Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Вопрос 1. Погрешности средств измерения
• Вопрос 2. Управление качеством продукции
• Задача 1. Выбор измерительных средств для контроля размеров
• Задача 2. Определение размерности производных единиц
• Задача 3. Определение параметров и погрешностей прибора
• Задача 4. Определение систематической погрешностей косвенных измерений
• Задача 5. Определение доверительных границ для истинных значений величин
• Задача 6. Статистическая обработка результатов измерений
• Литература

Вопрос 1. Погрешности средств измерения

Погрешность средства измерений - это разность между показанием средства измерений и истинным (действительным) значением измеряемой физической величины.

Систематическая погрешность средства измерений - составляющая погрешности средства измерений, принимаемая за постоянную или закономерную изменяющуюся величину. Бывает вызвана износом наконечника прибора, отклонением температуры и другими длительно действующими факторами. Может быть определена путем сравнения результатов измерения с эталонным измерением и исключена введение поправки с противоположным знаком.

Случайная погрешность - составляющая погрешности средства измерений, изменяющаяся случайным образом.

Абсолютная погрешность средства измерений - погрешность средства измерений, выраженная в единицах измеряемой физической величины.

Относительная погрешность средства измерений - погрешность средства измерений, выраженная отношением абсолютной погрешности средства измерений к результату измерений или к действительному значению измеренной физической величины.

Приведенная погрешность средства измерений - относительная погрешность, выраженная отношением абсолютной погрешности средства измерений к условно принятому значению величины, постоянному во всем диапазоне измерений или в части диапазона. Условно принятое значение величины называют нормирующим значением. Часто за нормирующее значение принимают верхний предел измерений. Приведенную погрешность обычно выражают в процентах.

Основная погрешность средства измерений - погрешность средства измерений, применяемого в нормальных условиях.

Дополнительная погрешность средства измерений - составляющая погрешности средства измерений, возникающая дополнительно к основной погрешности вследствие отклонения какой-либо из влияющих величин от нормального ее значения или вследствие ее выхода за пределы нормальной области значений.

Статическая погрешность средства измерений - погрешность средства измерений, применяемого при измерении физической величины, принимаемой за неизменную.

Динамическая погрешность средства измерений - погрешность средства измерений, возникающая при измерении изменяющейся (в процессе измерений) физической величины.

Предел допускаемой погрешности средства измерений - наибольшее значение погрешности средств измерений, устанавливаемое нормативным документом для данного типа средств измерений, при котором оно еще признается годным к применению.

Вопрос 2. Управление качеством продукции

Управление качеством - это способность предприятия обеспечивать конкурентоспособность выпускаемой продукции при помощи действующей на нем системы управления качеством.

Система управления качеством представляет собой согласованную рабочую структуру, действующую в фирме и включающую эффективные технические и управленческие методы, обеспечивающие наилучшие и наиболее практичные способы взаимодействия людей, машин, а также информации с целью удовлетворения требований потребителей, предъявляемых к качеству продукции, а также экономии расходов на качество

В настоящее время можно выделить три уровня систем управления качеством:

· системы, соответствующие требованиям стандартов ИСО серии 9000;

· общефирменные системы управления качеством (ТQМ всеобщее управление качеством Тоtаl Quality Маnаgement);

· системы, соответствующие критериям национальных или международных (региональных) премий и дипломов по качеству.

Международные стандарты ИСО серии 9000 содержат рекомендации по разработке систем качества.

Вступила в действие версия 2005 г. стандартов ИСО серии 9000. В России эти стандарты действуют с 18 декабря 2008 г. и представляют собой аутентичные тексты стандартов ISO 9000:2005, ISO 9001:2008 и ISO 9004:2009:

· ГОСТ Р ИСО 90002008 Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь. Описывает основные положения систем менеджмента качества и устанавливает терминологию для систем менеджмента качества;

· ГОСТ Р ИСО 90012008 Системы менеджмента качества. Требования. Определяет требования к системам менеджмента качества для тех случаев, когда организации необходимо продемонстрировать свою способность предоставлять продукцию, отвечающую требованиям потребителей и установленным к ней обязательным требованиям, и направлен на повышение удовлетворенности потребителей. Эти системы могут использоваться для внутреннего применения организациями в целях сертификации или заключения контрактов;

· ГОСТ Р ИСО 90042010 Системы менеджмента качества. Рекомендации по улучшению деятельности. Содержит рекомендации по более широкому спектру целей системы менеджмента качества, чем ГОСТ Р ИСО 90012008, особенно по постоянному улучшению деятельности организации, а также ее эффективности и результативности. ГОСТ Р ИСО 90042010 рекомендуется как руководство для организаций, высшее руководство которых, преследуя цель постоянного улучшения деятельности, желает выйти за рамки требований ГОСТ Р ИСО 90012008. Однако он не предназначен для целей сертификации или заключения контрактов.

