Представление результатов измерений

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Определение метрологии

МЕТРОЛОГИЯ

наука о… (геология, биология и т.п.)

метро? метр – мера длины, но метрология гораздо старше метра: метр «родился» в 1790 г. во Франции.

Слово «метр»происходит от греческого μ ε τ ρ ο ν – МЕРА.

Старинное понимание: метрология – наука о мерах. Современное понимание шире: метрология – это наука об измерениях.

Итак:

· измерения

· их единство

· их точность

ИЗМЕРЕНИЯ

Объекты материального мира имеют бесчисленное множество различных свойств: объём, масса, цвет и т.д. Для многих свойств применимы понятия «больше» – «меньше», например, масса Земли больше массы Луны; вкус лимона более кислый, чем апельсина. Для некоторых свойств применимы не только понятия «больше» – «меньше», но и во сколько раз больше или меньше: масса Земли в 81 раз больше массы Луны (приблизительно). Но нельзя сказать, что лимон во сколько-нибудь раз, например, в два раза кислее апельсина. А почему нельзя? Потому что для массы существует единица измерения – килограмм – а для вкусовых ощущений она ещё не создана.

Те свойства, для которых существуют единицы измерения, называют

ФИЗИЧЕСКИМИ ВЕЛИЧИНАМИ:

длина, масса, сила электрического тока и т.д.

Физические величины содержат в себе качественный и количественный признаки. Качественный – что это за величина, например, сила электрического тока. Количественный – сколько единиц содержится в данной физической величине, например, 5, 4 А. Здесь 5, 4 А – значение силы электрического тока (далее для краткости просто «тока»). Нельзя говорить «величина тока 5, 4 А», потому что величина – это сам ток. Надо говорить: «значение тока 5, 4 А».

Но вот беда: в разные времена у разных народов для одних и тех же величин были созданы разные единицы. Например, L = 7, 05 фут = 2, 15 м.

Обилие единиц для одной и той же величины – большое неудобство. В 18 веке в Европе были сотни различных «футов». Постепенно пришли к ограниченному числу систем единиц, а идеал –одна система для всего мира.

В 1960 году большинство стран мира приняло международную систему – в русской транскрипции СИ (система интернациональная), в международной – SI (System International)[1].

Как любая система единиц, она содержит несколько независимых основных единиц:

– единица длины – метр (м);

– единица массы – килограмм (кг);

– единица времени – секунда (с);

– единица силы электрического тока – ампер (А);

– единица термодинамической температуры – кельвин (К);

– единица силы света – кандела (кд);

– единица количества вещества – моль

и множество (больше ста) производных единиц. Они образуются из основных на основе фундаментальных физических законов. Например, вольт:

Физические величины принимают свои значения в широких диапазонах. Чтобы избежать чисел с большим количеством нулей, применяют кратные и дольные единицы:

10^–12	10^–9	10^–6	10^–3	10³	10⁶	10⁹	10¹²
пико	нано	микро	мили	кило	мега	гига	тера
п	н	мк	м	к	М	Г	Т
p	n	μ	m	k	M	G	T

В последней строке – международное обозначение, в предпоследней – русское.

Измерить какую-либо физическую величину – это узнать, сколько в ней содержится единиц.

Результат измерения – это именованное число, например,

5, 83 мкА

Но как получить это число? Нужно сравнить данную величину с её единицей (или с её дольной единицей). Единица электрического тока – ампер. Но что такое ампер? Как определена эта единица? Вот теоретическое определение:

«Ампер равен силе не изменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенными в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия, равную 2× 10^–7 Н».

Совершенно ясно, что практически всё это недостижимо: бесконечная длина, вакуум. Практически ампер воплощается в эталоне ампера.

По своему смыслу эталон – это мера. Его назначение – хранить и воспроизводить физическую величину заданного размера.

Но простейшая линейка – это тоже мера, мера длины. Эталоны – это меры высшей точности. Это очень дорогие устройства, которые хранятся в метрологических институтах. Они находятся в специальных помещениях со стабильной температурой. Есть специальная должность – хранитель эталона.

По длинной цепочке размер единицы передаётся от самого точного первичного эталона ко вторичному, далее к рабочим эталонам и наконец доходит до рабочих измерительных приборов и мер.

