Основы контроля качества процессов ТО и ремонта

 

Особое место в обеспечении качества ТО и ремонта занимает контроль, который включает:

• проведение измерений, экспертизы, испытаний;

• оценку одного или нескольких характеристик продукции;

• сравнение полученных результатов с установленными требованиями.

Исследование качества ТО и ремонта осуществляется как на стадии его проектирования, так и на стадии производства. Современные методы контроля качества продукции, позволяющие при минимальных затратах достичь высокой стабильности показателей качества, приобретают все большее значение. От степени совершенства контроля качества, его технического оснащения и организации во многом зависит эффективность производства в целом.

В зависимости от этапов производства контроль качества подразделяется:

• на входной приемочный — контроль продукции поставщика;

• операционный — контроль продукции или процесса во время выполнения или завершения технологической операции;

• выходной приемочный — контроль продукции, по результатам которого принимают решение о ее пригодности к использованию;

• инспекционный — проверка эффективности ранее выполненного контроля, осуществляется специально уполномоченными лицами.

По отношению к жизненному циклу продукции различают контроль:

• производственный — на стадии изготовления продукции, охватывает все вспомогательные, технологические и подготовительные операции;

• эксплуатационный — на стадии эксплуатации продукции, в том числе при хранении, транспортировки и реализации.

По полноте охвата контроль качества бывает:

• непрерывный — информация о контролируемом параметре поступает непрерывно;

• периодический — информация о контролируемом параметре происходит через определенные интервалы времени;

• летучий — контроль качества продукции в случайное время.

По объему контроль качества подразделяется:

• на сплошной — контроль каждой единицы продукции;

• выборочный — когда проверяется только часть продукции.

По воздействию на объект контроль бывает:

• разрушающий, после проведения которого исследуемый образец разрушается;

• неразрушающий — структура и состав исследуемого образца сохраняются.

По уровню использования технических средств можно выделить контроль:

• измерительный — применяется для оценки значений контролируемых параметров изделия: по точному значению (используются инструменты и приборы шкальные, стрелочные и др.) и по допустимому диапазону значений параметров (применяются шаблоны, калибры и т. п.);

• регистрационный — осуществляется оценка объекта контроля на основании результатов подсчета (регистрации) определенных качественных признаков, событий, изделий;

• органолептический — проводится посредством органов чувств;

• визуальный — вариант органолептического, при котором контроль осуществляется только органами зрения;

• по образцу — сравниваются признаки контролируемого изделия с признаками контрольного образца (эталона).

По месту выполнения подразделяют контроль:

• стационарный — выполняется в стационарных контрольных пунктах, которые создаются при необходимости проверки большого числа одинаковых объектов производства, требующие специального оборудования;

• скользящий — проводится непосредственно на рабочих местах: при проверке громоздких изделий, неудобных для транспортировки; при изготовлении малого числа одинаковых изделий; при возможности применения простых контрольно-измерительных инструментов либо приборов.

По характеру контролируемых свойств и параметров продукции различают контроль:

• физических, химических, механических свойств продукции;

• геометрических и функциональных параметров.

Перечисленные виды контроля применяются, как правило, при внутрипроизводственной проверке.

Предприятия, занимающиеся техническим обслуживанием и ремонтом автомобилей и оказанием услуг, должны обеспечить соответствующее качество и безопасность конечного продукта (исправность автомобиля). Они обязаны проводить мероприятия, направленные на выполнение требований санитарных правил и гигиенических нормативов, технической документации по обеспечению условий производства, транспортировки, хранения и реализации продукции.

Один из важнейших элементов СМК — мониторинг и измерения процессов и продукции. В соответствии с этим предприятие должно организовать систему технологического и приемочного контроля и создать функционирующую испытательную лабораторию. Именно в лабораторных условиях проводятся надежные исследования (измерения) продукции.

Технические требования к испытательной лаборатории. Правильность и надежность испытаний, проводимых лабораторией, определяют:

• человеческий фактор;

• помещения и окружающая среда;

• методы испытаний и оценка метода;

• оборудование;

• прослеживаемость измерений;

• отбор образцов;

• обращение с образцами.

Лаборатории необходимо учитывать эти факторы при разработке методов и процедур испытаний, при подготовке и оценке квалификации персонала и при выборе используемого оборудования.