Принципы менеджмента качества по ГОСТ Р ИСО 90012008:

а) ориентация на потребителя; б) лидерство руководителя; в) вовлечение работников; г) процессный подход; д) системный подход к менеджменту; е) постоянное улучшение; ж) принятие решений, основанное на фактах; и) взаимовыгодные отношения с поставщиками.

По сравнению с версией 1994 г. новая версия заменяет элементный подход к системам качества на процессный. Элементная основа стандартов ИСО серии 9000:1994 обусловливает необходимость распределения ограниченных ресурсов по всем элементам системы качества. По новой версии предусматривается концентрация ресурсов на строго определенных процессах, предопределяющих экономические результаты деятельности фирмы.

Система менеджмента качества создается и внедряется на предприятии в соответствии с характером его деятельности и должна действовать на всех этапах жизненного цикла изделия. Например, она может включать следующие этапы:

1-й этап маркетинг, поиск и изучение рынка.

2-й этап проектирование и (или) разработка технических требований, разработка продукции.

3-й этап материально-техническое снабжение.

4-й этап подготовка и разработка технологических процессов.

5-й этап производство.

6-й этап контроль, проведение испытаний и обследований.

7-ой этап упаковка и хранение.

8-й этап реализация и распределение.

9-й этап монтаж и эксплуатация.

10-й этап техническая помощь в обслуживании.

11-й этап утилизация после использования.

Этапы с 1-го по 7-й осуществляются у изготовителя (поставщика), а с 8-го по 11-й у потребителя (заказчика).

ТQМ это всеобщее управление качеством.

ТQМ является комплексной системой, ориентированной на постоянное улучшение качества, минимизацию производственных затрат и поставки точно в срок. Основная философия ТQМ базируется на принципе улучшению нет предела. Применительно к качеству действует целевая установка ноль дефектов, к затратам ноль непроизводительных затрат, к поставкам точно в срок.

Японская концепция предусматривает четыре уровня качества.

Первый уровень оценивается как соответствие или несоответствие требованиям стандарта. Второй уровень продукция должна не только соответствовать стандарту, но и удовлетворять эксплуатационным требованиям; в этом случае она будет пользоваться спросом на рынке. Третий уровень высокое качество при низкой цене. Четвертый уровень соответствие скрытым потребностям.

Аудит качества это систематический и независимый анализ, позволяющий определить соответствие деятельности и результатов в области качества запланированным мероприятиям, а также эффективность внедрения мероприятий и их пригодность поставленным целям.

Аудиты качества различают по проверяемой области и назначению.

Аудит системы качества служит для оценки эффективности работы системы качества предприятия с помощью методов контроля отдельных ее элементов. При аудите процесса производится оценка его выполнения в соответствии с утвержденной технологией и правилами. При аудите продукции устанавливается соответствие методов и средств изготовления.

Внутренний аудит проводится силами предприятия-изготовителя и является неотъемлемым элементом самой системы управления качеством.

Внешний аудит проводится потребителем или третьей стороной.

Задача 1. Выбор измерительных средств для контроля размеров

Выбрать универсальные измерительные средства для измерения диаметра отверстия 115 Н 8 и диаметра вала 115 е 8.

Решение. 1. Определяем предельные отклонения и допуски на размеры Ш 77Н 8 и 77 m7 по приложению 1 и заносим в табл. 1.

2. Определяем допустимую погрешность измерения по ГОСТ 8.05181 (по табл. 12) и заносим в табл. 1.

3. Выбираем измерительное средство по табл. 15, выполняя перечисленные условия. Данные выбранных средств заносим в табл. 1.

4. В связи с превышением погрешности измерения отверстия 115 Н 8 индикаторным нутромером (0,018 мм) допустимой погрешности измерения (0,012 мм) установим производственный допуск и приемочные границы на это отверстие.

