Предмет и содержание метрологии
Метрология как наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности, история и основные этапы ее становления и развития в истории. Задачи, принципы метрологии. Внедрение контроля в производство.
| Рубрика | Менеджмент и трудовые отношения |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.05.2012 |
| Размер файла | 33,5 K |
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/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Введение
Метрологии включает комплексы взаимосвязанных и взаимообусловленных общих правил, требований и норм, а также другие вопросы, нуждающиеся в регламентации и контроле со стороны государства, направленные на обеспечение единства измерений и единообразия средств измерений. Законодательная метрология является нормативно-правовой основой метрологической деятельности. Современное состояние законодательной метрологии и перспективы ее развития связаны с отказом от всеобъемлющей нормативной регламентации, развитием самостоятельности, предприимчивости и инициативы, использованием высокоэффективных экономических методов управления в условиях перехода к рыночным отношениям.
Законодательная метрология охватывает все стороны метрологической деятельности: от международного уровня до уровня руководства отдельными предприятиями и их подразделениями. Необходимо отметить важность для будущих инженеров-метрологов получения знаний и приобретения практических навыков по технологии разработки нормативной документации, относящейся к метрологической деятельности.
Очень важной характеристикой измерений является то, что они не ограничены рамками отдельной страны: международная торговля определяет мировую экономику; научные, технические, медицинские исследования зависят от международного сотрудничества; загрязняющие атмосферу выбросы не ограничиваются национальными границами. Поскольку измерения составляют основу во многих видах деятельности, в этих сферах международный обмен знаниями и опытом является важным шагом по пути к прогрессу в различных областях.
Международное сотрудничество в области метрологии может быть межправительственным, на уровне неправительственных организаций, на региональной основе. Россия участвует во всех видах сотрудничества. Важное значение в развитии международного сотрудничества в области метрологии имеет деятельность Международной организации законодательной метрологии (МОЗМ).
Развитие рыночной экономики в Казахстане определило новые приоритеты развития производства: повышение конкурентоспособности производимой в Казахстане продукции; осуществление перехода от добывающей промышленности к перерабатывающей; удовлетворение растущих потребностей населения; создание системы обеспечения безопасности потребляемой продукции.
В связи с этим возникла необходимость использования нового подхода к решению вышеназванных задач.
В нашей жизни в связи с развитием науки, техники, разработкой новых технологий, эталонов и средств измерений, измерения охватывают более современные физические величины, расширяются диапазоны измерений.
Постоянно растут требования к точности измерений. В таких условиях, чтобы разобраться с вопросами и проблемами измерений, метрологического обеспечения и обеспечения единства измерений, нужен единый научный и законодательный фундамент, обеспечивающий в практической деятельности высокое качество измерений, независимо от того, где и с какой целью они проводятся.
Измерения это основной источник сведений о соответствии продукции и услуг требованиям нормативных документов. Следовательно, измерения должны быть качественными. При решении вопроса обеспечения качества измерений главная роль принадлежит метрологии.
Метрология занимает особое место среди технических наук, т.к. метрология впитывает в себя самые последние научные достижения и это выражается в совершенстве ее эталонной базы и способов обработки результатов измерений.
Итак, переход страны к рыночной экономике с присущей ей конкуренцией, борьбой за доверие потребителя заставит специалистов коммерции шире использовать методы и правила метрологии в своей практической деятельности для обеспечения высокого качества товаров, работ и услуг.
Целью курсовой работы являлось изучить становление, развитие и внедрение метрологического производства.
Задачи:
1. Изучить историю возникновения метрологии, метрология как наука
2. Изучить задачи, принципы, основные понятия и термины метрологии
3. Изучить виды метрологического контроля
4. Обобщить полученные результаты и сделать выводы
1. Метрология
Метрология (от греч. мЭфспн - мера, измерительный инструмент наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
Метрология изучает широкий круг вопросов, связанных как с теоретическими проблемами, так и с задачами практики. К их числу относятся: общая теория измерений, единицы физ. величин и их системы, методы и средства измерений, методы определения точности измерений, основы обеспечения единства измерений и единообразия средств измерений, эталоны и образцовые средства измерений, методы передачи размеров единиц от эталонов к рабочим средствам измерения. Большое значение имеет изучение метрологических характеристик средств измерений, влияющих на результаты и погрешности измерений.
Предметом метрологии является извлечение количественной информации о свойствах объектов с заданной точностью и достоверностью; нормативная база для этого - метрологические стандарты.
Метрология состоит из 3 разделов:
Теоретическая: Рассматривает общие теоретические проблемы (разработка теории и проблем измерений физических величин, их единиц, методов измерений).
Прикладная: Изучает вопросы практического применения разработок теоретической метрологии. В её ведении находятся все вопросы метрологического обеспечения.
Законодательная: Устанавливает обязательные технические и юридические требования по применению единиц физической величины, методов и средств измерений.
2. История возникновения метрологии
Метрология как область практической деятельности зародилась в древности. На всем пути развития человеческого общества измерения были основой отношений людей между собой, с окружающими предметами, природой. При этом вырабатывались единые представления о размерах, формах, свойствах предметов и явлений, а также правила и способы их сопоставления
Наименования единиц измерения и их размеры появлялись в давние времена чаще всего в соответствии с возможностью применения единиц и их размеров без специальных устройств, т.е. создавались с ориентацией на те единицы, что были «под руками и ногами». В России в качестве единиц длины были «пядь», «локоть».