Человеческий фактор. Руководство лаборатории должно гарантировать компетентность всех, кто работает со специальным оборудованием, проводит испытания, оценивает результаты и подписывает отчеты об испытаниях.

Персонал, ответственный за содержание отчетов об испытаниях, помимо соответствующей квалификации, должен также обладать:

• необходимыми знаниями по технологии производства испытываемых изделий, материалов, продукции или о способе их применения;

• знанием основных требований, содержащихся в законодательстве и стандартах;

• пониманием значимости обнаруженных отклонений.

Руководство лаборатории формулирует цели обучения и подготовки персонала лаборатории. Программа подготовки должна соответствовать имеющимся и предстоящим задачам лаборатории.

В лаборатории необходимо иметь описания текущих проводимых работ для руководящего, технического и профессионального персонала, участвующего в проведении испытаний.

Руководство лаборатории должно уполномочить специально подобранный персонал для проведения отбора образцов, конкретных видов испытаний, для составления отчетов об испытаниях.

Необходимо проследить, чтобы условия окружающей среды не сказывались отрицательно на требуемом качестве любого измерения. Условия окружающей среды необходимо контролировать и регистрировать в соответствии с техническими требованиями, методиками и процедурами. Особое внимание должно уделяться, например, биологической стерильности, пыли, электромагнитным помехам, радиации, влажности, электроснабжению, температуре, уровню шума и вибрации применительно к соответствующей технической деятельности. Испытания должны быть прекращены, если условия окружающей среды негативно влияют на результаты испытаний.

Доступ и использование участков, влияющие на качество испытаний, должны контролироваться.

Методы испытаний и оценка метода. Международные, региональные, национальные стандарты или признанные технические условия, содержащие достаточную и краткую информацию о том, как проводить испытания, не нуждаются в дополнениях или переоформлении в качестве внутренних процедур. В случае существования альтернативных вариантов метода разрабатывают дополнительную документацию. Преимущественно используются методы, приведенные в международных, региональных или национальных стандартах.

Лаборатория должна подтвердить, что она может правильно использовать стандартные методы, прежде чем приступить к испытаниям.

Введение методов испытаний, разработанных лабораторией для собственного использования, должно планироваться. Планирование поручается квалифицированному персоналу, располагающему необходимыми ресурсами.

Лаборатория оценивает пригодность нестандартных и стандартных методов, а также расширений и модификаций их. Полученные результаты, решение о пригодности метода регистрируются.

Оценка пригодности — это подтверждение того, что конкретные требования к специфическому целевому использованию выполняются. Оценка на пригодность включает:

• спецификацию требований;

• определение методов и их характеристик;

• проверку того, что требования удовлетворяются с помощью используемого метода;

• объявление о применимости метода.

Эффективность метода испытаний определяют одним из следующих приемов или их сочетанием:

• калибровка с использованием эталонов сравнения или эталонных материалов;

• сравнение результатов, достигнутых с помощью других методов;

• межлабораторные сравнения;

• систематическое оценивание факторов, оказывающих влияние на результат.

Оборудование. Если используются компьютеры или автоматизированное оборудование для сбора, обработки, регистрации, отчетности, хранения или поиска данных испытаний, необходимо удостовериться, что:

• компьютерное программное обеспечение достаточно подробно задокументировано и должным образом оценено как пригодное для применения;

• разработаны и внедрены процедуры защиты данных, которые включают целостность и конфиденциальность ввода или сбора, хранения, передачи и обработки данных и др.;

• обеспечен технический уход за компьютерами и автоматизированным оборудованием, и созданы для них необходимые условия окружающей среды и работы.

Коммерческое готовое программное обеспечение (например, обработка тестов, база данных и статистические программы), применяемое в обозначенных рамках, может считаться достаточно оцененным. Однако модификацию программного обеспечения, используемого в лаборатории, следует оценить на пригодность.

Лаборатория должна располагать всем необходимым оборудованием для правильного проведения испытаний, включая отбор проб, подготовку изделий, подлежащих испытаниям, обработку и анализ данных.

Оборудование и его программное обеспечение, используемые для проведения испытаний и отбора образцов, должны достигать требуемой точности и соответствовать техническим требованиям. До ввода в эксплуатацию оборудование должно быть калибровано или поверено на предмет установления его соответствия техническим требованиям, действующим в лаборатории, и стандартам.

