Система физических величин и их единицы.

Система физических величин и их единицы.

Физическая величина в общем случае может быть определена как величина, свойственная материальным объектам (процессам, явлениям), изучаемым в естественных и технических науках. Таким образом, физическая величина – это измеренные свойства физических объектов и процессов, с помощью которых они могли быть изучены.

Физические величины делятся на измеряемые и оцениваемые.

Измеряемые ФВ можно выразить количественно. ФВ, для которой не может быть введена единица измерения, могут быть только оценены.

По видам явлений ФВ делятся на: 1)вещественные 2)энергетические 3) характеризующие протекание процесса во времени

По принадлежности к различным группам физических процессов ФВ: пространственно-временные, механические, тепловые, электрические и магнитные, акустические, световые, физико-химические, атомной и ядерной физики.

По степени условности: основные, производные и дополнительные.

Основные единицы СИ: метр (длина), килограмм (масса), секунда (время), ампер (сила Эл тока), кельвин (термодинамич температура), моль (насекомое)))))шутка – количество вещества), кандела (кд – сила света)

Дополнительные на всякий случай: радиан – плоский угол(рад), и стерадиан- телесный угол(ср)

Обеспечение единства измерений.

Обеспечение единства измерений является областью деятельности, попадающей под действие Федерального закона "О техническом регулировании" (ст. 7), поэтому требования по обеспечению единства измерений являются обязательными. Более того, при всей важности остальных требований, предъявляемых к СМК ГОСТ Р ИСО 9001-2001, только требования к обеспечению единства измерений могут быть проконтролированы внешними организациями: территориальными органами государственной метрологической службы - в рамках государственного метрологического контроля и надзора, заказчиком - при проведении метрологической экспертизы разрабатываемой оборонной продукции (для предприятий оборонно-промышленного комплекса).

· метрологические правила и нормы, содержащиеся в Законе РФ "Об обеспечении единства измерений" и нормативных документах по обеспечению единства измерений;

· требования по метрологическому обеспечению, изложенные в ГОСТ Р ИСО 9001-2001 и являющиеся новыми относительно действующих в Российской Федерации метрологических правил и норм.

Эталоны единиц физических величин.

Эталон - средство измерений (или комплекс средств измерений), предназначенное для воспроизведения и (или) хранения единицы и передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений и утвержденное в качестве эталона в установленном порядке.

Примечания 1 Конструкция эталона, его свойства и способ воспроизведения единицы определяются природой данной физической величины и уровнем развития измерительной техники в данной области измерений.

2 Эталон должен обладать, по крайней мере, тремя тесно связанными друг с другом существенными признаками (по М.Ф.Маликову) - неизменностью, воспроизводимостью и сличаемостью

12.2 первичный эталон Эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы с наивысшей в стране (по сравнению с другими эталонами той же единицы) точностью.

12. 3 вторичный эталон Эталон, получающий размер единицы непосредственно от первичного эталона данной единицы

12. 4 эталон сравнения Эталон, применяемый для сличений эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличены друг с другом

Определение срока межкалибровочного интервала.

Межкалибровочный интервал – промежуток времени или наработка на отказ между двумя последовательными калибровками СИ.

Наработка на отказ- период времени исправной работы между двумя отказами.

Отказы: явные и скрытые.

Явный отказ – отказ обнаруживаемый визуально при подготовке СИ к применению или в процессе его эксплуатации..

Скрытый отказ – отказ не обнаруживаемый визуально, но выявленный при очередной калибровке.

1,2,3,4,5,6,9,12,18,24,36

Класс точности СИ.

Классы точности средств измерений, обобщённая характеристика средств измерений, служащая показателем установленных для них государственными стандартами пределов основных и дополнительных погрешностей и др. параметров, влияющих на точность.

Введение К. т. облегчает стандартизацию средств измерений и их подбор для измерений с требуемой точностью.

Из-за разнообразия измеряемых величин и средств измерений нельзя ввести единый способ выражения пределов допускаемых погрешностей и единые обозначения К. т. Если пределы погрешностей выражены в виде приведенной погрешности (т. е. в процентах от верхнего предела измерений, диапазона измерений или длины шкалы прибора), а также в виде относительной погрешности (т. е. в процентах от действительного значения величины), то К. т. обозначают числом, соответствующим значению погрешности. Например: К. т. 0,1 соответствует погрешность 0,1%. Многие показывающие приборы (амперметры, вольтметры, манометры и др.) формируются по приведённой погрешности, выраженной в процентах от верхнего предела измерений. В этих случаях применяется ряд К. т.: 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. При нормировании по относительной погрешности обозначение К. т. заключают в кружок.