В начале 1840 г. во Франции была введена метрическая система мер. Значимость метрической системы глубоко оценил Д.И. Менделеев. В 1867 г. с трибуны съезда русских естествоиспытателей он выступил с призывом содействовать подготовке метрической реформы в России. По его инициативе Петербургская академия наук предложила учредить международную организацию, которая обеспечивала бы единообразие средств измерений в международном масштабе. Это предложение получило одобрение, и в 1875 году на Дипломатической метрологической конференции, проведенной в Париже, в которой участвовали 17 государств (в том числе Россия), была принята Метрическая конвенция.
По мере унификации единиц измерений во многих государствах вводились законодательные нормы, которые защищали покупателей от недобросовестности производителей и распространителей товаров и услуг. В России в XVI в. контролеры (целовальники) на рынках разыскивали и отбирали старые (неофициальные) меры. За пользование ими налагали большой штраф и даже заключали виновных в тюрьму.
Еще больше усилился надзор за мерами в XVII веке. Им занимались таможни, «кружечные дворы». В Москве действовали Померная изба и Большая таможня. Померная изба проводила периодическую («как год минет») поверку мер и изымала неправильные («воровские») меры.
В Наказе царя Федора Алексеевича Большой Московской таможне о сборе таможенных пошлин (1681 г.) говорилось, что за найденные у торговцев воровские меры определялась конфискация товаров и ссылка с семьей.
Решительный и жесткий характер Петра I проявился в его Наказе «О сборе в Московской Большой таможне пошлин» (1698 г.): «за найденные непрямые, воровские весы лавки опечатать, товары отобрать и семьей сослать». Он же в Уставе воинских артикулов (1716 г.) писал: «Наказание за обмер и обвес - возвратить добро втрое, взимать штраф, подвергнуть телесному наказанию».
В 1745 г. публикуется Указ сенатский о рассылке из камер-коллегии во все города заклейменных мер для хлеба и о взыскании штрафа с того, у кого окажутся неуказанные меры.
В 1858 г. Елизавета Петровна повелела: «Сделать аршины железные верные и с обеих концов заклейменные так, чтобы ни урезать, ни упиловать невозможно было».
Долгое время метрология была в основном описательной наукой о различных мерах и соотношениях между ними. Но в процессе развития общества роль измерений возрастала, и с конца прошлого века благодаря прогрессу физики метрология поднялась на качественно новый уровень. Большую роль в становлении метрологии в России сыграл Д.И. Менделеев, руководивший отечественной метрологией в период с 1892 по 1907 г. «Наука начинается… с тех пор, как начинают измерять», - в этом научном кредо великого ученого выражен, по существу, важнейший принцип развития науки, который не утратил актуальности и в современных условиях.
Развитие естественных наук привело к появлению все новых и новых средств измерений (СИ), а они, в свою очередь, стимулировали развитие наук, становясь все более мощным средством исследования. Так, повышение точности измерений плотности воды привело в 1932 г. к открытию тяжелого изотопа водорода - дейтерия. Подобных примеров, которые подтверждают роль измерений как инструмента познания, - множество. Здесь уместно привести высказывание крупнейшего русского физика и электротехника Б.С. Якоби: «Искусство измерений является могущественным оружием, созданным человеческим разумом для проникновения в законы природы и подчинения ее сил нашему господству».
3. Задачи, принципы основные понятия метрологии
метрология контроль точность измерение
Сегодня ни одна отрасль народного хозяйства не могла бы правильно и продуктивно функционировать без применения своей системы измерений. Ведь именно с помощью этих измерений происходит формирование и управление различными технологическими процессами, а также контролирование качества выпускаемой продукции. Подобные измерения нужны для самых различных потребностей в процессе развития научно-технического прогресса: и для учета материальных ресурсов и планирования, и для нужд внутренней и внешней торговли, и для проверки качества выпускаемой продукции, и для повышения уровня защиты труда любого работающего человека. Несмотря на многообразие природных явлений и продуктов материального мира, для их измерения существует такая же многообразная система измерений, основанных на очень существенном моменте - сравнении полученной величины с другой, ей подобной, которая однажды была принята за единицу. При таком подходе физическая величина расценивается как некоторое число принятых для нее единиц, или, говоря иначе, таким образом получается ее значение. Существует наука, систематизирующая и изучающая подобные единицы измерения, - метрология. Как правило, под метрологией подразумевается наука об измерениях, о существующих средствах и методах, помогающих соблюсти принцип их единства, а также о способах достижения требуемой точности.
Происхождение самого термина «метрология» возводят к двум греческим словам: metron, что переводится как «мера», и logos - «учение».
Таким образом, можно сказать, что метрология изучает:
1) методы и средства для учета продукции по следующим показателям: длине, массе, объему, расходу и мощности;
2) измерения физических величин и технических параметров, а также свойств и состава веществ;
3) измерения для контроля и регулирования технологических процессов.
Выделяют несколько основных направлений метрологии:
1) общая теория измерений;
2) системы единиц физических величин;
3) методы и средства измерений;
4) методы определения точности измерений;
5) основы обеспечения единства измерений, а также основы единообразия средств измерения;
6) эталоны и образцовые средства измерений;
7) методы передачи размеров единиц от образцов средств измерения и от эталонов рабочим средствам измерения.
Важным понятием в науке метрологии является единство измерений, под которым подразумевают такие измерения при которых итоговые данные получаются в узаконенных единицах, в то время как погрешности данных измерений получены с заданной вероятностью. Необходимость существования единства измерений вызвана возможностью сопоставления результатов различных измерений, которые были проведены в различных районах, в различные временные отрезки, а также с применением разнообразных методов и средств измерения.