В некоторых редких случаях для выполнения измерения достаточно только меры: измерение длины линейкой. Длина непосредственно воспринимается зрением. В большинстве же случаев одной меры недостаточно. Например, массу какого-либо тела можно измерить путём взвешивания на рычажных весах. Здесь тоже присутствует мера – это гири, но одних гирь недостаточно, нужны весы. Весы вместе с гирями – это измерительный прибор, в котором мера присутствует непосредственно. Есть другие весы, пружинные, со шкалой и стрелкой.

Теперь можно дать определение понятию «измерение»:

ИЗМЕРЕНИЕ – ЭТО СОВОКУПНОСТЬ ОПЕРАЦИЙ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ТЕХНИЧЕСКОГО СРЕДСТВА, ХРАНЯЩЕГО ЕДИНИЦУ ФИЗИЧЕСКОЙ ВЕЛИЧИНЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ НАХОЖДЕНИЕ СООТНОШЕНИЯ ИЗМЕРЯЕМОЙ ВЕЛИЧИНЫ С ЕЁ ЕДИНИЦЕЙ И ПОЛУЧЕНИЕ ЗНАЧЕНИЯ ЭТОЙ ВЕЛИЧИНЫ.

Физические величины могут быть:

· механические – сила, давление, …

· пространства и времени – длина, время, скорость, …

· тепловые – температура, теплоёмкость, теплопроводность, …

· электрические – ток, напряжение, мощность, сопротивление, …

· световые – сила света, световой поток, освещённость, …

· акустические – скорость звука, звуковое давление, …

Электрические величины в свою очередь можно разделить на:

· активные – ток, напряжение, э.д.с., мощность и др.;

· пассивные (параметрические) – сопротивление, ёмкость, индуктивность, взаимная индуктивность и др.

Кроме того, есть некоторые величины, неразрывно связанные с электрическими – частота, период, фазовый сдвиг.

Под электрическими измерениями понимают:

1) Измерения электрических величин;

2) Измерения временных величин, связанных с электрическими (обычно активными);

3) Измерение неэлектрических величин, преобразованных в электрические, например, измерение температуры с помощью термопары.

Термопара – пример измерительного преобразователя. Его нельзя отнести ни к мерам, ни к измерительным приборам.

Меры, измерительные приборы, измерительные преобразователи – простейшие средства измерений.

ЕДИНСТВО ИЗМЕРЕНИЙ – ЭТО СОСТОЯНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ, ПРИ КОТОРОМ ИХ РЕЗУЛЬТАТЫ ВЫРАЖЕНЫ В УЗАКОНЕННЫХ ЕДИНИЦАХ И ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ НЕ ВЫХОДЯТ ЗА УСТАНОВЛЕННЫЕ ГРАНИЦЫ С ЗАДАННОЙ ВЕРОЯТНОСТЬЮ.

«Узаконенные единицы» – это единицы СИ и некоторые внесистемные единицы, разрешённые к применению (их около 20, например, тонна, гектар).

ТОЧНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ

Количественно точность измерений характеризуется погрешностями измерений. Есть две формы выражения погрешностей измерение:

· абсолютная погрешность измерения Δ;

· относительная погрешность измерения δ.

Абсолютная погрешность измерения:

, (1)

где Х – результат измерения;

Х_ист – истинное значение измеряемой величины.

Здесь Х_ист принципиально неизвестно (иначе, зачем было бы измерять?! ), поэтому формула (1) годится только для теоретических исследований. На практике вместо неё применяется другая:

, (2)

где Х_д – действительное значение измеряемой величины, достаточно близкое к Х_ист, так что может использоваться вместо него.

В отличие от Х_ист значение Х_д доступно для практического получения с помощью средства измерений, в достаточной мере более точного, чем данное, давшее результат Х.

Для того, чтобы не путаться в знаке погрешности, запомним, что всегда

ПОГРЕШНОСТЬ – ЭТО ИЗМЕРЕННОЕ МИНУС ДЕЙСТВИТЕЛЬНОЕ

Относительная погрешность измерения:

или

Поскольку Δ < < Х_д, т.е. Х и Х_д близки, часто используют формулу

(3)

потому что обычно известно не Х_д, а Х.