Шкалы измерений

Отображение множества различных проявлений качественного или количественного свойства на принятое по соглашению упорядоченное множество чисел или другую систему логически связанных знаков (обозначений).

ШКАЛЫ НАИМЕНОВАНИЙ отражают качественные свойства. Их элементы характеризуются только соотношениями эквивалентности (равенства) и сходства конкретных качественных проявлений свойств. Примерами таких шкал является шкала классификации (оценки) цвета объектов по наименованиям (красный, оранжевый, желтый, зеленый и т.д.), опирающаяся на стандартизованные атласы цветов, систематизированные по сходству.

ШКАЛЫ ПОРЯДКА - описывают свойства, для которых имеют смысл не только соотношения эквивалентности, но и соотношения порядка по возрастанию или убыванию количественного проявления свойства. Характерным примером шкал порядка являются существующие шкалы чисел твердости тел, шкалы баллов землетрясений, шкалы баллов ветра, шкала оценки событий на АЭС и т.п.

ШКАЛЫ РАЗНОСТЕЙ (ИНТЕРВАЛОВ) - отличаются от шкал порядка тем, что для описываемых ими свойств имеют смысл не только соотношения эквивалентности и порядка, но и суммирования интервалов (разностей) между различными количественными проявлениями свойств. Характерный пример - шкала интервалов времени.

ШКАЛЫ ОТНОШЕНИЙ. К множеству количественных проявлений в этих шкалах применимы соотношения эквивалентности и порядка - операции вычитания и умножения, (шкалы отношений 1-го рода - пропорциональные шкалы), а во многих случаях и суммирования (шкалы отношений 2-го рода - аддитивные шкалы).

В шкалах отношений существуют условные (принятые по соглашению) единицы и естественные нули. Примерами шкал отношений являются шкалы массы (2-го рода), термодинамическая температурная шкала (1-го рода).

АБСОЛЮТНЫЕ ШКАЛЫ - обладают всеми признаками шкал отношений, но дополнительно в них существует естественное однозначное определение единицы измерений. Такие шкалы используются для измерений относительных величии (отношений одноименных величин: коэффициентов усиления, ослабления, КПД, коэффициентов отражений и поглощений, амплитудной модуляции и т.д.).

ЛОГАРИФМИЧЕСКИЕ ШКАЛЫ - логарифмическое преобразование шкал, часто применяемое на практике, приводит к изменению типа шкал. Практическое распространение получили логарифмические шкалы на основе применения систем десятичных и натуральных логарифмов, а также логарифмов с основанием два.

БИОФИЗИЧЕСКИЕ ШКАЛЫ. В метрологической практике существует ряд шкал, которыми описываются реакции биологических объектов, прежде всего человека, на воздействующие на них физические факторы. К ним относятся шкалы световых и цветовых измерений, шкалы восприятия звуков, шкалы эквивалентных доз ионизирующих излучений и др.

Постулаты теории измерений

Объект исследования – поршень. Модель объекта исследования – усеченный конус. Для данной ФВ существует множество измеряемых величин. Истинное значение измеряемое величины – постоянно.

Объект исследования – крышка стола. Измеряемая величина – объем. Иститнное значение измеряемой величины найти невозможно.

Достижимая точность измерений определяется априорной информацией об объекте измерений.

 

Методы измерений

Метод измерений – это способ решения измерительной задачи, характеризуемый его теоретическим обоснованием и разработкой основных приёмов применения средств измерений.

Основные методы измерений:

метод непосредственной оценки (значение величины получают непосредственно по отсчётному устройству) – часы, амперметр, барометр…

метод сравнения с мерой (измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой), например измерение массы на рычажных весах, разновидность- нулевой метод.

Известны контактный и бесконтактный методы измерений, при которых чувствительный элемент прибора приводится (контактный) или не приводится (бесконтактный) в контакт с объектом измерения.

Выбор метода измерений зависит от его теоретической особенности, наличия необходимых средств измерений, их вида и конструктивных особенностей. Метод измерений предусматривает разработку основных приёмов применения средств измерений.

 

Классификация измерений

Измерение является важнейшим понятием в метрологии. Это организованное действие человека, выполняемое для количественного познания свойств физического объекта с помощью определения опытным путем значения какой-либо физической величины

По способу получения результатов измерений их разделяют на:

Прямые - это измерения, при которых искомое значение физической величины находят непосредственно из опытных данных. Примерами прямых служат измерения длины тела линейкой, массы при помощи весов и др. Прямые измерения широко применяются в машиностроении, а также при контроле технологических процессов (измерение давления, температуры и др.).