В Республике Казахстан деятельность в области метрологии регулируется Законом «Об обеспечении единства измерений», устанавливающим правовые, экономические и организационные основы обеспечения единства измерений. Закон направлен на защиту прав и законных интересов граждан и экономики Республики Казахстан от последствий недостоверных результатов измерений.
Объектами государственной системы обеспечения единства измерений являются единицы величин, государственные эталоны единиц величин, эталоны единиц величин, средства измерений, методики поверки средств измерений, требования к средствам, методам и результатам измерений, методики выполнения измерений, деятельность метрологических служб государственных органов управления, физических, юридических лиц по обеспечению единства измерений.
На территории Республики Казахстан к применению допускаются единицы величин Международной системы единиц, принятой Генеральной конференцией по мерам и весам и рекомендованной Международной организацией законодательной метрологии, в порядке, установленном уполномоченным органом.
По решению уполномоченного органа к применению могут быть допущены единицы величин, не входящие в Международную систему единиц.
Характеристики и параметры продукции, поставляемой на экспорт, включая средства измерений, могут быть выражены в единицах величин, установленных заказчиком.
Государственная метрологическая служба состоит из: 1) уполномоченного органа и его территориальных подразделений; 2) государственного научного метрологического центра, который обеспечивает создание, совершенствование, хранение и применение государственных эталонов единиц величин, создание систем передачи размеров единиц величин, разрабатывает нормативные документы по обеспечению единства измерений, проводит сличение эталонов единиц величин, результатов поверки и калибровки средств измерений, поверку эталонов единиц величин и высокоточных средств измерений, научно-исследовательские работы, повышение квалификации и переподготовку кадров;
Метрология включает в себя: во-первых, общие правила, нормы и требования, во-вторых, вопросы, нуждающиеся в государственном регламентировании и контроле. И здесь речь идет о:
1) физических величинах, их единицах, а также об их измерениях;
2) принципах и методах измерений и о средствах измерительной техники;
3) погрешностях средств измерений, методах и средствах обработки результатов измерений с целью исключения погрешностей;
4) обеспечении единства измерений, эталонах, образцах;
5) государственной метрологической службе;
6) методике поверочных схем;
7) рабочих средствах измерений.
В связи с этим задачами метрологии становятся: усовершенствование эталонов, разработка новых методов точных измерений, обеспечение единства и необходимой точности измерений.
Для обеспечения метрологического контроля существуют определенные основополагающие принципы. Первый принцип заключается в рассмотрении измерительного процесса в целом перед разработкой или изменением системы метрологического контроля. Анализ процесса в целом позволяет сконцентрировать внимание и ресурсы на тех элементах, которые в особенности нуждаются в контроле. Он также позволяет выбрать наиболее эффективные методы.
Второй принцип заключается в обеспечении гибкости, т.к. возможности применения юридических требований позволяют должностным лицам поступать избирательно в применении контроля. Она также позволяет учитывать вопрос о предстоящем внедрении юридических требований в процессе разработки и реализации программ испытаний как для приборов, так и для расфасовки товаров. Гибкость также позволяет уполномоченным органам распределять ответственность за соответствие существующим требованиям между пользователями и изготовителями.
Основными целями обеспечения единства измерений являются:
1) защита интересов граждан и экономики Республики Казахстан от последствий недостоверных результатов измерений;
2) обеспечение безопасности и качества отечественной и импортируемой продукции, процессов (работ) и услуг;
3) обеспечение достоверного учета всех видов материальных и энергетических ресурсов;
4) обеспечение достоверности измерений при фундаментальных исследованиях и научных разработках;
5) обеспечение достоверных результатов измерений при диагностике и лечении заболеваний, контроле безопасности условий труда и быта людей, обеспечении безопасности движения, охране окружающей среды.
Основные термины
В соответствии с Законом Республики Казахстан от 7 июня 2000 года №53-II
«Об обеспечении единства измерений»:
Законодательная метрология - часть метрологии, относящаяся к деятельности, совершаемой уполномоченным органом и содержащая государственные требования, касающиеся единиц, методов измерения, средств измерений и измерительных лабораторий;
Государственный метрологический контроль - деятельность уполномоченного органа и его территориальных подразделений по контролю за выпуском, состоянием и применением средств измерений, применением методик выполнения измерений, соблюдением метрологических правил и норм, за количеством товаров при продаже, а также за количеством фасованных товаров в упаковках любого вида при их расфасовке, продаже и импорте;
Метрологический контроль - деятельность, осуществляемая метрологическими службами государственных органов управления, физических и юридических лиц в целях проверки соблюдения метрологических правил и норм;
Метрологическая служба - совокупность субъектов, деятельность которых направлена на обеспечение единства измерений;
Измерение - нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств;
Единство измерений - состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин и погрешности измерений находятся в установленных границах с заданной вероятностью;
Государственная система обеспечения единства измерений - совокупность объектов, органов государственного управления, физических и юридических лиц, осуществляющих в пределах своей компетенции работы в области обеспечения единства измерений;
Реестр государственной системы обеспечения единства измерений - документ учета регистрации объектов, участников работ и документов в области обеспечения единства измерений;
Нормативные документы по обеспечению единства измерений - положения, инструкции и иные нормативные и методические документы, определяющие требования и порядок проведения работ по обеспечению единства измерений;
Эксперт-аудитор в области обеспечения единства измерений - физическое лицо, аттестованное в порядке, установленном уполномоченным органом, на право проведения работ в области обеспечения единства измерений;
Метрологическая аттестация средств измерений - установление (подтверждение) соответствия средств измерений, изготовленных или ввозимых в единичных экземплярах, требованиям нормативных документов по обеспечению единства измерений;
Поверитель средств измерений - специалист государственной метрологической службы или метрологических служб аккредитованных юридических лиц, аттестованный в порядке, установленном уполномоченным органом, на право проведения поверки средств измерений;