Выполнив измерение, недостаточно указать только его результат Х. Обязательно нужно определить и указать граничное значение погрешности Δ _гр при некоторой близкой к единице вероятности, например, при вероятности Р = 0, 95. Что это значит? Дело в том, что мы не знаем конкретного значения Δ, но с вероятностью Р можем утверждать, что

– Δ _гр ≤ Δ ≤ Δ _гр. (4)

Другими словами, мы не знаем Х_ист, но с вероятностью Р можем утверждать, что Х_ист находится в интервале

Х – Δ _гр ≤ Х_ист ≤ Х + Δ _гр. (5)

Бывают случаи, когда без указания Δ _гр результат Х становится бессмысленным или даже вредным.

Примером может служить древняя задача, которую, по преданию, решал Архимед [6, стр. 14]. Его попросили определить, изготовлена ли корона из золота или это подделка – гораздо более дешёвый сплав, внешне похожий на золото. Архимед знал плотности золота и подозреваемого сплава: ρ _з = 15, 5 г / см³; ρ _с = 13, 8 г / см³. Плотность короны обозначим ρ _к. Для определения ρ _к обратились к двум экспертам А и Б. Результаты их работы:

	Эксперт А	Эксперт Б
Оценка ρ _к, г / см³		13, 9
Вероятный интервал ρ _к, г / см³	13, 5 – 16, 5	13, 7 – 14, 1

Покажем эти результаты на графике:

Замечания:

1) Интервалы А и Б перекрываются, значит, оба измерения правильны, т.е. не противоречивы. Если бы интервалы не перекрывались, естественно было бы считать, что хотя бы один эксперт ошибся.

2) Погрешность измерения эксперта А столь велика, что его результат бесполезен: в его интервал попали и ρ _з и ρ _с, значит, нельзя узнать, из чего сделана корона.

3) Данные эксперта Б ясно говорят, что корона фальшивая: в его интервал попадает ρ _с и не попадает ρ _з.

4) Значит, для того, чтобы по результатам измерений можно было сделать правильный вывод, погрешность измерения не должна быть слишком большой, как у эксперта А. Однако, нет необходимости в том, чтобы она была очень мала. Она должна быть разумно мала, как у эксперта Б.

Главный вывод: оба измерения были бы бессмысленны, если бы они не содержали сведений о погрешностях. Более того, результат эксперта А наталкивал бы на мысль, что корона золотая.

Итак, кроме самого результата измерения должны быть указаны границы интервала, в котором с данной вероятностью находится истинное значение измеряемой величины. Этот интервал называют доверительным интервалом, а эту вероятность – доверительной вероятностью.

Пример записи результата измерения:

(5, 481 ± 0, 025) мА; Р = 0, 95.

Размер доверительного интервала при данной доверительной вероятности характеризует точность. Чем ý же интервал при той же вероятности, т.е. чем меньше погрешность, тем выше точность.

Если интервал не указан, количество разрядов числа, выражающего результат измерения, ориентировочно свидетельствует о точности. Сравните, например, две записи: 5, 4 А и 5, 43135 А.

При этом не следует думать, что чем точнее, тем лучше. И это не только потому, что чем точнее, тем дороже обойдётся полученный результат. При увеличении точности мы обязательно столкнёмся с тем, что наша мысленная модель объекта перестаёт быть адекватной самому объекту.

Простой пример. Пусть нам надо измерить высоту проёма двери. Мы можем взять рулетку и измерить с погрешностью, не выходящей за пределы ± 0, 5 см. Но если мы захотим произвести более точное измерение, например, такое, что погрешность не выходит за пределы ± 0, 5 мм, мы обнаружим, что наша модель проёма в виде прямоугольника перестаёт быть адекватной: высота не одинакова по ширине.

Поэтому, строго говоря, понятие физическая величина относится не к самому объекту, а к его модели. По мере уточнения результатов измерений можно переопределять модель. Например, может выясниться, что модель проёма – это не прямоугольник, а трапеция.

Виды средств измерений

Средства измерений

Мы уже видели, что существуют три вида средств измерений:

Меры воспроизводят физическую величину заданного значения. Они бывают однозначные (например, резистор с сопротивлением 10 Ом) и многозначные (линейка, магазин сопротивлений, магазин емкостей).

Измерительные преобразователи преобразуют сигналы измерительной информации в форму, более удобную для дальнейшего использования.