При допустимой величине выхода размера за границу допуска согласно табл. 13 (при Амет () = 12 % для квалитетов 89) Сдоп = 0,1754 = 9,18 мкм.

Выбранное средство с изм = 0,018 мм измерений согласно табл. 13 приемлемо для измерения отверстия 9-го квалитета, у которого IT = 87 мкм, а Спр = 0,17IT = 0,1787 = 14,79 мкм.

Приемочные границы смещаем внутрь допуска на

С = Спр - Сдоп = 14,79 - 9,18 = 5,61 мкм;

округлим до С = 6 мкм. Тогда производственный допуск и приемочные границы данного отверстия 115 мм.

Таблица 1. Выбор измерительных средств

Измеряемый размер	Допуск на размер, мм	Допустимая погрешность измерения, мм	Измерительные средства
			Наименование	Тип или модель	Погрешность измерения, мм	Пределы измерения, мм	Цена деления, мм	Метод измерения
Отверстие 115Н 8 (+0,054)	0,054	0,012	Нутромер индикаторный	НИ-160 ГОСТ 86882*	0,018	100-160	0,01	Сравнения, прямой
Вал 115е 8 (-0,072) (-0,126)	0,054	0,012	Микрометр II класса	МК ГОСТ 650790*	0,005	100-125	0,01	Непоср., прямой

Задача 2. Определение размерности производных единиц

Условие. Определить размерности производных единиц через основные единицы, используя приведенные в табл. 16 уравнения. Если производные единицы имеют специальные наименования, запишите их.

Таблица 2

Вариант	Наименование	Формула	Входящие величины
27	Плотность электрического тока	i = I/S	I - сила постоянного тока; S - площадь поперечного сечения провода

Обе величины, I и t, входящие в формулу работы, - это основные величины.

В соответствии с международным стандартом ИСО 31/0, размерность величин обозначаем знаком dim.

dim i =dim I • dim S= dim I • dim L2,

где I, S, L- символы величин, принятых за основные (соответственно силы тока, площади и длина).

Единица измерения силы тока - 1 А (Ампер).

Единица измерения площади равна квадрату единицы измерения длины - 1 м 2 (квадратный метр).

Единица измерения плотности электрического тока - 1 А/м 2.

Задача 3. Определение параметров и погрешностей прибора

Условие. Определить недостающие в табл. 3 параметры средства измерения для своего варианта.

Таблица 3

Вариант	Наименование прибора	Количество делений шкалы	Верный предел измерений	Цена деления	Чувствительность	Показания прибора в делениях	Значение измеряемой величины
27	Амперметр	30	3 А	0,1 А	10А	20	2 А

Класс точности	Наибольшая возможная абсолютная погрешность измерений	Наибольшая возможная относительная погрешность измерений
0,5	0,045 А	2,25%

Амперметр измеряет силу тока I.

Чувствительность прибора - это отношение линейного перемещения стрелки прибора к значению измеряемой величины, вызвавшей это перемещение. Вычисляется чувствительность прибора по формуле

где S - чувствительность прибора,

A - значение измеряемой величины,

n - число делений, на которое отклонилась стрелка прибора.

Цена деления шкалы

Показание прибора в делениях

Наибольшая возможная абсолютная погрешность измерений определяется классом точности прибора

Наибольшая возможная относительная погрешность измерения

Задача 4. Определение систематической погрешностей косвенных измерений

измерительный качество размерность погрешность

Условие. Определить суммарную абсолютную и относительную погрешности косвенного измерения, если известны расчетная формула, значения величин, входящих в формулу, и систематические погрешности прямых измерений этих величин. Данные, необходимые для расчета, приведены в табл. 19, табл. 20 и табл. 21.

Таблица 20

Вариант	Расчетная формула	Q, ммі	h, мм	Q, ммі	h, мм
27		600	15	+0,5	-0,01

Примечание. В формулах приняты обозначения: Q - объем; l - длина; S - ширина; h - высота; d - диаметр; E - кинетическая энергия; V - скорость; m - масса.

Значение диаметра, полученное в результате косвенного измерения

мм.

