Как соотносятся погрешности поверяемых и образцовых средств измерения чем поверяется эталон
8. Эталоны и образцовые средства измерений
8. Эталоны и образцовые средства измерений
Все вопросы, связанные с хранением, применением и созданием эталонов, а также контроль за их состоянием, решаются по единым правилам, установленным ГОСТом «ГСИ. Эталоны единиц физических величин. Основные положения» и ГОСТом «ГСИ. Эталоны единиц физических величин. Порядок разработки и утверждения, регистрации, хранения и применения». Классифицируются эталоны по принципу подчиненности. По этому параметру эталоны бывают первичные и вторичные.
Первичный эталон должен служить целям обеспечения воспроизведения, хранения единицы и передачи размеров с максимальной точностью, которую можно получить в данной сфере измерений. В свою очередь, первичные могут быть специальными первичными эталонами, которые предназначены для воспроизведения единицы в условиях, когда непосредственная передача размера единицы с необходимой достоверностью практически не может быть осуществлена например для малых и больших напряжений, СВЧ и ВЧ. Их утверждают в виде государственных эталонов. Поскольку налицо особая значимость государственных эталонов, на любой государственный эталон утверждается ГОСТом. Другой задачей этого утверждения становится придание данным эталонам силы закона. На Государственный комитет по стандартам возложена обязанность создавать, утверждать, хранить и применять государственные эталоны.
Вторичный эталон воспроизводит единицу при особенных условиях, заменяя при этих условиях первичный эталон. Он создается и утверждается для целей обеспечения минимального износа государственного эталона. Вторичные эталоны могут делиться по признаку назначения. Так, выделяют:
1) эталоны—копии, предназначенные для передачи размеров единиц рабочим эталонам;
2) эталоны—сравнения, предназначенных для проверки невредимости государственного эталона, а также для целей его заменяя при условии его порчи или утраты;
3) эталоны—свидетели, предназначенные для сличения эталонов, которые по ряду различных причин не подлежат непосредственному сличению друг с другом;
4) рабочие эталоны, которые воспроизводят единицу от вторичных эталонов и служат для передачи размера эталону более низкого разряда. Вторичные эталоны создают, утверждают, хранят и применяют министерства и ведомства.
Существует также понятие «эталон единицы», под которым подразумевают одно средство или комплекс средств измерений, направленных на воспроизведение и хранение единицы для последующей трансляции ее размера нижестоящим средствам измерений, выполненных по особой спецификации и официально утвержденных в установленном порядке в качестве эталона. Есть два способа воспроизведения единиц по признаку зависимости от технико—экономических требований:
1) централизованный способ – с помощью единого для целой страны или же группы стран государственного эталона. Централизованно воспроизводятся все основные единицы и большая часть производных;
2) децентрализованный способ воспроизведения – применим к производным единицам, сведения о размере которых не передаются непосредственным сравнением с эталоном.
Трансляция размера может происходить разными методами поверки. Как правило, передача размера осуществляется известными методами измерений. С одной стороны, существует определенный недостаток передачи размера ступенчатым способом, который подразумевает, что порой происходит потеря точности. С другой стороны, есть здесь и свои положительные моменты, которые подразумевают, что данная многоступенчатость помогает оберегать эталоны и передавать размер единицы всем рабочим средствам измерения. Существует также понятие «образцовые средства измерений», которые используются для закономерной трансляции размеров единиц в процессе поверки средств измерения и используются лишь в подразделениях метрологической службы. Разряд образцового средства измерения определяется в ходе измерений метрологической аттестации одним из органов Государственного комитета по стандартам. При необходимости особо точные рабочие средства измерения в вышеуказанном порядке могут быть аттестованы на обусловленный период как образцовые средства измерения. И наоборот, образцовые средства измерения, не прошедшие очередную аттестацию по разным причинам, используются как рабочие средства измерения.[1]
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Продолжение на ЛитРес
Читайте также
3. Классификация измерений
3. Классификация измерений Классификация средств измерений может проводиться по следующим критериям.1. По характеристике точности измерения делятся на равноточные и неравноточные.Равноточными измерениями физической величины называется ряд измерений некоторой
8. Эталоны и образцовые средства измерений