Примеры:

1) Термопара преобразует температуру в термо-э.д.с.;

2) Измерительный усилитель преобразует меньшее напряжение в большее;

3) Измерительный трансформатор тока преобразует больший переменный ток в меньший.

Измерительные приборы преобразуют сигналы измерительной информации в форму, доступную для восприятия человеком.

Остановимся подробнее на измерительных приборах.

Виды измерительных приборов.

а) По измеряемой величине:

– измерители напряжения U – вольтметры V;

милливольтметры mV;

микровольтметры μ V;

киловольтметры kV;

– измерители тока I – амперметры А;

• • •

•

б) По форме представления результата:

– аналоговые (шкала и указатель);

– цифровые.

в) По выполняемым функциям:

– показывающие;

– регистрирующие;

– показывающие и регистрирующие.

г) По элементной базе:

· электромеханические; вот символы измерительных механизмов:

· электронные:

д) По условиям применения:

Меры, измерительные преобразователи и измерительные приборы – это элементарные средства измерения. С добавлением средств вычислений образуются более сложные: измерительно-вычислительные системы и комплексы.

1.3.3. Точность

Количественная характеристика точности – погрешность. Чем меньше погрешность, тем выше точность.

Прежде всего, существуют два понятия:

· погрешность измерения;

· погрешность измерительного прибора.

Это не одно и то же. Можно взять дорогой, очень точный прибор, но получить при неграмотном использовании очень плохой результат. Попробуйте сами привести пример такой ситуации.

Существует три формы выражения погрешностей:

· абсолютная Δ;

· относительная δ:

· приведённая γ.

Погрешность измерения может быть выражена в форме Δ или δ, а погрешность измерительного прибора – в любой из трёх форм.

Абсолютная погрешность измерительного прибора:

Δ = Х – Х_ист ≈ Х – Х_д, (6)

где Х – показание прибора; Х_ист – истинное значение измеряемой величины;

Х_д – её действительное значение.

Относительная погрешность измерительного прибора:

δ = δ (%) = 100 (7)

Приведённая погрешность измерительного прибора:

γ = γ (%) = 100· (8)

где Х_н – нормирующее значение измеряемой величины.

Что значит «нормирующее значение? Покажу на примерах:

1) У вольтметра с диапазоном измерения от 0 до 15 В нормирующее значение

Х_н = U_н = 15 В.

2) У миллиамперметра с двусторонней шкалой – 5 мА ÷ 0 ÷ 5 мА нормирующее значение

Х_н = I_н = 5 мА (или 10 мА).

3) Частотомер с узким диапазоном измерения 49 Гц ÷ 50 Гц ÷ 51 Гц нормирующее значение

Х_н = f_н = 50 Гц.

Связь относительной погрешности с приведённой:

δ = γ · δ = γ при Х = Х_н; δ > γ при Х < Х_н!

Основная погрешность и дополнительные погрешности.

Погрешность Δ зависит от влияющих величин ξ:

Δ = f(ξ ₁; ξ ₂; … ξ _n).

Влияющие величины – это:

а) внешние факторы – температура, напряжение питания (если оно есть у прибора) и др.;

б) неинформативные параметры входного сигнала.

Пример: u(t) = U_msinω t = Usin2π ft

– вольтметром измеряют среднее квадратическое значение U синусоидального напряжения u(t); в этом случае частота f этого напряжения – неинформативный параметр входного сигнала, т.е. такой параметр, который не несёт полезной информации о значении U, но влияет на результат измерения U;

– частотомером измеряют частоту f синусоидального напряжения u(t); в этом случае U – неинформативный параметр входного сигнала.

Нормальные условия применения прибора – это такие условия, когда все влияющие величины ξ _i либо имеют нормальные значения

ξ _i = ξ _{i, норм},

либо находятся в пределах нормальных областей значений

ξ _{i, норм,}_min ≤ ξ _i ≤ ξ _{i, норм,}_max.

ОСНОВНАЯ погрешность Δ _о – это погрешность в нормальных условиях.

Рабочие условия применения прибора – это такие условия, когда влияющие величины ξ _i находятся в пределах рабочих областей значений

ξ _{i, раб,}_min ≤ ξ _i ≤ ξ _{i, раб,}_max.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ погрешность Δ _д – это изменение погрешности, вызванное отклонением одной из влияющих величин ξ _i от её нормального значения ξ _{i, норм} или выходом за пределы нормальной области значений ξ _{i, норм,}_min ÷ ξ _{i, норм,}_max.