Каждый вид оборудования следует однозначно идентифицировать и регистрировать. Регистрационные данные включают следующие сведения:

• идентификацию оборудования каждого вида и его программного обеспечения;

• результаты проверок на соответствие оборудования нормативным документам;

• инструкции изготовителя (при их наличии) или данные о месте их нахождения;

• результаты, копии отчетов и сертификатов всех калибровок, регулировок, критериев приемки и планируемая дата очередной калибровки;

• план обслуживания и при необходимости проведенное обслуживание;

• описание любых повреждений, неисправностей, модификаций или ремонта оборудования.

В лаборатории должны быть задокументированные процедуры по безопасному обращению, транспортированию, хранению, использованию и плановому обслуживанию измерительного оборудования для обеспечения функционирования и предупреждения загрязнения или порчи. Если для проведения испытаний или отбора образцов используется измерительное оборудование, не находящееся на основной территории лаборатории, могут потребоваться дополнительные процедуры.

Если оборудование было подвергнуто перегрузке или неправильному обращению, показало подозрительные результаты, оказалось с дефектами или его параметры выходили за установленные пределы, его следует вывести из эксплуатации и изолировать. Последствия дефекта или отклонения от установленных на предыдущих испытаниях параметров нужно внимательно изучить и разработать процедуру «Управление несоответствующими работами».

Следует исключить регулировку испытательного оборудования, включая аппаратные средства и программное обеспечение, регулировка может привести к неточным результатам.

Прослеживаемостъ измерений. Все оборудование, используемое для проведения испытаний, включая оборудование для дополнительных измерений (например, окружающих условий), имеющее существенное влияние на точность и достоверность результатов испытаний или отбора образцов, должно быть поверено до его ввода в эксплуатацию.

В лаборатории нужно установить программу (план) и процедуру для проведения поверок оборудования. Такая программа включает калибровки, поверки, контроль измерительных эталонов, эталонных материалов, а также измерительного и испытательного оборудования.

В лаборатории также следует установить программу и процедуру калибровки своих собственных эталонов сравнения. Такие измерительные эталоны необходимо использовать только для калибровки. Они должны подвергаться калибровке до и после любой настройки.

Эталонные материалы по возможности должны прослеживаться до единиц измерений системы СИ или до сертифицированных эталонных материалов. Внутренние эталонные материалы проверяются в зависимости от технических и экономических потребностей.

Поверки первичных, переводных или рабочих эталонов и эталонных материалов проводятся в соответствии с определенными процедурами и графиками.

В лаборатории необходимо иметь процедуры по обращению, транспортировке, хранению и использованию эталонов сравнения и эталонных материалов в целях предупреждения загрязнения или повреждения, сохранения их целостности. Если эталоны сравнения и эталонные материалы используются для проведения испытаний, калибровок или отбора образцов вне постоянной лаборатории, то могут потребоваться дополнительные процедуры.

В лаборатории необходимо иметь план и процедуры отбора образцов.

Отбор образцов — процедура, посредством которой берется часть вещества, материала или продукции с целью проведения испытания целого образца. Необходимость отбора образцов указывается в соответствующей спецификации. В процедурах отбора образцов перечисляют: выбор образца, план отбора, извлечение и подготовку образца (образцов) из вещества, материала или продукции для получения требуемой информации.

Данные и операции, имеющие отношение к отбору образцов, необходимо регистрировать. Регистрация включает: процедуру отбора образцов; идентификацию специалиста; диаграммы или другие эквивалентные средства для необходимой идентификации места отбора образцов; статистические данные, на которых основываются процедуры отбора образцов.

В лаборатории необходимо иметь систему идентификации испытываемых образцов. Идентификация должна сохраняться на протяжении всего пребывания изделия в лаборатории.

Получение образца для испытаний аномалии и отклонения от нормальных или заданных условий, указанных в методе испытания, должно быть зарегистрировано.

Необходимо предусмотреть процедуры и соответствующие возможности, чтобы избежать ухудшения характеристик, потери или повреждений образцов для испытаний во время их хранения, обращения и подготовки.