8. Эталоны и образцовые средства измерений Все вопросы, связанные с хранением, применением и созданием эталонов, а также контроль за их состоянием, решаются по единым правилам, установленным ГОСТом «ГСИ. Эталоны единиц физических величин. Основные положения» и ГОСТом
9. Средства измерений и их характеристики
9. Средства измерений и их характеристики В научной литературе средства технических измерений делят на три большие группы. Это: меры, калибры и универсальные средства измерения, к которым относятся измерительные приборы, контрольно—измерительные приборы (КИП), и
13. Погрешность измерений
13. Погрешность измерений В практике использования измерений очень важным показателем становится их точность, которая представляет собой ту степень близости итогов измерения к некоторому действительному значению, которая используется для качественного сравнения
16. Погрешности средств измерений
16. Погрешности средств измерений Погрешности средств измерений классифицируются по следующим критериям:1) по способу выражения;2) по характеру проявления;3) по отношению к условиям применения. По способу выражения выделяют абсолютную и относительную
18. Выбор средств измерений
18. Выбор средств измерений При выборе средств измерений в первую очередь должно учитываться допустимое значение погрешности для данного измерения, установленное в соответствующих нормативных документах.В случае, если допустимая погрешность не предусмотрена в
2 Классификация измерений
2 Классификация измерений Классификация средств измерений может проводиться по следующим критериям.1. По характеристике точности измерения делятся на равноточные и неравноточные.Равноточными измерениями физической величины называется ряд измерений некоторой
8. Средства измерений и их характеристики
8. Средства измерений и их характеристики В научной литературе средства технических измерений делят на три большие группы. Это: меры, калибры и универсальные средства измерения, к которым относятся измерительные приборы, контрольно-измерительные приборы (КИП), и
13. Погрешность измерений
13. Погрешность измерений В практике использования измерений очень важным показателем становится их точность, которая представляет собой ту степень близости итогов измерения к некоторому действительному значению, которая используется для качественного сравнения
5.4.6 Оценка неопределенности измерений
5.4.6 Оценка неопределенности измерений 5.4.6.1 Калибровочная лаборатория или испытательная лаборатория, осуществляющая свои собственные калибровки, должна иметь и применять процедуру оценки неопределенности измерений при всех калибровках и типах калибровок.5.4.6.2
5.6 Прослеживаемость измерений
5.6 Прослеживаемость измерений 5.6.1 Общие положения Все оборудование, используемое для проведения испытаний и/или калибровок, включая оборудование для дополнительных измерений (например окружающих условий), имеющее существенное влияние на точность и достоверность
5.6.3 Эталоны сравнения и эталонные материалы
5.6.3 Эталоны сравнения и эталонные материалы 5.6.3.1 Эталоны сравнения В лаборатории должны быть программа и процедура калибровки своих собственных эталонов сравнения. Эталоны сравнения должны быть поверены органом, который может обеспечить прослеживаемость, как это
5.6.3.1 Эталоны сравнения
5.6.3.1 Эталоны сравнения В лаборатории должны быть программа и процедура калибровки своих собственных эталонов сравнения. Эталоны сравнения должны быть поверены органом, который может обеспечить прослеживаемость, как это описано в 5.6.2.1. Такие измерительные эталоны,
Методы и средства измерений: термины и смыслы
Методы и средства измерений: термины и смыслы Измерения бывают прямые и косвенные. На самом деле то, что обычно считается прямыми измерениями, является косвенными, осуществляемыми посредством сложной цепочки преобразований. Например, в стрелочном приборе это
Эталоны и их «точность»
Эталоны и их «точность» Эталон — это нечто, что реализует единицу измерения (в физике и технике) или свойство (в технике: цвет краски, вкус продукта). Эталон может быть в принципе использован двумя способами. Предъявляя эталон прибору, мы проверяем прибор. Сравнивая эталон
Эталоны для физики и техники
Эталоны для физики и техники Эталон длины Сначала эталоны были естественные, например, эталоном длины был, возможно, пояс короля Карла такого-то. Потом король слегка разъелся и экономика сошла с ума. Поэтому взяли длину маятника с определенным периодом (привязав тем
Как соотносятся погрешности поверяемых и образцовых средств измерения чем поверяется эталон
2. Погрешность измерения. Выбор образцовых средств поверки
Измерения диагностического параметра классифицируются на прямые, косвенные и совместные.
Прямые заключаются в экспериментальном сравнении измеряемой величины с ее мерой непосредственно в единицах оцениваемого параметра, например измерение свободного хода педалей сцепления и тормоза, схождения управляемых колес с помощью специальных линеек и т. п.