Систематическая и случайная погрешности.

СистематическаяпогрешностьΔ _состаётся постоянной или закономерно изменяется в зависимости от времени (или другого аргумента).

Случайная погрешность изменяется случайным образом.

Пусть Х = const. Производятся повторные измерения Х. Если Х₁; Х₂; …Х_nотличаются друг от друга – значит, проявляет себя случайная погрешность. Что при этом принять за результат измерения? Ответ известен: среднее значение:

. (9)

В вероятностном смысле Х_ср ближе к истинному значению Х_ист, чем любое Х_i. Это объясняется тем, что одни Х_i отличаются от Х_ср в одну сторону, другие – в другую. Чем больше n, тем меньше влияние случайной погрешности, но тем дольше процесс измерения.

Такое измерение с повторами и усреднением называют измерением с многократными наблюдениями: Х_i – это наблюдения, а Х_ср – результат измерения.

Таким образом, простой приём – многократные наблюдения – позволяет обнаружить присутствие случайной погрешности, а их усреднение – снизить её влияние.

Заметим, что этот приём не обнаруживает систематическую погрешность и не снижает её.

Для нахождения Δ _с нужен более точный прибор, показание которого можно считать действительным значением Х_д, и тогда

Δ _с = Х – Х_д (10)

или

Δ _с = Х_ср – Х_д, (11)

если выявлено присутствие случайной погрешности и произведены многократные наблюдения.

Если Δ _с найдена, её можно исключить, введя поправку:

η = – Δ _с. (12)

Тогда Х + η – это будет исправленный результат измерения.

Получается, что если погрешность найдена – это уже не погрешность. Погрешность остаётся погрешностью лишь до тех пор, пока в ней есть неопределённость, случайность. После внесения поправки остаются не исключённые остатки Δ _с, но они уже случайны.

Итак, погрешность – в принципе случайная величина.

Случайные величины можно изучать, у них есть определённые законы. Этим занимается одна из отраслей математики – теория вероятностей. Мы будем её использовать.

Мы рассмотрели случай, когда с помощью более точного прибора находят Δ _с и вводят поправку η. Может возникнуть вопрос: если у нас есть этот более точный прибор, почему бы им и не измерять? Дело в том, что поправка вносится в результаты многих измерений, а определяется редко. Для её нахождения используются эталонные средства измерения. Они служат не для измерений, а для поверки и аттестации рабочих средств измерения. Если бы эталонные средства использовались для измерений, они быстро бы перестали быть эталонными.

Но вообще внесение поправки – довольно редкий случай в практике измерений: это точные лабораторные измерения, научные исследования. Большей частью Δ _с есть, но её не выявляют для каждого данного экземпляра средств измерений. На множестве экземпляров данного типа средств измерений она проявляет себя, как случайная величина.

Таким образом, проявляет себя, как случайная величина на множестве многократных наблюдений, если таковые производятся, а Δ _с проявляет себя, как случайная величина даже при одном измерении – на множестве экземпляров приборов данного типа.

Нормирование погрешностей

Нормируют предельно допускаемые значения погрешностей средств измерений, в первую очередь для основной погрешности. Существуют разные формы нормирования:

1) Нормируют предельно допускаемые значения основной приведённой погрешности, например, γ _{о, п} = ± 0, 5 %. Так нормируют погрешности аналоговых вольтметров, амперметров и т.п. Это означает, что – 0, 5 % ≤ γ _о≤ 0, 5 %.

Возможно, нам попался экземпляр прибора, у которого γ _о = 0, но мы этого не знаем. Мы знаем, что гарантируется – 0, 5 % ≤ γ _о≤ 0, 5 %.

2) Гораздо реже гарантируется предельно допускаемые значения основной относительной погрешности, например, δ _{о, п} = ± 0, 02 %. Так, например, нормируют погрешность измерительных мостов.

3) Нормируют предельно допускаемые значения основной относительной погрешности, но не в виде числа со знаками ±, а в виде формулы:

. (13)

Так нормируют погрешность для цифровых измерительных приборов, например:

Дополнительные погрешности.