В лаборатории должны быть процедуры транспортирования, получения, защиты, хранения, сохранности и (или) удаления испытываемых образцов. Лица, ответственные за приемку и транспортировку образцов, должны быть обеспечены процедурой отбора образцов и информацией об их хранении и транспортировке.

Лаборатория должна располагать процедурами управления качеством, чтобы контролировать достоверность проведенных испытаний. Такой контроль включает (но не ограничивается этим) следующее:

• регулярное использование сертифицированных эталонных материалов;

• участие в межлабораторных сравнениях или программах проверки квалификации сотрудников лаборатории;

• дублирование испытаний с использованием разных методов;

• повторное испытание сохраняемых объектов.

Выбранные методы контроля качества и безопасности должны соответствовать виду и объему выполняемой работы. Экземпляры отчетов об испытаниях, выполненные на бумаге, следует пронумеровать и указать общее число страниц.

Система контроля качества — это совокупность объектов и субъектов контроля, объединенных с помощью цепей мониторинга, при использовании современной нормативной и методической документации, методов и средств оценки качества и профилактики дефектов на различных этапах жизненного цикла продукции, квалифицированного персонала.

Успехи современной науки в разработке методов статистического процессного контроля, программируемых логических контроллеров позволили создать компьютерные системы процессного контроля, которые осуществляют непрерывный мониторинг качества продукта. Переход к цифровым системам контроля дает возможность прослеживать и контролировать множество операций независимо и одновременно, своевременно реагировать на превышение допустимых отклонений параметров процесса, а также уменьшать количество операций контроля, производимых вне производственной линии.

Следует особо отметить возможность современных компьютерных систем хранить информацию о процессе и регулярно ее актуализировать. Сведения о контроле качества могут храниться по каждой партии товаров, что важно при исследовании различий между партиями. Кроме того, можно получить сведения по эффективности использования ресурсов, выполнению своих обязанностей персоналом, обслуживающим производственные линии. Компьютерные системы позволяют осуществлять тестирование операций, наблюдение в реальном времени процессов производства. Системы контроля удобны при частых переналадках производства, при переходе на другие продукты и пр.

Компьютерные системы контроля и управления в производстве пищевой продукции быстро окупаются, так как позволяют повысить качество продукта, требующего высокой точности количественного и качественного соблюдения рецептуры.

Важно, чтобы неполадки и сбои не влияли на работу системы в целом. Ее нужно проектировать в модульном исполнении с распределенной структурой, чтобы отказ одного элемента не вызвал выход из строя всей системы. Большое внимание следует уделять безопасному функционированию системы, так как один-единственный вирус может разрушить компьютерную систему контроля. Поэтому необходимо спроектировать соответствующие элементы защиты системы и ограничить к ней доступ.

Задачи контроля параметров продукции всегда достаточно сложны, и поэтому большинство контролирующих операций осуществляется вне производственного процесса путем отбора проб и дальнейших испытаний в лаборатории предприятия. В ряде случаев эти операции могут быть автоматизированы с помощью соответствующих датчиков и контролирующих компьютерных систем. Однако в некоторых случаях процессы контроля не могут быть осуществлены непосредственно на производственной линии. Одним из методов решения подобной задачи является использование моделирования и имитации процессов. Наиболее просто решить данную задачу для устойчивых процессов. При анализе операций, в которых наблюдается быстроизменяющееся поведение процессов, можно использовать динамические модели, для описания которых применяют интеллектуальные, экспериментальные и поведенческие методы.

Для описания динамической модели на основе интеллектуальных методов используют дифференциальные уравнения в частных производных для систем с сосредоточенными параметрами. В этом случае важно выбрать граничные условия и метод решения систем уравнений. Удобно воспользоваться численными способами, например, методом конечных разностей или методом конечных элементов. Во многих случаях применения интеллектуальных методов математическая модель разрабатывается на основе фундаментальных законов физики и химии. Иногда используют эмпирические законы и аналоговые методы. Основное преимущество этих методов в том, что такие модели можно применять для контроля параметров непосредственно на производственных линиях. На основе измеренных данных осуществляется расчет требуемых параметров с достаточной во многих случаях степенью точности, зависящей от того, насколько реальный процесс адекватен используемой модели.