При косвенных измеряемая величина связана с определяемой известной зависимостью. Так, состояние обмотки возбуждения генератора определяют по падению напряжения в ней при пропускании определенной силы тока. Метод используется при известной функциональной связи между структурным и диагностическим параметрами при прямом измерении последнего.
При совместных производят одновременно прямые и косвенные измерения двух или более неодноименных величин, например выявление зависимости между токсичностью отработавших газов автомобиля и техническим состоянием элементов системы питания, зажигания, цилиндро-поршневой группы’и механизма газораспределения.
Точность измерений количественно характеризует степень приближения результатов измерения к истинному значению.
Применительно к условиям диагностирования погрешность измерения приводит к оценке части агрегатов как годных, но по действительным значениям выходящих за границу допуска. Одновременно эта же погрешность вызывает выбраковку некоторых исправных агрегатов как негодных к дальнейшей эксплуатации.
Следует отметить, что выбор и обоснование метода диагностирования должны производиться из условия обеспечения минимума затрат на эксплуатацию и ремонт агрегата, включая и стоимость средств измерений, ибо снижение погрешности влечет за собой повышение их стоимости, но снижает затраты от недоиспользования ресурса. И наоборот, увеличение допустимой погрешности снижает стоимость средств измерения, но увеличивает затраты, связанные с недоиспользованием Ресурса.
Таким образом, следует применять те методы и приборы, которые обеспечивают необходимую точность и при этом не увеличивают значительно стоимость технического обслуживания и ремонта агрегатов.
Для выбора метода и средств диагностирования в первую очередь следует знать допустимую погрешность измерения параметра.
Обязательным условием обоснования допустимых погрешностей при выборе средств измерения является знание законов рассеивания отклонений структурных или диагностических параметров и законов распределения погрешностей их измерения. Закон распределения погрешностей обычно принимают нормальным. Распределение рассеивания параметров зависит от конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов и определяется по результатам статистических наблюдений.
Для сопряжений, подвергающихся в процессе эксплуатации в основном износу, с достаточной точностью можно считать, что закон рассеивания отклонения структурных параметров подчиняется нормальному закону распределения. В этом случае зона их рассеивания характеризуется величиной 2δтех и средним квадратическим отклонением δтех. Величина поля допуска характеризуется значениями 2δстр и σстр (рис. 12). При этом принимается условие, что середина поля допуска рассеивания предельных значений параметров совпадает со средним значением погрешностей распределения. Одновременно принимаем условие, что отношение предельной погрешности измерения к полю допуска предельных значений параметров выражается коэффициентом точности метода измерения.
Рис. 12. Схема оценки допуска рассеивания предельных значений параметров
Истинное и соответственно действительное значения изменяются в зависимости от влияния внешних условий, которые одновременно влияют и на характеристики измерительных средств. В связи с этим меняются и погрешности измерений.
В целом все факторы, влияющие на погрешность, объединяются в две основные группы:
Выбор образцовых измерительных средств осуществляется из условий:
В условиях практической поверки измерительных средств эти соотношения могут несколько менять.
Как соотносятся погрешности поверяемых и образцовых средств измерения чем поверяется эталон
ГОСТ 8.381-80
(СТ СЭВ 403-76)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
Способы выражения погрешностей
State system for ensuring the uniformity of measurements.
Standards. The ways of expressing the errors
Дата введения 1981-01-01
РАЗРАБОТАН Государственным комитетом СССР по стандартам
М.Н.Селиванов, канд. техн. наук; Б.Ф.Лосев, канд. техн. наук
ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по стандартам
Член Госстандарта Л.К.Исаев
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 13 мая 1980 г. N 2087
ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 3, 1981 год
Поправка внесена изготовителем базы данных
Настоящий стандарт распространяется на эталоны СЭВ, государственные первичные (специальные) и вторичные эталоны и устанавливает способы выражения их погрешностей в нормативно-технической документации в области метрологии.
Стандарт соответствует СТ СЭВ 403-76 в части установления общих положений, способов выражения погрешностей эталонов и обозначений (см. справочное приложение 5).
неисключенной систематической погрешностью;
Допускается указывать случайную погрешность воспроизведения единицы с учетом передачи ее размера или последнюю указывать отдельно.
