Тема 1. Метрология, стандартизация и сертификация

Дата: 2025-05-01; Просмотры: 2

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

1.1 Метрология

Метрология – наука об измерениях, методах достижения их единства и требуемой точности.

Измерением называется нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Результат измерения есть значение физической величины, найденной путем ее измерения.

Решение одной их основных задач метрологии - обеспечение един­ства измерений достигается как за счет точного воспроизведения, хра­нения и передачи размеров установленных единиц физических величин, так и за счет применяемых средств измерения.

Единицы физических величин в настоящее время воспроизводят с помощью специальных технических средств, называемых эталонами.

Эталон единицы величины — это средство измерений, предназна­ченное для воспроизведения, хранения и передачи единицы величины.

Эталоны единиц классифицируют по ряду признаков (рис.1.1): по точности воспроизведения единиц и подчиненности различают первич­ные, вторичные и специальные эталоны. По назначению вторичные эталоны разделяют на эталоны-копии, эталоны сравнения, эталоны-свидетели и рабочие эталоны.

Рисунок 1.1 - Классификация эталонов

Международный эталон принимается по международному соглаше­нию в качестве международной основы для согласования с ним размеров единиц, воспроизводимых и хранимых национальными эталонами. На­пример, международный прототип килограмма.

Первичным называется эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы с наивысшей в стране точностью.

Специальный эталон обеспечивает воспроизведение единицы вели­чины в особых условиях, когда прямую передачу размера единицы от первичного эталона с требуемой точностью технически реализовать не­возможно. Он заменяет для этих условий первичный эталон.

Официально утвержденные в качестве исходных для страны пер­вичные или специальные эталоны называются государственными.

Государственный эталон — это эталон единицы величины, утвер­жденный в установленном порядке и применяемый в качестве исход­ного в РК. На каждый государственный эталон утверждается ГОСТ и назначается ученый-хранитель эталона. Международные эталоны единиц физических величин хранятся в Международном бюро мер и весов (Франция, г. Севр).

В области измерений электрических и магнитных величин на сего­дня создано более 30 государственных эталонов. Основу их составляют эталоны, которые воспроизводят единицы наиболее точно и определяют размер остальных производных единиц. В качестве таких эталонов в на­стоящее время действуют государственные первичные эталоны единиц напряжения (с погрешностью воспроизведения 5 ∙ 10^-8), электрической емкости (2 ∙ 10^-7), сопротивления (1∙ 10^-7).

Вторичный эталон - это эталон, получающий размер единицы ве­личины непосредственно от государственного эталона данной едини­цы величины.

Эталон-свидетель - вторичный эталон, предназначенный для про­верки сохранности Государственного эталона и замены его в случае пор­чи или утраты. Эталон-свидетель применяют лишь тогда, когда Госу­дарственный эталон является невоспроизводимым.

Эталон-копия - вторичный эталон, предназначенный для переда­чи размеров единиц рабочим эталонам. Заметим, что эталон-копия не всегда является физической копией Государственного эталона.

Эталон сравнения — вторичный эталон, применяемый для сличе­ния эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть не­посредственно сличаемыми друг с другом (невозможность перевозки).

Рабочий эталон — эталон, применяемый для передачи размера еди­ницы физической величины рабочим средствам измерений.

По результатам метрологической аттестации рабочие эталоны могут подразделяться на 4 разряда: первый, второй, третий, четвертый.

1.1.1 Основные виды метрологической деятельности

по обеспечению единства измерений

Под единством измерений понимается такое состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах вели­чин и погрешности (неопределенности) измерений не выходят за уста­новленные границы.

Действующая в стране Государственная система обеспечения един­ства измерений (ГСИ) как организационная, научно-техническая и нор­мативно-правовая система предусматривает большое количество меро­приятий:

1). Оценка соответствия средств измерений.

При проведении измерений, относящихся к сфере государственного регулирования обеспе­чения единства измерений, на территории страны должны применяться средства измерений (СИ), соответствующие требованиям технических регламентов и прошед­шие оценку соответствия.

Требования технических регламентов к СИ устанавливают с учетом требований к результатам измерений. При этом в технических регламен­тах могут содержаться требования не только к СИ в целом, а и к их со­ставным частям, в том числе к программному обеспечению.

2).Утверждение типа средств измерений.

Осуще­ствляется на основании положительных результатов испытаний.

При утверждении типа СИ устанавливается ин­тервал между поверками и методика поверки.

3). Аттестация методик выполнения измерений.

Методика выполнения измерений — это совокупность операций и правил, выполнение которых обеспечивает получение результата измерений с установленной погрешностью.

Аттестация методик выполнения измерений проводится:

- на соответствие установленным требованиям к результатам измерений;

- собственно к методикам выполнения измерений.

4). Поверка и калибровка средств измерений.