Испытание средств измерений - совокупность операций, проводимых для определения степени соответствия средств измерений установленным нормам с применением к объектам испытаний различных испытательных воздействий;
Методика поверки средств измерений - совокупность операций и правил, выполнение которых позволяет определить и подтвердить соответствие средств измерений установленным техническим и метрологическим требованиям;
Средство измерений - техническое средство, предназначенное для измерений и имеющее нормированные метрологические характеристики;
Калибровка средства измерений - совокупность операций, устанавливающих соотношение между значением величины, полученным с помощью данного средства измерений, и соответствующим значением величины, определенным с помощью эталона, в целях определения действительных значений метрологических характеристик средства измерений и (или) пригодности к применению средства измерений, не подлежащего государственному метрологическому контролю;
Поверка средства измерений - совокупность операций, выполняемых государственной метрологической службой или другими аккредитованными юридическими лицами в целях определения и подтверждения соответствия средства измерений установленным техническим и метрологическим требованиям;
Сличение - сравнение результатов исследований метрологических характеристик эталонов и средств измерений;
Уполномоченный орган - государственный орган, осуществляющий государственное регулирование в области технического регулирования и метрологии;
Единица величины - физическая величина фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное 1;
Государственный эталон единицы величины - эталон единицы величины, признанный решением уполномоченного органа в качестве исходного на территории Республики Казахстан;
Эталон единицы величины - средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения единицы величины (кратных либо дольных значений единицы величины) в целях передачи ее размера другим средствам измерений данной величины, утвержденное в порядке, установленном уполномоченным органом.
4. Внедрение метрологического контроля в производства
В процессе государственных контрольных (приемочных) испытаний определяют:
- соответствие средств измерений требованиям стандартов;
- соответствие технических характеристик средств измерения требованиям технического задания;
- возможность метрологического обслуживания и обеспечения нормированных значений метрологических характеристик испытуемых приборов при их серийном производстве и в эксплуатации;
- метрологические характеристики, подлежащие контролю при выпуске средств измерений из производства и в эксплуатации, а также рекомендуемая периодичность контроля.
Государственные контрольные испытания проводятся также с целью проверки соответствия выпускаемых из производства или ввозимых из-за границы средств измерения, утвержденному Федеральным агентством типу, требованиям стандартов и технических условий.
К эксплуатации допускаются средства измерений, признанные по результатам метрологического надзора пригодными к применению. Метрологический надзор осуществляется проведением поверки средств измерений, метрологической ревизии и метрологической экспертизы.
Поверка средств измерений проводится для установления их пригодности к применению. Пригодными к применению признаются средства измерений, поверка которых, выполненная в соответствии с нормативными документами, подтверждает их соответствие требованиям этих документов.
Средства измерений, не прошедшие поверки, неисправные, и в том числе имеющие внешние повреждения или своевременно не поверенные, к эксплуатации не допускаются.
Метрологическое обеспечение охватывает все стадии жизненного цикла изделия, начиная с этапа научно-исследовательских и опытно-конструкционных работ. На этом этапе устанавливаются, а затем закладываются в конструкторской и технологической документации параметры точности, обеспечивающие высокие эксплуатационные характеристики изделия и их допуски; производится выбор и обоснование необходимых средств измерения и контроля.
При этом устанавливаются:
- необходимая номенклатура контролируемых параметров комплектующих изделий, сырья, материалов, подлежащих входному контролю;
- возможность контроля этих параметров, а также наличие на предприятии необходимых средств и методов измерений и, при необходимости, приобретение соответствующей измерительной техники;
- наличие необходимой нормативно-технической документации и подготовленного обслуживающего персонала.
В случае необходимости конструктор или технолог могут выдать техническое задание за разработку новых средств контроля, измерений или испытаний параметров продукции или ее элементов.
Метрологические службы на предприятиях и в организациях в процессе производства проводят метрологический контроль и надзор за средствами измерений путем:
- калибровки средств измерений;
- надзора за состоянием и применением средств измерений, с соблюдением метрологических правил и норм, а также нормативных документов по обеспечению единств измерений;
- поверки своевременности предоставления средств измерений на поверку и калибровку;
- выдачи обязательных предписаний, направленных на предотвращение, прекращение или устранение нарушений метрологических норм и правил;
- проведения метрологической экспертизы конструкторской и технологической документации и др.
Системы метрологического контроля могут быть организованы таким образом, чтобы иметь возможность контроля процесса производства или эксплуатации на любой или всех стадиях. Конкретные виды контроля закреплены законом.
Строгая система метрологического контроля может включать в себя следующие положения, закрепленные в законах и правилах:
* испытание и утверждение типа средств измерений;
* требования к монтажу и установке средства измерений;
* первичная поверка как на предприятии, так и на месте эксплуатации;
* определенная периодичность поверки средств измерений после выпуска из производства;
* требования к условиям окружающей среды;
* специальные требования к оператору, например, лицензирование;
* требования к эксплуатации, такие, как сбор данных и установление пределов для объектов измерений;
* специальные требования к обслуживающему персоналу, например, лицензирование, а также аттестация испытательного оборудования и поверка средств измерений.
Выбор стратегии во многом зависит от способа, который могут использовать должностные лица, осуществляющие метрологический контроль. Если ресурсы законодательной метрологии ограничены, можно использовать стратегию очень ограниченного вмешательства в процессе изготовления и эксплуатации. Законодательная метрология играет должную роль в обеспечении точности в процессе измерения, проводимого пользователем, при этом основное внимание уделяется вопросам соблюдения правил, нежели функционированию службы.