Классы точности

Класс точности – комплексная характеристика, которая говорит нам и об основной и о дополнительных погрешностях [9].

Обозначение классов точности:

· На циферблате аналогового прибора проставлено число, например, 0, 5. Что оно означает? В первую очередь, что γ _{о, п} = ± 0, 5 %.

· На лицевой панели прибора проставлено число внутри окружности, например,

Это значит, что δ _{о, п} = ± 0, 2 %.

· В документации цифрового измерительного прибора его класс точности обозначен 0, 01/0, 005. Это значит, что

Все числа, фигурирующие в обозначениях классов, выбираются из ряда

(1; 1, 5; 2; 2, 5; 4; 5; 6)·10^а,

где а = 1; 0; – 1; – 2; …

Кроме основной погрешности класс точности даёт информацию о дополнительных погрешностях, например, так, как это было показано в приведённых выше примерах, но как именно, в частности, «…не более половины основной…» или «…не более основной…» – это надо уточнять по документации на прибор.

Меры.

Первая характеристика меры – её номинальное значение Y_ном, для многозначной меры – множество номинальных значений.

Абсолютная погрешность меры: Δ = Y_ном – Y_ист ≈ Y_ном – Y_д, где Y_ист и Y_д - истинное и действительное значения меры.

Для однозначных мер относительная погрешность δ и приведённая погрешность γ – одно и то же, для многозначных соотношение между ними такое же, как у измерительных приборов.

Для тех и других сохраняются понятия систематической Δ _с и случайной составляющих.

Виды и методы измерений

Виды измерений:

· Прямые

· Косвенные

· Совокупные

· Совместные

Прямые – искомое значение физической величины получают непосредственно из опыта.

Примеры: измерение длины линейкой; измерение тока амперметром и т.п., т.е. все обычные измерения.

Косвенные – искомое значение физической величины вычисляют на основании известной зависимости этой величины от нескольких других, значения которых получены прямыми измерениями.

Пример: вычисление сопротивления R по измеренным значениям напряжения U и тока I.

Замечание: измерение сопротивления омметром – это прямое измерение.

Совокупные и совместные – одновременное измерение нескольких величин и нахождение искомых значений путём решения системы уравнений.

При совокупных измеряемые величины одноимённые, при совместных – не одноимённые.

Методы измерений:

· Метод непосредственной оценки (мера в явном виде не присутствует, она отражена в шкале). Примеры: пружинные весы, амперметр со стрелкой и шкалой и т.п.

· Методы сравнения с мерой (она присутствует в явном виде):

– нулевой метод;

– дифференциальный метод;

– метод замещения;

– метод совпадений.

Методы сравнения с мерой более точные, но и более медленные.

Нулевой метод. Разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, доводится до нуля.

Примеры: рычажные весы с гирями; равновесный мост; компенсатор.

Дифференциальный метод. Разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, измеряется прибором непосредственной оценки.

Примеры: пружинные весы с маленькой платформой, на которую ставят гирю, когда масса на большой платформе превышает диапазон измерения по шкале; неравновесный мост.

Метод замещения. Измеряемую величину замещают известной, и измеряют поочерёдно.

Метод совпадений. Разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, измеряют, используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов.

Примеры: штангенциркуль с нониусом; стробоскоп – метка на вращающемся теле освещается вспышками лампы и кажется неподвижной, когда частота вспышек равна (или кратна) частоте вращения.

СТАНДАРТИЗАЦИЯ

Определение стандартизации

Стандартизация – это деятельность по установлению правил и характеристик в целях их добровольного многократного использования, направленная на достижение упорядоченности в сферах производств и обращения продукции и повышения конкурентноспособности продукции, работ или услуг.

Стандартизацию обеспечивает Федеральный закон о техническом регулировании [10].

Техническое регулирование – правовое регулирование отношений в области установления, применения и исполнения обязательных требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, а также в области установления и применения на добровольной основе требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнению работ или оказанию услуг и правовое регулирование отношений в области оценки соответствия.

Оценка соответствия – прямое или косвенное определение соблюдения требований, предъявляемых к объекту.

Цели стандартизации

· Повышение уровня безопасности жизни или здоровья граждан, имущества физических или юридических лиц, государственного или муниципального имущества, экологической безопасности.