Так как величина является функцией нескольких переменных,

Y = f(x₁, x₂, …),

то абсолютная погрешность величины "у" определяется по формуле

где x₁, x₂ - абсолютные погрешности прямых измерений;

- значения частных производных от функции по соответствующему аргументу;

Относительная погрешность косвенного измерения

Задача 5. Определение доверительных границ для истинных значений величин

Условие. Определить доверительные границы и относительную погрешность косвенного измерения, если известны расчетная формула, значения величин, входящих в формулу, систематические погрешности прямых измерений этих величин и средние квадратические отклонения. Данные, необходимые для расчета, приведены в табл. 22, табл. 23 и табл. 24.

Таблица 23

Вариант	Расчетная формула	Значения величин	Систематическая погрешность	Среднее квадратическое отклонение
27	F = m•a	m = 150 кг	а = 3 м/сІ	ДF = 4 H	у m = 0,8 кг	уа = 0,02 м/сІ

Вероятность	Коэффициент Стьюдента
p = 0,9	tp = 1,64

Примечание. В формулах приняты обозначения: F - сила; m - масса; а - ускорение.

Величина силы по результатам косвенного измерения

Доверительные границы для истинных значений величин:

Y = (X ± tp•уy),

где X - значение величины;

tp - Коэффициент (квантиль нормального распределения) Стьюдента, который зависит от заданной вероятности и числа наблюдений;

уy - среднее квадратическое отклонение действительных значений величины.

Для случайных погрешностей (когда отдельные составляющие не всегда принимают предельные значения) используются теоремы теории вероятностей о дисперсии, то есть

.

Систематическую погрешность исключаем введением поправки, т. е. величины, равной систематической погрешности, но с противоположным ей знаком.

Доверительные границы для истинного значения силы с учетом систематической погрешности

Задача 6. Статистическая обработка результатов измерений

Условие. Выполнить статистическую обработку результатов измерений, приведенных в табл. 26.

При статистической обработке следует использовать результаты наблюдений при многократных измерениях для вариантa 29 - сопротивления резистора Ri одинарным мостом, Р = 0,95.

Таблица 26

Число наблюдений ni	Ri, Ом
1	9,791
2	9,795
3	9,789
4	9,784
5	9,796
6	10,025
7	9,793
8	9,793
9	9,765
10	9,794
11	9,797
12	9,761

1. Значения результатов наблюдения упорядочиваем по возрастающим значениям в вариационный ряд х 1, х 2, ..., xn.

Вариационный ряд результатов наблюдений при измерении сопротивления R, число наблюдений n = 12:

9,761; 9,765; 9,784; 9,789; 9,791; 9,793; 9,793; 9,794; 9,795; 9,796; 9,797; 10,025.

2. Среднее арифметическое значение результатов наблюдений

3. Вычисляем оценку среднего квадратичного отклонения результатов наблюдений

4. Если значения хi резко отличаются от других членов вариационного ряда (промах, грубая погрешность), то их отбрасывают и в обработке результатов наблюдений не учитывают. Для проверки вида погрешности (грубая или значительная случайная) используется статистический критерий обнаружения грубых погрешностей (ГОСТ 8.207-76).

Суть статистического способа оценки результатов наблюдений заключается в том, что грубыми признают те погрешности, вероятность появления которых не превышает некоторого, заранее выбранного критерия.

Воспользуемся отбраковкой некоторых результатов измерений по критерию превышения отклонения среднего удвоенного значения среднего квадратичного отклонения результатов наблюдений

.

В случае обнаружения грубых погрешностей результаты наблюдений, их содержащие, исключаются и математическая обработка повторяется. Для данного ряда проверим значение R1 = 9,761 Ом.

R1 = 9,807 - 9,761 = 0,046 Ом, R1 = 0,046 Ом < 20,0697 = 0,139 В.

Погрешность измерения R1 не является грубой.

Проверим значение R12 = 10,025 Ом.

R12 =10,025- 9,807 = 0,218 Ом, R12 = 0,218 Ом > 20,0697 = 0,139 В.

Погрешность измерения R12 является грубой.