Даже при проведении политики, уделяющей особое внимание наблюдению за выполнением существующих требований только на месте эксплуатации, ответственность за обеспечение точности остается на потребителе и изготовителе, у которых, вероятно, имеется достаточно оснований для проведения точных измерений.
Усилением действенности этих мотивов является угроза применения юридических санкций должностными лицами, осуществляющими метрологический надзор. Контроль на месте эксплуатации или конечной стадии измерительного процесса позволяет охранять интересы покупателей, наиболее уязвимой стороны в измерительном процессе.
Выбор элементов контроля
В отдельных случаях эффективность измерительного процесса настолько сильно зависит от возможностей прибора, а причины сбоев в его работе настолько очевидны для пользователя, что достаточно провести только испытания типа либо соединенные с выборочной поверкой у изготовителя для достижения достаточного контроля, хотя это не может защитить от мошенничества. Например, жидкостный стеклянный термометр, отвечающий существующим законодательным требованиям в момент его изготовления, в общем и целом остается точным в течение всего срока эксплуатации, если не произойдет разрыв жидкостного столбика. Для других систем достаточно проводить лишь периодическую поверку. С другой стороны, существуют сложные измерительные процессы, для которых утверждение типа с частыми последующими поверками прибора не обеспечивают достаточно адекватных для применения измерений. Это могут быть процессы, при которых точность проводимых измерений в значительной степени зависит от точности действий оператора. В таких случаях необходимо разработать специальные методы контроля, такие как требования по аттестации оператора.
Проверка продолжающегося соответствия измерительного процесса законодательным требованиям необходима в том случае, если есть предположение, что точность измерений со временем может снижаться. Частая периодическая поверка обычно необходима для новых приборов, надежность которых неизвестна.
Можно отказаться от периодических поверок или, по крайней мере, увеличить интервалы между ними, если данные свидетельствуют о том, что точность прибора в течение срока эксплуатации снижается незначительно. Возможно также, что опыт эксплуатации прибора, работа которого ухудшается со временем, подскажет необходимость проведения более частых поверок после нескольких лет службы, чем вначале.
Интервалы между поверками не должны устанавливаться произвольно и оставаться неизменными, а должны варьироваться на основе реального опыта. По возможности должностные лица службы законодательной метрологии должны собрать данные по типу (номеру модели) и по конкретному серийному номеру для каждого прибора, чтобы определить, какие приборы постоянно функционируют нормально, а какие постоянно выходят за допуск. В том случае, когда данные показывают, что тип прибора достаточно надежен, надзор может быть сокращен, а ресурсы направлены в те области, где уровень соответствия требованиям неудовлетворителен.
Причины снижения точности измерительного процесса
Измерительные процессы и формы метрологического контроля со временем претерпевают изменения. На рынке непрерывно появляются новые приборы; существующие приборы ремонтируются или модернизируются; приборы изымаются из эксплуатации; одни операторы и поверители заменяются другими. В связи с этим существующие формы и методы контроля должны позволять непрерывно контролировать функционирование системы измерений. При этом нужно понимать сам измерительный процесс и быть в состоянии определить те факторы, которые вызывают снижение точности измерений. Очень важно понимать, что точность может понижаться на любой стадии процесса. Примеры факторов, вызывающих понижение точности на различных стадиях процесса, приведены ниже.
Примеры факторов, вызывающих снижение точности в процессе проектирования и изготовления приборов:
* проекты не учитывают влияния окружающей среды;
* проекты не учитывают влияния компоновки комплектующих или конфигурации конструкций;
* проекты не предусматривают случаи возможного неправильного использования;
* при промышленных испытаниях условия эксплуатации, включая условия окружающей среды, имитируются неполностью;
* изготовленные приборы незначительно отличаются от утвержденных типов;
* имеют место достаточно значительные колебания параметров технологических процессов;
* отдельные приборы изготавливаются для специфических областей применения, что влияет на основные метрологические характеристики;
* ежедневные изменения производственного процесса (например, новые источники поставок деталей, изменения в конвейерных линиях), что приводит к изменениям конечной продукции.
Примеры факторов, вызывающих снижение точности в процессе монтажа и установки приборов:
* установленный образец не соответствует условиям применения;
* комплекс средств измерений, составляющих после монтажа измерительную систему, не испытай;
* не учтены все возможные рабочие режимы смонтированной измерительной системы; применяемые при монтаже калибровочные средства измерений недостаточно точны;
* погрешности калибровки или регулировки;
* нечетко изложенные или неадекватные инструкции по проведению калибровки или поверки;
* недостаточная защита от механических воздействий во время монтажа или доставки к месту установки, особенно, если изделие калибруется перед транспортировкой.
Примеры факторов, вызывающих снижение точности в процессе эксплуатации приборов:
* операторы недостаточно хорошо подготовлены для эксплуатации прибора и плохо знакомы со своими обязанностями;
* небрежность оператора;
* дополнительные погрешности, вызванные изменениями условий эксплуатации оборудования и окружающей среды;
* влияние на средство измерений оборудования настройки;
* нарушение межповерочного интервала;
* использование прибора за пределами области его применения.
Примеры факторов, вызывающих снижение точности в процессе ремонта или модификации приборов;
* изменение рабочих характеристик (снижение ТОЧНОСТИ, повышение чувствительности к условиям окружающей среды и т.д.) в результате ремонта;
* отсутствие поверки после ремонта;
* изменение конфигурации конструкции при сборке прибора после ремонта;
* недостаточная защита против механических воздействий во время транспортировки отремонтированного и калиброванного средства измерений;
* недостаточная подготовка персонала.