· Повышение уровня безопасности объектов с учётом риска возникновения чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера.

· Обеспечение научно-технического прогресса.

· Повышение конкурентноспособности продукции, работ, услуг.

· Рациональное использование ресурсов.

· Техническая и информационная совместимость.

· Сопоставимость результатов исследований (испытаний) и измерений, технических и экономико-статистических данных.

· Взаимозаменяемость продукции.

Принципы стандартизации

· Добровольное применение стандартов.

· Максимальный учёт при разработке стандартов законных интересов заинтересованных лиц.

· Применение международного стандарта как основы разработки национального стандарта, за исключением случаев, если такое применение признано невозможным вследствие несоответствия требований международных стандартов климатическим и географическим особенностям Российской Федерации, техническим и (или) технологическим особенностям или по иным основаниям, либо если Российская Федерация в соответствии с установленными процедурами выступала против принятия международного стандарта или отдельного его положения.

· Недопустимость создания препятствий производству и обращению продукции, выполнению работ и оказанию услуг в большей степени, чем это минимально необходимо для выполнения целей стандартизации.

· Недопустимость установления таких стандартов, которые противоречат техническим регламентам (см. раздел 3.1).

· Обеспечение условий для единообразного применения стандартов.

Методы стандартизации

· Симплификация (от лат. Simplex – простой) – сокращение марок и сортиментов материалов, полуфабрикатов, комплектующих изделий до количества, достаточного для выпуска изделий с требуемыми показателями качества.

· Унификация – уменьшение числа типов, видов и размеров объектов одинакового функционального назначения.

· Типизация – разработка и установление конструктивных, технологических, организационных типовых решений на основе наиболее прогрессивных методов и режимов работы.

· Агрегатирование – компановка конечного изделия из ограниченного набора унифицированных узлов, обладающих геометрической и функциональной взаимозаменяемостью.

Принцип взаимозаменяемости изделий − свойство независимо изготовляемых деталей и сборочных единиц занимать свое место в изделии без дополнительной обработки. Данный принцип позволяет в процессе монтажа и замены технических конструкций (оборудования, приборов, аппаратов, механизмов, агрегатов) исключить необходимость в подгонке.

Взаимозаменяемость обеспечивают путем установления в стандартах, чертежах, нормативных документах и другой технической документации единых номинальных размеров для сопрягаемых деталей, соответствующих допустимых пределов размеров, геометрических форм и расположения поверхностей и регламентирующих требований к качеству материалов. Взаимозаменяемые детали должны быть одинаковыми по размерам, массе, форме, твердости, физико-химическим свойствам и многим другим параметрам, установленным соответствующими стандартами.

Различают функциональную и геометрическую взаимозаменяемость изделий.

Функциональная взаимозаменяемость предусматривает обеспечение физико-химических и эксплуатационных показателей без нарушения технических требований к конкретному изделию. Функциональная взаимозаменяемость предполагает не только возможность нормальной сборки, но и нормальную работу изделия после установки в нем новой детали или другой составной части взамен вышедшей из строя. Стандарты на продукцию в необходимых случаях должны устанавливать нормы и требования, обеспечивающие функциональную взаимозаменяемость изделий.

Геометрическая взаимозаменяемость − вид взаимозаменяемости, при которой обеспечивается сборка изделия по геометрическим параметрам с учетом размеров, формы и расположения деталей.

Виды стандартов

Стандарт (от англ. Standard – норма, образец) – документ, в котором в целях добровольного многократного использования устанавливаются характеристики продукции, правила осуществления и характеристики процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнения работ или оказания услуг. Стандарт также может содержать требования к терминологии, символике, упаковке, маркировке или этикеткам и правилам их нанесения.

Стандартыделятся на международные, национальные и стандарты организаций.

Международный стандарт − стандарт, принятый международной организацией.

Национальный стандарт − стандарт, утверждённый национальным органом по стандартизации (в нашей стране − национальным органом Российской Федерации национальным органом).

Национальные стандарты, правила их разработки и применения представляют собой национальную систему стандартизации. Они разрабатываются в порядке, установленном Федеральным законом о техническом регулировании и утверждаются национальным органом по стандартизации в соответствии с правилами стандартизации, нормами и рекомендациями в этой области.

12 3 Следующая ⇒