При моделировании процессов, как правило, используют двухстадийный подход. На первой стадии анализируют переменные процесса с учетом характера взаимодействия между ними и выбирается структура модели. На второй рассчитывают параметры, характеризующие рассматриваемые операции, и окончательно разрабатывают математическую модель. В большинстве случаев применяют системный подход, при котором определяют ключевые параметры, оказывающие максимальное влияние на выход процесса и основные измеряемые характеристики. Переменные, изменяющие процесс, влияющие на его поведение, в основном определяют искомые параметры. Влияние других факторов настолько незначительно, что для получения результатов контроля в пределах требуемой точности ими обычно пренебрегают.

При использовании экспериментального метода неизвестные параметры устанавливают посредством измерений и далее осуществляют процедуру идентификации функции связи между входными и выходными (контролируемыми) параметрами. В этом случае применяют метод наименьших квадратов. Далее по выбранным критериям определяют адекватность модели. Если имеется какое-либо расхождение, то параметры модели адаптируются до тех пор, пока критерии не будут выполняться. Цикл адаптации может протекать как в производственных, так и в лабораторных условиях в зависимости от применяемых моделей и условий производства.

При адаптации динамических моделей большое значение имеет выбор интервалов времени для проведения измерений: если интервал слишком большой, можно пропустить необходимую информацию. Выбор более короткого интервала может привести к созданию дополнительных помех. Важно при идентификации модели экспериментальным методом определить влияние помех на измерительный сигнал. Необходимо обеспечить соответствующее фильтрование сигнала, чтобы уменьшить помехи, но не потерять при этом часть полезной информации.

При использовании метода моделирования поведения процессов применяются программируемые логические контроллеры, в основе которых положен принцип логических функций, контролирующих отдельные этапы процесса — моменты пуска и останова. Все это соединяется в последовательную функциональную диаграмму, которая является базой для программирования логического контроллера. Создание таких моделей достаточно просто, однако сложность заключается в адаптации логических функций к этапам процесса.

Применение моделирования для разработки компьютерных программ контроля систем качества — довольно перспективное направление для получения достоверных результатов по обеспечению качества в производстве пищевой продукции. Этот процесс имеет две существенные стороны: с одной стороны, это разработка математической модели процесса или его этапа и, с другой стороны, создание и программирование контроллеров для получения необходимых параметров.

Измерения, испытания и контроль являются основными методами оценки соответствия работ ожиданиям заказчика при проведении ТО и ремонта. Особенности их применения определяются задачами, которые решает АТП во время ТО и ремонта автомобиля.

Задача испытания – получение количественных или качественных оценок характеристик объекта контроля. То есть оценивание способности выполнять требуемые функции в заданных условиях. Задача контроля – установление соответствия характеристик продукции и процесса требованиям, заданным в нормативных документах.

При выполнении операций ТО обе эти операции связаны с измерениями параметров. Контроль качества продукции и процессов обычно предусматривает применение средств измерений. Контроль качества в масштабах СМК, так называемый аудит качества, осуществляется без применения измерительной техники с помощью визуальных или органолептических методов (аудиты, проверки, опросы и т. п.).

В зависимости от объекта контроля может быть контроль продукции, услуг, процессов, систем, в том числе СМК, и персонала.

Одной из важнейших характеристик объектов контроля является их контролепригодность, то есть свойство, обеспечивающее возможность, удобство и надежность ее контроля при изготовлении, испытании, техническом обслуживании и ремонте.

Контроль после какой-либо операции в ходе технологического процесса называется операционным. После изготовления готовой детали, узла или изделия применяют приемочный контроль, который также включает проверку комплектности, упаковки, транспортирования, условий хранения.

Контроль объектов или стадий процесса производства может быть: летучий – контроль, срок проведения которого не регламентирован; периодический – контроль, проводимый через  определенный промежуток времени (часы, сутки, месяцы); непрерывный – контроль, ведущийся непрерывно (постоянно). В зависимости от применения средств контроля различают контроль визуальный, когда объект контроля подвергается осмотру (все ли операции выполнены, наличие  маркировки, сопроводительной документации), органолептический – субъективный метод контроля, проводимый специалистами-экспертами (оценка в баллах), инструментальный – контроль, осуществляемый при помощи измерительного инструмента, калибров, приборов, стендов, испытательных машин и др. Последний вид контроля может быть ручным, автоматизированным и автоматическим. При ручном контроле используется ручной измерительный инструмент (штангенциркули, микрометры, калибры, скобы, индикаторы и т. д.) для проверки деталей и изделий. Данный контроль весьма субъективен: даже при сплошном контроле вручную обнаруживается 2 – 4 % дефектных деталей. Автоматизированный контроль связан с использованием специальных средств, позволяющих исключить субъективизм при измерении. В зависимости от объема продукции различают контроль сплошной и выборочный. Сплошной – контроль, при котором решение о качестве контролируемой продукции принимается по результатам проверки каждой единицы продукции; выборочный – контроль, при котором решение о качестве принимается по результатам проверки одной или нескольких выборок из партии или потока продукции.