Любой из вышеприведенных факторов или их комбинация могут вызвать погрешности измерений, превышающие официально допустимые
Рассматривая факторы, связанные с качеством измерений, следует отметить несколько положений. Во-первых, результаты многократных измерений одной и той же стабильной величины (например, массы гири), полученные одним и тем же методом и в практически не изменяющихся условиях (т.е. в соответствии с определенным измерительным процессом), будут незначительно различаться, но среднее значение серии таких измерений имеет тенденцию сходимости при увеличении числа усредненных измерений при условии статистического контроля за этим процессом. Кроме того, это предельное среднее значение будет отличаться от предельных средних значений других подобных процессов измерений и в самом общем случае будет включать в себя систематическую погрешность (смещение) относительно опорного процесса (например, наиболее точное измерение той же величины, сделанное национальной метрологической лабораторией), предельное среднее значение или «лучшее значение» которого признается за правильное. Неопределенность (на заданном уровне доверия), связанная с измерительным процессом (а, следовательно, и любое измерение, проводимое при этом процессе), является комбинацией двух факторов:
а) смещение возможное, но неизвестное, конечного среднего (предельного среднего) значения процесса относительно опорного процесса;
в) возможность иметь статистические (случайные) вариации относительно предельного среднего значения данного процесса.
Общая неопределенность измерений в общем и целом зависит от прибора, окружающей среды, используемых методов, навыков оператора, обработки данных (методы округления, используемые алгоритмы и т.д.) и других элементов. В том случае, когда зависимость от всех этих факторов велика или измерение играет очень важную роль, необходимо приложить особое усилие для обеспечения достоверности каждого измерения. С другой стороны, когда на точность измерения другие факторы, за исключением самого прибора, не оказывают заметного влияния, как это часто бывает в законодательной метрологии, применение поверенного прибора достаточно для обеспечения точности измерений. Тем не менее, погрешность измерений является свойством измерительного процесса, а не самого прибора.
В нижеследующих разделах рассматриваются несколько методов проверки правильности измерений. Необходимо обратить внимание на тот факт, что во всем документе прежде всего рассматриваются погрешности измерений, а не погрешности прибора. Это означает, что по возможности система контроля законодательной метрологии должна не только обеспечивать пригодность контролируемых средств измерений, а стремиться к обеспечению адекватности конечного продукта, то есть измерений, к достижению справедливости в торговле, охране здоровья, безопасности труда и т.д.
Весь процесс измерений, контролируемый службой законодательной метрологии данной страны, можно представить как сложный производственный процесс. Конечной продукцией этого процесса («продуктом») являются сами проводимые измерения, а качество этого «продукта» должно оцениваться и контролироваться точно так же, как и продукция промышленных предприятий. Многие идеи, заложенные в контроле качества промышленного процесса, могут быть приспособлены для контроля измерений.
В этой связи полезно проследить аналогию между службой законодательной метрологии и электронной системой: регулирование с обратной связью. Хорошо организованная служба законодательной метрологии также может иметь обратную связь, то есть точность самих измерений должна выбираться
и сравниваться с опорным сигналом (необходимый минимум качества измерений). Если имеется нежелательное расхождение, то на предыдущую стадию подается корректирующий сигнал, чтобы конечный результат соответствовал желаемому уровню. (Эта аналогия будет пояснена ниже).
Осуществляя строгий и тщательный контроль над всеми элементами, оказывающими влияние на измерительный процесс (испытания типа, первичная поверка и т.п.), можно обеспечить хорошо отлаженный измерительный процесс с приемлемым выходным качеством. В электронном аналоге это соответствует отсутствию искажений на каждой стадии и с должным преимуществом путем отбора высококачественных узлов и использования лучших из имеющихся конструкций. В то время как этот подход может обеспечить техническую «способность выполнения» процесса, он не может гарантировать того, что эта способность используется правильно или поддерживается с целью проведения точных измерений. Этот подход можно назвать системой «разомкнутого контура». Большинство традиционных механизмов контроля в законодательной метрологии можно отнести именно к этому типу.
Альтернативный подход состоит во введении регулирования с обратной связью для уменьшения искажения и контроля усиления, уделяя при этом меньше внимания проработке каждой стадии. В законодательной метрологии по аналогии с «системой регулирования с замкнутой обратной связью» выход (точность реальных измерений) неоднократно подается по обратной связи для введения поправок в измерительный процесс с тем, чтобы восстановить выход (конечный результат) до желаемого уровня.
Эффективная система контроля измерений в области законодательной метрологии включает одновременно требования к точности измерений и условия обеспечения с заданной степенью уверенности в том, что на практике эта точность достижима по крайней мере для заданного процента реально проведенных измерений, подвергнутых контролю. Практически это касается:
* точности проконтролированного конкретного измерения;
* процента проконтролированных измерений, проведенных с точностью по крайней мере равной точности, которая была предписана (так называемый процент соответствия);
* доверительного уровня, с которым процент соответствия определен системой контроля.
Для обеспечения метрологического контроля должны быть регламентированы следующие качественные показатели, которые позволяют считать результат измерений адекватным:
* минимальная точность, которую нужно достигнуть;
* минимальный процент соответствия (или показатель соответствия);
* предписанный доверительный уровень.
Затем в ходе контроля измерений:
* сравнивают точность каждого контролируемого измерения с минимальной точностью, которую нужно достигнуть;
* анализируют данные, позволяющие получить процент соответствия с предписанным доверительным уровнем;
* сравнивают полученный процент соответствия с заданным значением.