Косвенные - это измерения, при которых искомую величину определяют на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям, т.е. измеряют не собственно определяемую величину, а другие, функционально с ней связанные.

Примеры косвенных измерений: определение объема тела по прямым измерениям его геометрических размеров, нахождение удельного электрического сопротивления проводника по его сопротивлению, длине и площади поперечного сечения.

Совокупные - это производимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомую определяют решением системы уравнений, получаемых при пря-мых измерениях различных сочетаний этих величин.

Примером совокупных измерений является определение массы отдельных гирь набора (калибровка по известной массе одной из них и по результатам прямых сравнений масс различных сочетаний гирь).

Совместные - это производимые одновременно измерения двух или нескольких неодноименных величин для нахождения зависимостей между ними.

В качестве примера можно назвать измерение электрического сопротивления при 20⁰С и температурных коэффициентов измерительного резистора по данным прямых из-мерений его сопротивления при различных температурах.

Систематические погрешности

Погрешности измерений могут быть классифицированы по следующим признакам:

1) по характеру проявления - систематические и случай­ные;

2) по способу выражения - абсолютные и относительные;

3) по условиям изменения измеряемой величины - статичес­кие и динамические;

4) по способу обработки ряда измерений - средние арифме­тические и средние квадратические;

5) по полноте охвата измерительной задачи — честные и полные;

6) по отношению к единице физической величины - погреш­ности воспроизведения физической единицы, хранения единицы и передачи размера единицы.

Случайные погрешности

Случайная погрешность измерения - составляющая погрешности результата измерения, изменяющаяся случайным образом в серии повторных измерений, проведенных с одинаковой тщательностью одного и того же размера физической величины. В теории погрешностей считается, что:
-1- при большом числе измерений случайные погрешности одинакового значения, но разного знака встречаются одинаково часто;
-2- бОльшие по абсолютному значению погрешности встречаются реже, чем малые.

При учете случайных погрешностей измерения за результат измерения принимается среднее арифметическое из всех полученных значений измеряемой величины

21. Исключение грубых погрешностей (промахов)

Грубые погрешности (промахи) относятся к числу погрешностей,

изменяющимся случайным образом при повторных наблюдениях. Они явно

превышают по своему значению погрешности, оправданные условиями

проведения эксперимента. В /9/ под промахом понимается значение

погрешности, отклонение которого от центра распределения существенно

превышает значение, оправданное объективными условиями измерения.

Поэтому с точки зрения теории вероятности появление промаха

маловероятно.

Причинами грубых погрешностей могут быть неконтролируемые

изменения условий измерений, неисправность, ошибки оператора и др. /3/.

Для исключения грубых погрешностей применяют аппарат проверки

статистических гипотез.

В метрологии используются статистические гипотезы, под которыми

понимают гипотезы о виде неизвестного распределения, или о параметрах

известных распределений.

Примеры статистических гипотез:

1) рассматриваемая выборка (или ее отдельный результат)

принадлежит генеральной совокупности;

2) генеральная совокупность распределена по нормальному закону;

3) дисперсии двух нормальных совокупностей равны между собой.

 

Объекты стандартизации

Сущность стандартизации состоит в составлении и утверждении как рекомендуемых, так и обязательных норм и характеристик для многократного использова­ния, направленного на обеспечение надлежащего ка­чества товаров и услуг, повышение их конкурентоспо­собности в сферах обращения продукции, а также обеспечение безопасности труда. Стандартизация устанавливает оптимальную степень упорядоченности в определенных сферах производства и обращения продукции с помощью утвержденных норм и поло­женийРезультатом стандартизации является, в первую очередь, нормативный документ.

Нормативный документ — документ, в котором утверждаются общие нормы, правила и характеристики для продукции, работ или услуг.

Стандарт — нормативный документ, утверж­денный соответствующим органом, в котором утверждаются общие принципы, нормы и характе­ристики для продукции, работ или услуг, причем дан­ные правила устанавливаются для добровольного многократного использования.

Технические условия — документ, который утверж­дает основные технические требования к продукции, работам и услугам.

Методы стандартизации

В зависимости от поставленных целей и решаемых задач используют различные методы стандартизации. К методам стандартизации относятся:
— систематизация;
— классификация;
— кодирование;
— типизация;
— унификация (основной метод стандартизации).

Смысл стандартизации состоит в упорядочении решений, правил, методов и т.д. в целях их многократного использования.

Унификация

Унификация - это деятельность по рациональному сокращению числа типов деталей, агрегатов одинакового функционального назначения. Она базируется на классификации и ранжировании, селекции и симплификации, типизации и оптимизации элементов готовой продукции.