Поверка средств измерений - это совокупность операций, выпол­няемых с целью подтверждения соответствия действительных значений метрологических характеристик СИ установленным обязательным тре­бованиям по обеспечению единства измерений.

Калибровка СИ - это совокупность операций, выполняемых с це­лью определения действительных значений метрологических характе­ристик СИ.

Периодическая поверка — это поверка СИ, проводимая при их экс­плуатации и хранении через определенные промежутки времени, назы­ваемые межповерочными интервалами. Продолжительность межповерочных интервалов устанавливается такой, чтобы гарантировать метрологическую исправность СИ в пери­од между поверками.

Организационно-технической основой поверки СИ является пра­вильная организация воспроизведения и передачи размера единицы ве­личин от эталонов рабочим СИ.

Прямая передача размеров единиц физических величин от первич­ных эталонов рабочим СИ затруднена, поэтому на практике процедура передачи размеров единиц осуществляется с использованием рабочих эталонов в соответствии с государственными повероч­ными схемами.

Поверочная схема - это утвержденный в установлен­ном порядке нормативный документ, определяющий соподчиненность различных СИ (включая эталоны), участвующих в передаче размеров единицы, с указанием метода и точности передачи. Государственная поверочная схема оформляется в ви­де государственного стандарта, который должен включать в себя чертеж поверочной схемы и необходимую текстовую часть.

1.2 Стандартизация

Для установления единых организационных, методических и практических подходов к проведению работ по стандартизации в 1970-х годах была внедрена Государственная си­стема стандартизации (ГСС).

ГСС представляет собой комплекс правил и положений, которые определяют:

- основные понятия, цели и задачи стандартизации;

- структуру органов и служб стандартизации;

- порядок разработки, оформления, издания и внедрения нормативных документов по стан­дартизации;

- порядок внесения изменений в нормативные документы; контроль за внедрением и соблюдением стандартов и других норма­тивных документов и пр.

Основные цели стандартизации:

- повышение уровня безопасности жизни или здоровья граждан, экологической безопасности, безопасности жизни или здоровья животных и растений;

- содействие соблюдению требований технических регламентов;

- повышение уровня безопасности объекта с учетом риска возникновения чрезвычайных ситуаций природного и технического характера;

- обеспечение научно-технического прогресса;

- повышение конкурентоспособности продукции, работ, услуг;

- рациональное использование ресурсов;

- техническая и информационная совместимость;

- взаимозаменяемость продукции.

Метод стандартизации - это прием или совокупность приемов, с помощью которых достигаются цели стандартизации. Наиболее широко используемыми методами стандартизации являются унификация, агрегатирование, ограничение, типизация.

Метод унификации состоит в рациональном сокращении видов, ти­пов и размеров объектов одинакового функционального назначения. Цель унификации - установление минимально необходимого для практики числа типов, ви­дов и типоразмеров изделий, обладающих высокими показателями ка­чества и полной взаимозаменяемостью.

Метод агрегатирования заключается в создании новых объектов из ограниченного набора отдельных стандартных, унифицированных узлов, обладающих геометрической и функциональной взаимозаменяемостью и многократно используемых при создании различных изделий. Метод агрегатирования обеспечивает конструктивную преемственность при мо­дернизации и создании новых изделий, а также позволяет сократить тру­доемкость при их проектировании, изготовлении и ремонте.

Метод ограничения (симплификации) состоит в отборе из существу­ющей совокупности объектов целесообразного их минимума. Он позво­ляет упростить производство, снабжение, складирование.

Метод типизации заключается в установлении типовых (образцо­вых) объектов для данной совокупности, принимаемых за основу (обра­зец) при создании других объектов, близких по функциональному назна­чению, например типовые корпуса для различных средств измерений.

Непосредствен­ным результатом стандартизации является нормативный документ (НД). Он устанавливает правила, общие принципы или характеристики, касаю­щиеся различных видов деятельности или результатов.

Основным нор­мативным документом является стандарт.

Стандарт - это 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.

Принято различать международные стан­дарты, региональные стандарты, межгосударственные стандарты (ГОСТ). Международные стандарты используются в странах входящих в Между­народную организацию по стандартизации (ISO – International Standart Organization). Примером региональ­ных стандартов могут быть Европейские стандарты. В странах, заключивших между собой соответствующее соглашение, могут использовать­ся межгосударственные стандарты, например, стандарты стран СНГ.

На международном уровне вопросами стандартизации занима­ются несколько организаций. Наиболее представительной является ISO. ISO функционирует с 1947 года и вклю­чает в свой состав более 140 государств. Органами ISO являются Ге­неральная ассамблея, Совет, комитеты Совета, технические комитеты, Центральный секретариат.

Среди других международных организаций, занимающихся разра­боткой международных стандартов, наиболее представительными явля­ются Международная электротехническая комиссия (МЭК), Междуна­родный союз электросвязи (МСЭ), Международная организация зако­нодательной метрологии (МОЗМ), Международное агентство по атом­ной энергии (МАГАТЭ), Европейская организация по контролю каче­ства (ЕОКК) и др.