1.2. Оценку неисключенной систематической погрешности первичного эталона находят на основании экспериментальных данных исследований эталона, анализа погрешностей метода воспроизведения единицы и погрешностей от действия влияющих величин, а также на основании международных сличений эталона с эталонами других стран и с эталоном СЭВ, если он имеется.
1.3. Оценку случайной погрешности первичного эталона находят на основании экспериментальных данных, полученных при исследовании эталона, и на основе анализа влияющих величин.
1.4. Оценку нестабильности первичного эталона, вызываемую влиянием старения его отдельных элементов и другими причинами, находят на основании исследований эталона во времени, а также по данным периодических международных сличений.
1.5. В оценку погрешности передачи размера единицы должны входить как неисключенные систематические, так и случайные погрешности метода и средств передачи.
1.6. Оценки погрешности вторичных эталонов должны характеризовать отклонения размеров хранимых ими единиц от размера единицы, воспроизводимой при помощи первичного эталона.
Для вторичного эталона указывают суммарную погрешность, включающую случайные погрешности сличаемых эталонов и погрешность передачи размера единицы от первичного (или более точного вторичного) эталона, а также нестабильность вторичного эталона.
Допускается суммарную погрешность вторичного эталона определять с учетом его неисключенной систематической погрешности.
Допускается указывать отдельно неисключенную систематическую погрешность вторичного эталона, а также его нестабильность.
По требованию заказчика могут быть указаны отдельно и другие составляющие погрешности вторичного эталона.
1.7. Нестабильность вторичного эталона должна определяться на основании сличений с первичным эталоном в начале и конце периода, для которого она определяется.
1.8. Оценку погрешности эталонов следует указывать либо в абсолютной форме в единицах измеряемой величины, либо в относительной форме.
Примечание. Если зависимость погрешности от значения воспроизводимой величины сложнее, чем линейная, погрешность может быть указана в виде таблицы по выбранным диапазонам (в абсолютной или относительной форме) или в виде функции зависимости этой погрешности.
1.9. Определения нестандартизованных терминов, употребляемых в данном стандарте, приведены в справочном приложении 1.
Примеры формул для вычисления погрешностей приведены в справочном приложении 2. Обозначения погрешностей приведены в справочном приложении 3. Примеры вычисления погрешностей приведены в справочном приложении 4.
2. СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ ПЕРВИЧНЫХ ЭТАЛОНОВ
2.2. Случайная погрешность характеризуется средним квадратическим отклонением (СКО) результата измерений при воспроизведении единицы (или при воспроизведении единицы и передаче ее размера) с указанием числа независимых наблюдений.
2.3. Нестабильность эталона следует характеризовать изменением размера единицы за определенный промежуток времени, который указывается.
3. СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ ВТОРИЧНЫХ ЭТАЛОНОВ
3.1. Суммарная погрешность вторичного эталона характеризуется средним квадратическим отклонением результата измерений ( ) при его сличении с первичным эталоном или вышестоящим по поверочной схеме вторичным эталоном или же в виде доверительной границы погрешности 
с доверительной вероятностью 0,99.
При учете неисключенной систематической погрешности через следует выражать среднее квадратическое отклонение суммы неисключенных систематических и случайных погрешностей эталона.
Если неисключенную систематическую погрешность и нестабильность вторичного эталона указывают отдельно, то их выражают в виде, принятом для первичного эталона (пп.2.1, 2.3).
31.2. Методы поверки (калибровки) и поверочные схемы
Допускается применение четырех методов поверки (калибровки) средств измерений:
• непосредственное сличение с эталоном;
• сличение с помощью компаратора;
Метод непосредственного сличения поверяемого (калибруемого) средства измерения с эталоном соответствующего разряда широко применяется для различных средств измерений в таких областях, как электрические и магнитные измерения, для определения напряжения, частоты и силы тока. В основе метода лежит проведение одновременных измерений одной и той же физической величины поверяемым (калибруемым) и эталонным приборами. При этом определяют погрешность как разницу показаний поверяемого и эталонного средств измерений, принимая показания эталона за действительное значение величины. Достоинства этого метода в его простоте, наглядности, возможности применения автоматической поверки (калибровки), отсутствии потребности в сложном оборудовании.