По характеру воздействия на ход производственного процесса различают активный и пассивный контроль. При активном контроле (он осуществляется приборами, встроенными в технологическое оборудование), полученные результаты используются для непрерывного управления процессом ТО и ремонта. Пассивный контроль лишь фиксирует полученный результат.

Контроль может быть разрушающий, при котором продукция становится непригодной для дальнейшего использования по назначению, и неразрушающий. По типу проверяемых параметров выделяют контроль геометрических параметров (линейные, угловые размеры, форма и расположение поверхностей, осей, деталей, узлов и агрегатов и т. д.), физических свойств(электрических, теплотехнических, оптических и др.), механических свойств (прочность, твердость, пластичность при различных внешних условиях); микро- и макроструктуры (металлографические исследования), химических свойств (химический анализ состава вещества, химическая стойкость в различных средах), а также специальный контроль (светонепроницаемость, газонепроницаемость, герметичность).

Процесс контроля качества при выполнении АС является организованной системой. Ему присущи определенные признаки, характеризующие его целевую направленность, назначение и содержание. Основными элементами процесса контроля являются объект, метод и исполнитель контроля, а также нормативно-техническая документация по контролю. Инструментальный контроль качества, который составляет большую часть в процессах ТО и ремонта автомобилей, основан на проведении технических измерений.

Для проведения измерений необходимо осуществлять мероприятия, определяющие так называемое проектирование измерений. Сюда относятся: анализ измерительной задачи с выяснением возможных источников погрешностей; выбор показателей точности измерений; выбор числа измерений, метода и СИ; формулирование исходных данных для расчёта погрешности; расчёт отдельных составляющих и общей погрешности; расчёт показателей точности и сопоставление их с выбранными показателями. В целом, все эти вопросы должны быть отражены в методике выполнения измерений (МВИ). Причём в эксплуатации следует отдавать предпочтение инженерным (упрощённым) методам расчёта, но степень сложности МВИ должна быть адекватна возможной степени неточности исходных данных.

Виды измерений определяются физическим характером измеряемой величины, требуемой точностью измерения, необходимой скоростью измерения, условиями и режимом измерений и т.д. Существует множество вариантов возможных видов измерения в автосервисе и при ТО. Можно, например, выделить виды измерений в зависимости от их цели: контрольные, диагностические и прогностические, лабораторные и технические, эталонные и поверочные, абсолютные и относительные и т.д.

Наиболее простыми являются прямые измерения, состоящие в том, что искомое значение величины находят из опытных данных путём экспериментального сравнения. К примеру, длину измеряют непосредственно

Избыточные линейкой, температуру – термометром, силу – динамометром. Уравнение прямого измерения: y = Cx, где С – цена деления СИ.

Если искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, найденными прямыми измерениями, то этот вид измерений называют косвенным. Например, объём параллелепипеда находят путём умножения трёх линейных величин(длины, ширины и высоты); электрическое сопротивление – путём деления падения напряжения на величину силы электрического тока.

Совокупные измерения осуществляются путём одновременного измерения нескольких одноимённых величин, при которых искомое значение находят решением системы уравнений, получаемых в результате прямых измерений различных сочетаний этих величин. При определении  взаимоиндуктивности катушки М, к примеру, используют два метода: сложения и вычитания полей. Если индуктивность одной из них L1, а другой L2, то находят L01 = L1 + L2 + 2M и L02 = L1 + L – 2M. Откуда M = (L01 – L02)/4.