1.3 Сертификация

Слово «сертификат» в переводе с латинского означает «сделано верно».

Сертификация - это форма осуществления органом по сертифи­кации подтверждения соответствия объектов требованиям технических регламентов, положениям стандартов или условиям договоров.

Подтверждение соответствия - это документальное удостоверение соответствия продукции или иных объектов, процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выпол­нения работ или оказания услуг требованиям технических регламентов, положениям стандартов или условиям договоров.

Основные цели подтверждения соответствия:

- удостоверение соответствия продукции, процессов производства,
эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, работ, услуг техническим регламентам и стандартам;

- содействие приобретателям в компетентном выборе продукции, работ, услуг;

- повышение конкурентоспособности продукции, работ, услуг на внутреннем и международном рынках;

- создание условий для обеспечения свободного перемещения товаров
по территории страны, а также для осуществления международного экономического, научно-технического сотрудничества и международной торговли.

Сведения, отражаемые в сертификате соответствия, права и обя­занности органа по сертификации определены в Законе «О техниче­ском регулировании».

Орган по сертификации имеет право привлекать к проведению ис­следований аккредитованные испытательные лаборатории, проводить инспекционный контроль, приостанавливать или прекращать действие выданного сертификата соответствия, устанавливать стоимость работ по сертификации.

1.4 Квалиметрия

Квалиметрия - это наука о количественном оценивании и анализе каче­ства объектов. В квалиметрии качество рассматривается как свойство или сово­купность свойств объекта, обусловливающих его пригодность для ис­пользования по назначению.

Свойство продукции - это объективная особенность продукции, проявляющаяся при ее создании, эксплуатации или потреблении.

Показатель качества продукции - это качественная характеристика одного или нескольких свойств, входящих в состав качества продукции, рассматриваемая применительно к определенным условиям ее создания, эксплуатации или потребления.

Единичный показатель качества продукции - это показатель, характеризующий только одно из свойств продукции, а комплексный по­казатель - показатель, характеризующий несколько ее свойств. Раз­новидностью комплексного показателя качества (КПК) являются обоб­щенный, интегральный и групповой показатели качества.

Обобщенный КПК — это показатель, характеризующий такую сово­купность свойств, по которым оценивается качество продукции.

Интегральный КПК характеризует отношение суммарного полезно­го эффекта от эксплуатации или потребления продукции к суммарным затратам на ее создание, эксплуатацию или потребление.

Групповой КПК - это показатель, характеризующий одну группу свойств продукции.

Показатель качества продукции называют определяющим, если он используется для принятия решения при оценивании ее качества.

Различают следующие показатели качества продукции: надежность, экономичность, эргономичность, технологичность, транспортабельность, безопасность, стандартизация и унификация.

В теории и практике оценивания качества продукции используют различные методы определения показателей ее качества, которые можно разделить на две группы - эвристические и неэвристические.

Эвристические методы - это субъективные методы, в основе ко­торых лежит сбор и обработка экспертных данных. Эти методы при­нято разделять по двум классификационным признакам:

1) в зави­симости от характера информации, получаемой от экспертов, — органолептические (зрение, слух, обо­няние и осязание) и социологические методы (опрос);

2) в зависимости от вида ин­формации - экспертные методы, экспертно-статистические и методы эвристической классификации.

Экспертные методы предполагают чаще всего использование экспертов для определения коэффициентов весомости единичных показателей качества (ЕПК).

Экспертно-статистические методы решают задачу определения показателей качества продукции на основе достаточно большой выборки объектов. На основе экспертного опроса строят математическую модель КПК для объектов определенного назначения, которая позволяет в дальнейшем находить КПК без очередного опроса экспертов.

Методы эвристической классификации заключаются в разбиении экспертами группы объектов на несколько классов. Объекты каждого класса имеют равные комплексные показатели, определенные в балль­ной системе. Полученные баллы и соответствующие им наборы значений единичных показателей используют для определения границ классов в пространстве единичных показателей.

Неэвристические методы определения показателей качества осно­ваны на использовании выявленных взаимосвязях между параметрами продукции, ее индивидуальных показателей или других объективных данных об этих значениях. Это измерительный, регистрационный и расчетный методы.

Измерительный метод - это объективный метод определения по­казателей качества. Он является наиболее распространенным и реали­зуется на основе использования технических средств измерений.

Регистрационный метод осуществляется на основе наблюдений и подсчете числа определенных событий. Он широко используется при определении значений показателей надежности, например, наработки на отказ, среднего времени восстановления и др.

Расчетный (математический) метод реализуется на основе исполь­зования известных теоретических и эмпирических зависимостей пока­зателей качества продукции от ее параметров. Под параметром здесь понимается признак продукции, количественно характеризующий лю­бые ее свойства или состояния.