Для второго метода необходим компаратор — прибор сравнения, с помощью которого сличаются поверяемое (калибруемое) и эталонное средства измерения. Потребность в компараторе возникает при невозможности сравнения показаний приборов, измеряющих одну и ту же величину. Например, двух вольтметров, один из которых пригоден для постоянного тока, а другой — переменного. В подобных ситуациях в схему поверки (калибровки) вводится промежуточное звено — компаратор. Для приведенного примера потребуется потенциометр, который и будет компаратором. На практике компаратором может служить любое средство измерения, если оно одинаково реагирует на сигналы как поверяемого (калибруемого), так и эталонного измерительного прибора. Достоинством данного метода специалисты считают последовательное во времени сравнение двух величин. Метод прямых измерений применяется, когда имеется возможность сличить испытуемый прибор с эталонным в определенных пределах измерений. В целом принцип этого метода аналогичен методу непосредственного сличения, но методом прямых измерений производится сличение на всех числовых отметках каждого диапазона (и поддиапазонов, если они имеются в приборе). Метод прямых измерений применяют, например, для поверки или калибровки вольтметров постоянного электрического тока.
Метод косвенных измерений применяется, когда действительные значения измеряемых величин невозможно определить прямыми измерениями либо когда косвенные измерения оказываются более точными, чем прямые. Этим методом определяют вначале не искомую характеристику, а другие, связанные с ней определенной зависимостью. Искомая характеристика определяется расчетным путем. Например, при поверке (калибровке) вольтметра постоянного тока эталонным амперметром устанавливают силу тока, одновременно измеряя сопротивление. Расчетное значение напряжения сравнивают с показателями калибруемого (поверяемого) вольтметра. Метод косвенных измерений обычно применяют в установках автоматизированной поверки (калибровки).
Для обеспечения правильной передачи размеров единиц измерения от эталона к рабочим средствам измерения составляют поверочные схемы, устанавливающие метрологические соподчинения государственного эталона, разрядных эталонов и рабочих средств измерений.
Поверочные схемы разделяют на государственные и локальные. Государственные поверочные схемы распространяются на все средства измерений данного
вида, применяемые в стране. Локальные поверочные схемы предназначены для метрологических органов министерств, распространяются они также и на средства измерений подчиненных предприятий. Кроме того, может составляться и локальная схема на средства измерений, используемые на конкретном предприятии. Все локальные поверочные схемы должны соответствовать требованиям соподчиненности, которая определена государственной поверочной схемой (рис. 31.2). Государственные поверочные схемы разрабатываются научно-исследовательскими институтами Госстандарта РФ, держателями государственных эталонов.
В некоторых случаях бывает невозможно одним эталоном воспроизвести весь диапазон величины, поэтому в схеме может быть предусмотрено несколько первичных эталонов, которые в совокупности воспроизводят всю шкалу измерений. Например, шкала температуры от 1,5 до 1*10 5 К воспроизводится двумя государственными эталонами.
Государственные поверочные схемы утверждаются Госстандартом РФ, а локальные — ведомственными метрологическими службами или руководством предприятия.
Рассмотрим в общем виде содержание государственной поверочной схемы.
Наименование эталонов и рабочих средств измерений обычно располагают в прямоугольниках (для государственного эталона прямоугольник двухконтурный). Здесь же указывают метрологические характеристики для данной ступени схемы. В нижней части схемы расположены рабочие средства измерений, которые в зависимости от их степени точности (т.е. погрешности измерений) подразделяют на пять категорий: наивысшей точности; высшей точности; высокой точности; средней точности; низшей точности. Наивысшая точность обычно соизмерима со степенью погрешности средства измерения государственного эталона. В каждой ступени поверочной схемы регламентируется порядок (метод) передачи размера единицы. Наименования методов поверки (калибровки) располагаются в овалах, в которых также указывается допускаемая погрешность метода поверки (калибровки). Основным показателем достоверности передачи размера единицы величины является соотношение погрешностей средств измерений между вышестоящей и нижестоящей ступенями поверочной схемы. В идеале это соотношение должно быть 1:10, однако на практике достичь его не удается, и минимально допустимым соотношением принято считать 1:3. Чем больше величина этого соотношения, тем меньше уверенность в достоверности показаний измерительного прибора.
При разработке конкретных поверочных схем необходимо следовать приведенной схеме. Строгое соблюдение поверочных схем и своевременная поверка разрядных эталонов — необходимые условия для передачи достоверных размеров единиц измерения рабочим средствам измерений.