинения вреда устанавливают минимально необходимые требования, обеспечивающие:

безопасность излучений;

биологическую безопасность;

взрывобезопасность;

механическую безопасность;

пожарную безопасность;

промышленную безопасность;

термическую безопасность;

химическую безопасность;

электрическую безопасность;

ядерную и радиационную безопасность;

электромагнитную совместимость в части обеспечения безопасности работы приборов и оборудования;

единство измерений."

Технический регламент должен содержать исчерпывающий перечень продукции, процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, в отношении которых устанавливаются его требования.Не включенные в технические регламенты требования к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, правилам и формам оценки соответствия, правила идентификации, требования к терминологии, упаковке, маркировке или этикеткам и правилам их нанесения не могут иметь обязательный характер.

51. Обработка результатов прямых измерений

1. В результате прямых многократных измерений получаем n значений измеряемой величины

x₁,x₂,…x_n

2. Находим среднее (наиболее вероятное) значение искомой величины по формуле

(1)

3. Определяем оценку среднеквадратического отклонения результата из n измерений по формуле

. (2)

4. В зависимости от числа проведенных измерений и для доверительной вероятности α=0.95 из таблицы находим коэффициент Стьюдента t_a.n

Таблица 1

n
tα,n	12.70	4.30	3.18	2.78	2.57	2.45	2.26	2.09	2.04

5. По паспорту измерительного прибора или из таблицы, вывешенной в лаборатории, определяем инструментальную погрешность Δxи. Величина этой погрешности определяется классом точности или указывается в паспорте прибора как предельная погрешность, т. е.

для доверительной вероятности α =0.997 ≈ 1. Поэтому при принятом значении α=0,950 инструментальную погрешность результата измерений следует учитывать с коэффициентом

2/3.

6. Находим абсолютную погрешность по формуле

. (3)

7. Находим относительную погрешность по формуле

. (4)

8. Округляем абсолютную и относительную погрешности до двух значащих цифр (если первая из них меньше или равна 3) или до одной значащей цифры (если первая из них больше 3).

9. Округляем результат измерения. Число значащих цифр результата измерений должно быть ограничено порядком величины абсолютной погрешности.

10. Записываем результат измерений с указанием единиц

52.

Эталон единицы физической величины (англ. measurement standard) – средство измерений (или комплекс средств измерений), предназначенное для воспроизведения и (или) хранения единицы и передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений и утвержденное в качестве эталона в установленном порядке.

Примечания:

Конструкция эталона, его свойства и способ воспроизведения единицы определяются природой данной физической величины и уровнем развития измерительной техники в данной области измерений.

Эталон должен обладать, по крайней мере, тремя тесно связанными друг с другом существенными признаками (по М.Ф. Маликову) - неизменностью, воспроизводимостью и сличаемостью.

Первичный эталон — это эталон, воспроизводящий единицу физической величины с наивысшей точностью, возможной в данной области измерений на современном уровне научно-технических достижений. Первичный эталон может быть национальным (государственным) и международным.

Вторичный эталон — эталон, получающий размер единицы непосредственно от первичного эталона данной единицы.

Эталон сравнения — эталон, применяемый для сличений эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличены друг с другом.

Исходный эталон — эталон, обладающий наивысшими метрологическими свойствами (в данной лаборатории, организации, на предприятии), от которого передают размер единицы подчинённым эталонам и имеющимся средствам измерений.

Рабочий эталон — эталон, предназначенный для передачи размера единицы рабочим средствам измерений.

Государственный первичный эталон — первичный эталон, признанный решением уполномоченного на то государственного органа в качестве исходного на территории государства.

Национальный эталон — эталон, признанный официальным решением служить в качестве исходного для страны.

Международный эталон — эталон, принятый по международному соглашению в качестве международной основы для согласования с ним размеров единиц, воспроизводимых и хранимых национальными эталонами.

Образцовое средство измерения - это средство измерения, предназначенное для поверки подчиненных образцовых средств измерения и рабочих средств измерения и утвержденное в качестве образцового в установленном порядке.

Образцовые средства измерения представляют собой меры, измерительные приборы или преобразователи, предназначенные для поверки и градуировки по ним других средств измерения и утвержденных в качестве образцовых. Их хранят и применяют органы государственных и ведомственных метрологических служб. Они проходят метрологическую аттестацию на признание пригодными для использования в качестве образцовых. На них выдаются свидетельства с указанием метрологических параметров и разряда в общероссийской поверочной схеме.

Образцовые средства измерения упорядочены по разряду; число разрядов зависит от диапазона погрешности используемого диапазона рабочим средствам измерения. Обычно требуется, чтобы образцовые средства измерения было 3-5 раз точнее следующего за ним по поверочной схеме средств измерения.

Рабочее средство измерений - средство измерений, предназначенное для измерений, не связанных с передачей размера единицы другим средствам измерений.

или

Первичный эталон (англ. primary standard) – эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы с наивысшей в стране (по сравнению с другими эталонами той же единицы) точностью.

Примечание. Метрологические свойства первичных эталонов единиц величин устанавливают независимо от других эталонов единиц этих же величин.

Первичный специальный эталон – первичный эталон, воспроизводящий единицу в специфических условиях (высокие и сверхвысокие частоты, малые и большие энергии, давления, температуры, особые состояния вещества и т.п.).

Вторичный эталон (англ. secondary standard) – эталон, получающий размер единицы непосредственно от первичного эталона данной единицы.

Примечание. К вторичным эталонам относят эталоны-копии, рабочие эталоны и эталоны сравнения.

Эталон сравнения (англ. transfer standard) – вторичный эталон, применяемый для сличений эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличены друг с другом.

Исходный эталон (англ. reference standard) – эталон, обладающий наивысшими метрологическими свойствами из имеющихся в данном виде измерений (в стране или группе стран, в регионе, министерстве (ведомстве), организации, предприятии или лаборатории), от которого получают размер единицы подчиненные ему средства измерений.

Примечания:

В некоторых странах СНГ в качестве исходного эталона единицы той или иной величины служит вторичный эталон, который получает размер единицы от первичного эталона страны - хранителя этого эталона.

Эталоны, стоящие в поверочной схеме ниже исходного эталона, обычно называют подчиненными эталонами.

Эталон-копия – вторичный эталон, предназначенный для передачи размера единицы рабочим эталонам и заменяющий в обоснованных случаях первичный эталон.

Примечание. Эталон-копия не всегда является физической копией первичного эталона.

Рабочий эталон (англ. working standard) – вторичный эталон, предназначенный для передачи размера единицы образцовым и наиболее точным рабочим средствам измерений.

Государственный первичный эталон – первичный эталон, признанный решением уполномоченного на то государственного органа в качестве исходного на территории государства.

Пример. Государственные эталоны метра, килограмма, секунды, ампера, кельвина, канделы, ньютона, паскаля, вольта, беккереля.