Номер наблюдения	Результаты наблюдений	Отклонение от среднего
	Первичные	после исключения грубых погрешностей	по первичным наблюдениям	после исключения грубых погрешностей	по первичным наблюдениям	после исключения грубых погрешностей
1	9,761	9,761	-0,046	-0,026	0,00212	0,0007
2	9,765	9,765	-0,042	-0,022	0,00176	0,0005
3	9,784	9,784	-0,023	-0,003	0,00053	9E-06
4	9,789	9,789	-0,018	0,002	0,00032	4E-06
5	9,791	9,791	0,016	0,004	0,00026	2E-05
6	9,793	9,793	0,014	0,006	0,00020	4E-05
7	9,793	9,793	0,014	0,006	0,00020	4E-05
8	9,794	9,794	0,013	0,007	0,00017	5E-05
9	9,795	9,795	0,012	0,008	0,00014	6E-05
10	9,796	9,796	0,011	0,009	0,00012	8E-05
11	9,797	9,797	0,010	0,01	0,00010	1E-04
12	10,025	-	0,218	-	0,04752	-
n =12	9,807В	9,787В	-0,001	0,001	0,0534	0,00156

Отбрасываем R12, принимаем n = 11 и повторяем пп. 2 и 3:

Ом;

Ом.

5. Определяем доверительный интервал (границы) случайной погрешности результатов наблюдений как

Е= = tS = 2,23•0,0125 = 0,0279 Ом,

где t = 2,23 коэффициент (квантиль нормального распределения) Стьюдента, который в зависимости от вероятности Р=0,95 и числа результатов наблюдений n=11-1=10 берется из табл. 29.

.

6. При нормальном законе распределения результатов наблюдений (при числе наблюдений n 15 принадлежность их нормальному закону не проверяют) математическое ожидание случайной величины М(х) с заданной вероятностью должно находиться в границах (доверительном интервале)

,

где - среднее квадратичное отклонение действительного значения (среднего арифметического) результатов наблюдений,

или Ом.

Коэффициент Стьюдента по табл. 29 для n 1 = 10 и Р = 0,95;

t = 2,23.

Следовательно, доверительный интервал

9,787 2,230,00377 < R < 9,787 + 2,230,00377;

9,779 <R <9,795 Ом.

Таким образом, при Р = 0,95 доверительный интервал

R = (9,787±0,008) Ом.

Ом;

Ом.

Литература

Закон РФ "Об обеспечении единства измерений" от 27.04.93, № 4871-1 (в редакции 2003 г.).

Закон РФ "О техническом регулировании" от 27 декабря 2002 г. № 184-Ф 3 (в ред. Федеральных законов от 09.05.2005 N 45-ФЗ, от 01.05.2007 N 65-ФЗ, от 01.12.2007 N 309-ФЗ, от 23.07.2008 N 160-ФЗ, от 18.07.2009 N 189-ФЗ, от 23.11.2009 N 261-ФЗ, от 30.12.2009 N 384-ФЗ, от 30.12.2009 N 385-ФЗ, от 28.09.2010 N 243-ФЗ, от 21.07.2011 N 255-ФЗ, от 30.11.2011 N 347-ФЗ, от 06.12.2011 N 409-ФЗ).

ГОСТ Р 53089-2008 (ИСО 5458:1998). Основные нормы взаимозаменяемости. Характеристики изделий геометрические. Установление позиционных допусков.

ГОСТ Р 53090-2008 (ИСО 2692:2006). Основные нормы взаимозаменяемости. Характеристики изделий геометрические. Требования максимума материала, минимума материала и взаимодействия.

ГОСТ Р 53442-2009 (ИСО 1101:2004). Основные нормы взаимозаменяемости. Характеристики изделий геометрические. Допуски формы, ориентации, месторасположения и биения.

РМГ 29-99. Метрология. Основные термины и определения.

Авдеев Б.Я. и др. Основы метрологии и электрические измерения / Под ред. Душина. - Л. : Энергоиздат, 1987. - 480 с.

Димов Ю.В., Высоцкая А.В. Метрология, стандартизация и сертификация. [Электронный ресурс] : учебник для вузов. - 3-е. изд. - Иркутск, 2012, ДСК 2114 и сайт http: istu.edu.ru.

Димов Ю.В. Метрология, стандартизация и сертификация. Практикум: [Электронный ресурс] : учеб. пособие. - Иркутск: 2012. Сайт http:

istu.edu.ru.

Допуски и посадки: справочник: В 2-х ч. - 7-ое изд. перераб. и доп. -Л. : Политехника, 1991.

Крылова Г.Д. Основы стандартизации, сертификации, метрологии: учебник для вузов. - 2-ое изд., перераб. и доп. - М. : ЮНИТИ-ДАНА, 1999. - 711 с.

Лифиц И.М. Основы стандартизации, метрологии, сертификации: учебник. - М. : Юрайт, 2000. - 285 с.

Размещено на Allbest.ru