Совместными называют производимые одновременно (прямые и косвенные) измерения двух или нескольких не одноимённых величин. Целью этих измерений, по существу, является нахождение функциональной связи между величинами. Например, измерение сопротивления Rt проводника при фиксированной температуре t по формуле

R1 = R0(1+ α Δ t),

где R0 и α – сопротивление при известной температуре t0 (обычно 20 °С) и температурный коэффициент – величины постоянные и измеренные косвенным методом; Δ t = t − t0 – разность температур; t – заданное значение температуры, измеряемое прямым методом.

Прямые измерения – основа более сложных измерений, поэтому целесообразно рассмотреть методы прямых измерений:

1. Метод непосредственной оценки, при котором значение величины определяют непосредственно по отсчётному устройству измерительного прибора, например, измерение давления пружинным манометром, массы – на весах, силы электрического тока – амперметром.

2. Метод сравнения с мерой, где измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой. Например, измерения массы на рычажных весах с уравновешиванием гирей; измерение напряжения постоянного тока на компенсаторе сравнением с ЭДС параллельного элемента.

3. Метод противопоставления, при котором измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнения. Например, измерения массы на равноплечих весах с помещением измеряемой массы и уравновешивающих её гирь на двух чашках весов.

4. Дифференциальный метод характеризуется измерением разности между измеряемой величиной и известной величиной, воспроизводимой мерой. Метод позволяет получить результат  высокой точности при использовании относительно грубых средств измерения.

5. Нулевой метод аналогичен дифференциальному, но разность между измеряемой величиной и мерой сводится к нулю. При этом нулевой метод имеет то преимущество, что мера может быть во много раз меньше измеряемой величины.

6. Метод замещения – метод сравнения с мерой, в которой измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой. Например, взвешивание с поочерёдным помещением измеряемой массы и гирь на одну и ту же чашку весов.

7. Метод совпадений, где разность между сравниваемыми величинами измеряют, используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов. К примеру, при измерении длины штангенциркулем наблюдают совпадение отметок на шкалах штангенциркуля и нониуса; при измерении частоты вращения стробоскопом наблюдают совпадение метки на вращающемся объекте с момента вспышек известной частоты.

При практическом использовании тех или иных измерений важно оценить их точность. Термин «точность измерений», то есть степень приближения результатов измерения к некоторому действительному значению, не имеет строгого определения и используется для качественного сравнения измерительных операций. Для количественной оценки используется понятие «погрешность измерений» (чем меньше погрешность, тем выше точность). Оценка погрешности измерений – одно из важных мероприятий по обеспечению единства измерений.

Погрешность измерения – это отклонение результата измерения х от истинного (действительного) хи (хд) значения измеряемой величины. В зависимости от формы выражения различают абсолютную, относительную и приведённую погрешности измерения.

Абсолютная погрешность определяется как разность Δ = x − xд или Δ = x − xд, а относительная – как отношение δ =± Δ /x100 % или δ = ±(Δ / x_д)100%.

Приведённая погрешность γ = ± (Δ /x_N )100%,

где x_N – нормированное значение величины. Например, x_N = x_max, где x_max – максимальное значение измеряемой величины.

В зависимости от характера проявления, причин возникновения и возможностей устранения различают систематическую и случайную составляющие погрешности измерений, а также грубые погрешности (промахи).

Систематическая Δ _с составляющая остаётся постоянной или закономерно изменяется при повторных измерениях одного и того же параметра.

Случайная Δ ° составляющая изменяется в тех же условиях измерения случайным образом.

Грубые погрешности (промахи) возникают из-за ошибочных действий оператора, неисправности СИ или резких изменений условий измерений.

Как правило, грубые погрешности выявляются в результате обработки результатов измерений с помощью специальных критериев.

Случайная и систематическая составляющие погрешности измерения проявляются одновременно, так что общая погрешность при их независимости Δ = Δ с+Δ °.

Случайные погрешности нельзя исключить из результатов, но их влияние может быть уменьшено путём обработки результатов измерений. Для практических целей весьма важно уметь правильно сформулировать требования к точности измерений.

В отличие от случайной погрешности, выявленной в целом вне зависимости от её источников, систематическая погрешность рассматривается по составляющим в зависимости от источников её возникновения, причём различают методическую, инструментальную и субъективную составляющие погрешности.

⇐ Предыдущая78910111213141516Следующая ⇒

Поделиться: