Качество измерений и способы его достижения

ОСНОВЫ МЕТРОЛОГИИ И ИЗМЕРЕНИЙ

Понятие, предмет и задачи метрологии

Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства к требуемой точности.

Современная метрология включает три составляющие: законодательную метрологию, фундаментальную (научную) и практическую (прикладную) метрологию. Из прикладной метрологии для нужд машиностроения выделяют технические измерения. В настоящее время к техническим измерениям, рассматриваемым во взаимной связи с точностью и взаимозаменяемостью в машиностроении, относят измерения линейных, угловых и радиусных величин. Результаты измерений выражают в узаконенных величинах.

Главная задача метрологии – обеспечение единства измерений, которая может быть решена при соблюдении двух условий:

1) выражение результатов измерений в единых узаконенных единицах;

2) установление допускаемых погрешностей результатов измерений и пределов, за которые они не должны выходить при заданной вероятности.

Основные задачи метрологии:

1) установление единиц физических величин, государственных эталонов и образцовых средств измерений, контроля и испытаний;

2) обеспечение единства измерений и единообразных средств измерений;

3) разработка методов оценки погрешностей состояния средств измерения, контроля и испытаний;

4) передача размеров единиц от эталонов или образцовых средств измерений рабочим средством измерений.

Нормативно-правовой основой метрологического обеспечения точности измерений является Государственная служба обеспечения единства измерений (ГСИ). Основные нормативные документы ГСИ − государственные стандарты. Принята Международная система единиц (СИ), на основе которой для обязательного применения разработан ГОСТ 8.417-2002.

Главными единицами физических величин в СИ являются семь основных единиц и свыше 50 производных, имеющих специальные названия.

Основные единицы: метр − м (длина), килограмм − кг (масса), секунда − с (время), ампер − А (сила тока), кельвин − К (термодинамическая температура), моль (количество вещества) и кандела − кд (сила света).

Кратные и дольные единицы образуются умножением на степень числа 10. Им присвоены определенные названия и обозначения; мега – М (10 6 ), кило– к (10 3 ), милли – м (10 –3 ), микро – мк (10 –6 ) и др. Единство измерений поддерживают путем передачи единиц величин от элемента к рабочим средствам измерений, осуществляемой по ступенькам образцовых мер и измерительных приборов. Точность указанных мер понижается от ступеньки к ступеньке в 2–4 раза.

Средства измерений (СИ) в соответствии с поверочной схемой периодически подвергаются поверке, которая заключается в определении метрологическим органом погрешности средств измерений и установлении его пригодности к применению. Сеть метрологических органов называетсяметрологической службой. Деятельность этих органов направлена на обеспечение единства измерений и единообразия средств измерений путем проведения поверки, ревизии и экспертизы средств измерений.

Единообразие средств измерений – их состояние, характеризующееся тем, что они проградуированы в узаконенных единицах, а их метрологические свойства соответствуют нормам.

Качество измерений и способы его достижения

Качество измерений– совокупность свойств, обусловливающих получение результатов с требуемыми точностными характеристиками, в необходимом виде и в установленные сроки.

Качество измерений характеризуется такими показателями, как точность, правильность и достоверность. Эти показатели должны определяться по оценкам, к которым предъявляются требования состоятельности, несмещенности и эффективности.

Истинное значение измеряемой величины отличается от среднего значения на величину систематической погрешности. Оценку х‘ числовой характеристики закона распределения х, изображаемую точкой на числовой оси, называют точечной оценкой. В отличие от числовых характеристик оценки являются случайными величинами, причем их значение зависит от числа наблюдений.

Состоятельная оценка– оценка, которая сводится по вероятности к оцениваемой величине.

Несмещенная оценка – оценка, математическое ожидание которой равно оцениваемой величине.

Эффективная оценка – оценка, которая имеет наименьшую дисперсию.

Перечисленным требованиям удовлетворяет среднее арифметическое x результатов n наблюдений. Таким образом, результат отдельного измерения является случайной величиной.

Точность измерений – близость результатов измерений к истинному значению измеряемой величины. Если систематические составляющие погрешности исключены, то точность результата измерений х характеризуется степенью рассеяния его значения, т. е. дисперсией.

Правильность измеренияопределяется близостью к нулю систематической погрешности.

Достоверность измеренийзависит от степени доверия к результату и характеризуется вероятностью того, что истинное значение измеряемой величины лежит в указанных окрестностях действительного. Эти вероятности называют доверительными вероятностями, а границы (окрестности) – доверительными границами, т. е. достоверность измерения – это близость к нулю случайной (или неисключенной) систематической погрешности.

Для количественной оценки качества измеренийрассматривают влияние параметров измерений на погрешность их результатов. При планировании измерений и оценке их результатов задаются определенной моделью погрешностей: предполагают наличие тех или иных составляющих погрешности, закон их распределения, корреляционные связи и др.

Наряду с такими показателями, как точность, достоверность и правильность, качество измерительных операций характеризуется также сходимостью ивоспроизводимостью результатов. Эти показатели наиболее распространены при оценке качества испытаний и характеризуют точность испытаний.

Два испытания одного и того же объекта одинаковым методом не дают идентичных результатов. Объективной мерой их могут служить статистически обоснованные оценки ожидаемой близости двух или более числа результатов, полученных при строгом соблюдении методики испытаний.

Сходимость – это близость результатов двух испытаний, полученных одним методом, на идентичных установках, в одной лаборатории.

Воспроизводимость отличается от сходимости тем, что оба результата должны быть получены в разных лабораториях.

Источник

Электронная библиотека

Качество измерений – это совокупность свойств состояния измерений, обусловливающих получение результатов измерений с требуемыми точностными характеристиками, в необходимом виде и в установленный срок.

К основным свойствам состояния измерений относятся:

— точность результатов измерений – одна из характеристик качества измерения, отражающая близость к нулю погрешности результата измерения; считают, что чем меньше погрешность измерения, тем больше его точность; она характеризуется погрешностями средств и методов измерений;

— сходимость результатов измерений – это близость друг к другу результатов измерений одной и той же величины, выполненных повторно одними и теми же средствами, одним и тем же методом в одинаковых условиях и с одинаковой тщательностью; сходимость измерений двух групп многократных измерений может характеризоваться размахом, средней квадратической или средней арифметической погрешностью;

— воспроизводимость результатов измерений – это близость результатов измерений одной и той же величины, полученных в разных местах, разными методами, разными средствами, разными операторами, в разное время, но приведенных к одним и тем же условиям измерений (температуре, давлению, влажности и др.); воспроизводимость измерений может характеризоваться средними квадратическими погрешностями сравниваемых рядов измерений;

— быстрота получения результатов – это свойство измерений, которое зависит от рационально составленной методики измерений, уровня автоматизации измерений и обработки полученных данных;

— единство измерений – это состояние измерений, характеризующееся тем, что их результаты выражаются в узаконенных единицах, размеры которых в установленных пределах равны размерам единиц, воспроизводимых первичными эталонами, а погрешности результатов измерений известны и с заданной вероятностью не выходят за установленные пределы.

Таким образом, единство измерений основано на четырех основных принципах:

— результаты выражены в узаконенных единицах;

— размер единиц, хранимых средствами измерений, равен размерам единиц, воспроизводимых первичными эталонами;

— погрешности результатов измерений известны;

— погрешности измерений не выходят за установленные пределы.

Без выполнения этих условий невозможно добиться единства измерений. Наиболее важным условием обеспечения единства измерений является «привязка» измерений к государственным эталонам, что в соответствии со стандартами ИСО серии 9000 является обязательным в обеспечении качества продукции.

Качество измерений также зависит от средств измерений; эргономических показателей, характеризующих систему «человек – объект измерения – средство измерения»; экологических показателей, характеризующих уровень вредных воздействий на окружающую среду при проведении измерений, безопасности обслуживающего персонала, осуществляющего измерения.

Все перечисленные свойства прямо или косвенно влияют на точность, своевременность и объем получаемой измерительной информации.

Только при наличии надежных средств измерений, правильном их выборе и применении можно обеспечить высокое качество измерений.

Задания к разделу 9: Ответить на вопросы по своему варианту (номер варианта соответствует последней цифре номера зачетной книжки).

Что понимают под качеством измерений?

Перечислите свойства, определяющие качество измерений.

Что такое точность результатов измерений?

Что такое сходимость результатов измерений?

Что такое воспроизводимость результатов измерений?

Что такое быстрота получения результатов измерений?

Что такое единство измерений?

Перечислите четыре основных принципа единства измерений.

Что является обязательным в обеспечении качества продукции?

От чего зависит качество измерений?

Срочно?
Закажи у профессионала, через форму заявки
8 (800) 100-77-13 с 7.00 до 22.00

Источник

Критерии качества измерений

Качество измерений характеризуется точностью, достоверностью, правильностью, сходимостью, воспроизводимостью и погрешностью измерений.

Точность – это качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины. Высокая точность измерений соответсвует малым погрешностям как систематическим, так и случайным. Точность количественно оценивают обратной величиной модуля относительной погрешности. Напремер, если погрешность измерений равна 0,05%, то точность будет равна 1/0,0005 = 2000.

Достоверность измерений характеризует степень доверия к результатам измерений. Достоверность оценки погрешностей определяют на основе законов теории вероятностей и математической статистики. Это дает возможность для каждого конкретного случая выбирать средства и методы измерений, обеспечивающие получение результата, погрешности которого не превышают заданных границ.

Правильность измерений – качество измерений, отражающее близость к нулю систематических погрешностей в результатах измерений.

Сходимость – качество измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в одинаковых условиях. Сходимость измерений отражает влияние случайных погрешностей.

Воспроизводимость – это такое качество измерений, которое отражает близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в различных условиях (в различное время, в различных местах, разными методами и средствами).

Погрешность измерения – отклонение результата измерения от истинного (действительного) значения измеряемой величины. Погрешность измерений представляет собой сумму ряда составляющих, каждая из которых имеет свою причину. Можно выделить слудующие группы причин возникновения погрешностей:

Анализируя причины возникновения погрешностей, необходимо в первую очередь выявить те из них, которые оказывают существенное влияние на резульат измерения. Анализ должен проводится в определенной последовательности.

Источник

Качество измерений

Точность, достоверность, правильность, сходимость, воспроизводимость и погрешность измерений как основные характеристики их качества. Причины возникновения погрешностей результатов измерений, их главные типы. Главные критерии классификации измерений.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Сибирский государственный индустриальный университет»

по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация»

на тему «Качество измерений»

Введение

Качество измерений характеризуется точностью, достоверностью, правильностью, сходимостью, воспроизводимостью и погрешностью измерений.

Достоверность измерений характеризует степень доверия результатам измерений. Достоверность оценки погрешностей определяют на основе законов теории вероятностей и математической статистики. Это дает возможность для каждого конкретного случая выбирать средства и методы измерений, обеспечивающие получение результата, погрешности которого не превышают заданных границ.

неверная настройка средства измерений или смещение уровня настройки во время эксплуатации;

неверная установка объекта измерения на измерительную позицию;

ошибки в процессе получения, преобразования и выдачи информации в измерительной цепи средства измерений;

внешние воздействия на средство и объект измерений (изменение температуры и давления, влияние электрического и магнитного полей, вибрация и т.п.);

свойства измеряемого объекта;

квалификация и состояние оператора.

Анализируя причины возникновения погрешностей, необходимо в первую очередь выявить те из них, которые оказывают существенное влияние на результат измерения. Анализ должен проводится в определенной последовательности.

1. Классификация измерений

В зависимости от рода измеряемой величины, условий проведения измерений и приемов обработки экспериментальных данных измерения могут классифицироваться с различных точек зрения.

С точки зрения общих приемов получения результатов они разделены на четыре класса:

Совместные и совокупные измерения характеризуются тем, что состоят из совокупности рядов прямых измерений и числовые значения искомых величин определяются из совокупности уравнений типа:

F1 (Y1,Y2…, X1,X2,…) = 0