Метрологический контроль обеспечен, если процент соответствия равен или стабильно превышает заданное значение.
При контроле качества в промышленности во время производственного процесса составляют таблицы контроля на основе периодических измерений параметров процесса. В некоторых областях законодательной метрологии также применим данный метод. Таблицы контроля могут показывать процент соответствия требованиям для каждого типа контролируемого средства измерений (бензоколонки, весы для взвешивания грузовиков и т.д.) или измерения. Данные на эти таблицы наносятся периодически (например, раз в месяц). Как можно сказать, что производственный процесс находится в стадии статистического контроля, точно также можно сказать, что процесс метрологического контроля может находиться в такой же стадии. Это становится возможным в том случае, если собирают необходимые данные и правильно проводят их анализ.
Нереально достичь процента соответствия 100%. Более реалистично, если должностные лица службы законодательной метрологии для какого-либо класса измерений смогут решить, что метрологические требования выполняются, если при доверительном уровне 95% объективно 80% результатов измерений соответствия достигли. Для других, более критичных измерений они могут решить, что эти требования удовлетворяются в том случае, если при доверительном уровне 99% по крайней мере 99,5% соответствия достигнуто.
Помимо установления численных значений и средств обеспечения для определения процента соответствия соответствующая система метрологического контроля должна также включать какой-либо метод идентификации причин невыполнения заданных значений, так чтобы корректирующее действие могло быть предпринято, чтобы увеличить процент соответствия до заданного уровня соответствия.
Для критичных измерений, где большое значение имеет дисперсия погрешностей измерений, должны быть установлены специальные показатели для максимально допустимых погрешностей. Например при радиологических измерениях максимально допустимая погрешность не должна превышать 1%. Заданное значение процента соответствия в 98% может быть установлено при доверительном уровне в 95%, т.е. контроль за соблюдением существующих требований будет при таких условиях считаться успешным. Можно также установить требование, чтобы погрешность измерения не превышала 3% (однако, нужно снова отметить, что невозможно достичь 100%-ной доверительности). При таком двухступенчатом подходе к показателю точности признано, что для некоторых видов измерений влияние измерения с погрешностью, не намного превышающей допустимые пределы, будет незначительным, тогда как влияние большой погрешности может быть катастрофическим.
Факторы, которые необходимо учитывать при выборе вида метрологического контроля
Характеристики высококачественных систем метрологического контроля даны выше. Но было бы также полезно принимать во внимание следующие вопросы, относящиеся к контролю.
Избыточная стоимость
Разработка систем, предназначенных для независимой проверки всех возможных элементов контроля измерительного процесса, может повлечь большие расходы без значительного улучшения метрологического обеспечения.
Сдерживание прогресса
Негибкие системы контроля могут сдерживать внедрение эффективной новой технологии, новых прогрессивных подходов к измерениям. Подобные системы могут, например, предусматривать строгие требования к утверждению типа прибора в отношении его конструкции или длительную задержку в получении утверждения типа.
Точность измерений, проводимых поверителями
Невозможно должным образом оценить точность контролируемых измерений, если измерения, проводимые для их проверки, не имеют погрешности значительно меньшие, чем наименьшие погрешности, подлежащие обнаружению.
Хорошо подготовленные инспекторы, используя должным образом калиброванные эталоны, могут проводить поверку приборов с адекватной точностью.
Однако, необычные условия окружающей среды, отклонения от предписанных процедур и т.д., что могут оказывать влияние на снижение точности измерений, провидимых инспектором.
Испытания, которое не обеспечивает приемлемую проверку прибора
Примером таких испытаний могут служить приборы динамического взвешивания (для железнодорожных вагонов, грузовиков, с использованием конвейерных ремней и т.д.). Такие приборы используются в динамическом режиме, но из-за трудности организации соответствующих динамических испытаний они подвергаются только статическим испытаниям. В подобных случаях изготовитель прибора может сконструировать прибор, легко проходящий статические испытания, но дающий неточные показания в динамическом режиме.
Недостаточность данных о несоответствии установленным требованиям
В некоторых сферах полномочий в задачи службы законодательной метрологии входит проведение консультаций для изготовителей, пользователей и обслуживающих организаций с тем, чтобы помочь:
* понять и соблюдать законодательные требования;
* сохранять приборы в их рабочем состоянии возможно долгое время;
* выбрать надежные приборы и поддерживать их должным образом.
В том случае, если в задачи службы законодательной метрологии входят такие функции, важно знать причины, вызывающие отклонения в работе приборов. Даже если роль службы ограничивается традиционной задачей обеспечения справедливости в торговле, полезно иметь достаточно информации об отклонениях в работе приборов до выработки оптимальной стратегии контроля с использованием «системного подхода» к метрологическому контролю. Если точность измерений окажется неприемлемой, службе необходимо знать, возникают ли эти проблемы из-за неудачной конструкции, неправильной эксплуатации прибора, погрешностей оператора, жестких условий окружающей среды либо по какой-то другой причине.
Недостаток данных может привести к общему удорожанию контроля из-за невозможности определить причину возникающих проблем и устранить ее. Тем не менее сбор исчерпывающей информации может быть очень дорогим. Там, где имеются автоматические системы управления на основе компьютеризации, становится экономически возможным сбор и анализ большого объема данных, касающихся поверок. В Приложении приводится пример с бензоколонками, который иллюстрирует использование исчерпывающих данных поверки при определении причин отклонений от существующих требований и устранения их влияния.
Заключение
Таким образом, системы метрологического контроля могут быть организованы таким образом, чтобы иметь возможность контроля процесса производства или эксплуатации на любой или всех стадиях. Конкретные виды контроля закреплены законом.
На рынке непрерывно появляются новые приборы; существующие приборы ремонтируются или модернизируются; приборы изымаются из эксплуатации; одни операторы и поверители заменяются другими. В связи с этим существующие формы и методы контроля должны позволять непрерывно контролировать функционирование системы измерений.
В Республике Казахстан деятельность в области метрологии регулируется Законом «Об обеспечении единства измерений», устанавливающим правовые, экономические и организационные основы обеспечения единства измерений.
На территории Республики Казахстан к применению допускаются единицы величин. Международной системы единиц, принятой Генеральной конференцией по мерам и весам и рекомендованной Международной организацией законодательной метрологии, в порядке, установленном уполномоченным органом.
Измерения - это основной источник сведений о соответствии продукции и услуг требованиям нормативных документов. Следовательно, измерения должны быть качественными. При решении вопроса обеспечения качества измерений главная роль принадлежит метрологии.
Важным понятием в науке метрологии является единство измерений, под которым подразумевают такие измерения при которых итоговые данные получаются в узаконенных единицах, в то время как погрешности данных измерений получены с заданной вероятностью.
При этом нужно понимать сам измерительный процесс и быть в состоянии определить те факторы, которые вызывают снижение точности измерений. Очень важно понимать, что точность может понижаться на любой стадии процесса.
Метрологическое обеспечение охватывает все стадии жизненного цикла изделия, начиная с этапа научно-исследовательских и опытно-конструкционных работ.
Поэтому с легкостью можно утверждать, что достижение высокого качества продукции и обеспечение точности и взаимозаменяемости деталей или сборочных единиц невозможно без метрологического обеспечения производства.
Список литературы
1. Закон РК «О техническом регулировании» 09.11.2004 г.
2. «Основы стандартизации, метрологии, сертификации и менеджмента качества» Мырзабай М.М., 2003 г.
3. «Метрологическое обеспечение производства» Правиков Ю.М., Муслина Г.Р. 2009 г.
4. «Метрология, стандартизация и технические измерения: Учебник для вузов» Нефедов В.И., Сигов А.С. 2008 г.
5. Крылова Г.Д. «Основы стандартизации, сертификации, метрологии». - М.: Изд-воЮНИТИ, 1999 г.
6. Димов Ю.В. Метрология, стандартизация и сертификация: учебник для вузов 2-е изд. - СПб.: Питер, 2004 г.
7. «Основы стандартизации, метрологии и сертификации» И.М. Лифиц 2001 г.
8. «Стандартизация и управление качеством продукции» Швандар В.А. 2001 г.
9. «Стандартизация, сертификация и метрология. Основы взаимозаменяемости» Чижикова Т.В., 2004 г.
10. Закон РК «Об обеспечении единства измерений» от 07.06.2000 г.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Метрология как наука об измерениях, его методах, средствах и обеспечении их единства, способах достижения требуемой точности. Организационно-правовые основы метрологии. Роль метрологии в сертификации систем качества. Основные свойства состояния измерений.
реферат [51,6 K], добавлен 21.10.2014Понятие и виды метрология, история ее становления и развития как научного направления от древнейших времен до современного периода. Роль и значение метрологии в обеспечении и контроле качества. Виды и средства измерений, а также используемые эталоны.
реферат [51,4 K], добавлен 07.04.2019Стандартизация, метрология и сертификация как инструменты обеспечения качества продукции, работ и услуг - важного аспекта коммерческой деятельности. Сущность качества и требования к нему. Анализ методов и правил стандартизации, метрологии и сертификации.
учебное пособие [3,6 M], добавлен 27.12.2010Становление метрологии в РК: нормативно–правовая база обеспечения единства измерений. Государственная система технического регулирования. Метрологическое обеспечение производства РГП "КазИнМетр"; система менеджмента качества; испытания средств измерений.
дипломная работа [196,3 K], добавлен 28.06.2011Квалиметрия как научная дисциплина, ее сущность, отличия от метрологии, методологические принципы, правила, методы, задачи. Сущность и классификация показателей качества услуг. Особенности и значение присуждения Премии Правительства РФ в области качества.
доклад [20,1 K], добавлен 10.12.2009Контроль как одна из функций управления и процесс обеспечения достижения организацией своих целей. Основные функции и классификация внутреннего и внешнего контроля. Общая схема процесса контроля в менеджменте и принципы достижения его эффективности.
контрольная работа [53,3 K], добавлен 15.06.2010Рассмотрение основ метрологии. Деятельность метрологической службы в Российской Федерации и метрологического надзора. Переход понятия качества в экономическую категорию. Анализ использования контрольных листков, диаграмм разброса, Парето и Исикавы.
реферат [792,0 K], добавлен 01.10.2014Сущность и содержание менеджмента как научного направления, предпосылки и факторы его становления, этапы и направления развития, дальнейшие перспективы. Основные принципы управления административной школы, ее выдающиеся представители и достижения.
курсовая работа [245,9 K], добавлен 02.07.2015Понятие менеджмента как науки, его сущность и особенности, история становления и развития. Содержание и назначение финансового менеджмента, его роль и место в управлении организацией, цель и задачи. Принципы организации управления финансами предприятия.
контрольная работа [16,6 K], добавлен 02.04.2009Методологические принципы квалиметрии, ее существенные отличия от метрологии. Формирование иерархической структуры качества продукции. Единичные, комплексные, интегральные и базовые показатели качества, их характеристики. Методы оценки уровня качества.
реферат [16,5 K], добавлен 09.12.2009