Унификацию можно рассматривать как средство оптимизации параметров качества и ограничения количества типоразмеров выпускаемых изделий и их составных частей. При этом унификация воздействует на все стадии жизненного цикла продукции, обеспечивает взаимозаменяемость изделий, узлов и агрегатов, что, в свою очередь, позволяет предприятиям кооперироваться друг с другом.

К основным видам унификации относят конструкторскую и технологическую унификацию. При этом первая предполагает унификацию изделий в целом и их составных частей (деталей, узлов, комплектующих изделий и т.п.), а вторая - унификацию нормативно-технической документации (стандартов, технических условий, инструкций, методик, руководящих документов, конструкторско-технологической документации и др.).

Результатом работ по унификации могут быть альбомы типовых (унифицированных) конструкций, деталей, узлов, сборочных единиц и т.д.

В зависимости от области проведения унификации изделий унификация может быть межотраслевой, отраслевой и заводской.

Агрегатирование

Агрегатирование - это метод создания машин, приборов и оборудования из отдельных стандартных унифицированных узлов, многократно используемых при создании различных изделий на основе геометрической и функциональной взаимозаменяемости. Другим словами метод конструирования и эксплуатации изделий, основанный на функциональной и геометрической взаимозаменяемости их основных узлов и агрегатов.

Важнейшим преимуществом изделий созданных на основе агрегатрования, является конструктивная обратимость. Агрегатирование позволяет также многократно применять стандартные детали, узлы и агрегаты в новых модификациях изделий при изменении их конструкции.

Использование агрегатирования как метода стандартизации обеспечивает решение целого ряда актуальных задач в различных отраслях промышленности.

В настоящее время на повестке дня переход к производству техники на базе крупных агрегатов - модулей. Модульный принцип широко распространен в радиоэлектронике и приборостроении. Это основной метод создания гибких производственных систем.

Технические условия

ТУ является техническим документом, который разрабатывается по решению разработчика (изготовителя) или по требованию заказчика (потребителя) продукции. Технические условия (ТУ) являются неотъемлемой частью комплекта конструкторской или другой технической документации на продукцию, а при отсутствии документации должны содержать полный комплекс требований к продукции, ее изготовлению, контролю и приемке. ТУ разрабатывают на одно конкретное изделие, материал, вещество или несколько конкретных изделий, материалов, веществ и т.п. Требования, установленные ТУ, не должны противоречить обязательным требованиям государственных (межгосударственных) стандартов, распространяющихся на данную продукцию. Технические условия - гостируемый документ и должен соответствовать ГОСТу 2.114-95.

Понятие качества.

КАЧЕСТВО — совокупность свойств, признаков продукции, товаров, услуг, работ, труда, обусловливающих их способность удовлетворять потребности и запросы людей, соответствовать своему назначению и предъявляемым требованиям. Качество определяется мерой соответствия товаров, работ, услуг условиям и требованиям стандартов, договоров, контрактов, запросов потребителей. Принято различать качествопродукции, работы, труда, материалов, товаров, услуг.

Основными целями межгосударственной стандартизации являются:

- защита интересов потребителей и каждого государства - участника Соглашения в вопросах качества продукции, услуг и процессов (далее - продукция), обеспечивающих безопасность для жизни, здоровья и имущества населения, охрану окружающей среды;

- обеспечение совместимости и взаимозаменяемости продукции и других требований, представляющих межгосударственный интерес;

- содействие экономии всех видов ресурсов и улучшению экономических показателей производства государств - участников Соглашения;

Подтверждение соответствия

Подтверждение соответствия - 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 договора.

Подтверждение соответствия на территории Российской Федерации может носить добровольный или обязательный характер.

Добровольное подтверждение соответствия осуществляется в форме добровольной сертификации.

Обязательное подтверждение соответствия осуществляется в формах:

- принятия декларации о соответствии (декларирование соответствия);

- обязательной сертификации

Обязательная сертификация -- подтверждение уполномо-ченным органом соответствия продукции обязательным требованиям, установленным законодательством. Обязательная сертификация является формой государствен-ного контроля за безопасностью продукции. Поэтому она осуществляется в случаях, предусмотренных зако-нодательными актами РФ, т.е. законами и нормативными акта-ми Правительства РФ.

 

Добровольная сертификация

Добровольное подтверждение соответствия осуществляется в форме добровольной сертификации.

Добровольная сертификация проводится по инициативе заявителя по договору между заявителем и органом по сертификации, который проводит добровольную сертификацию. Она осуществляется для установления соответствия ОТР национальным стандартам, стандартам организаций, системам добровольной сертификации или условиям договоров.

Система добровольной сертификации регистрируется федеральным органом исполнительной власти по техническому регулированию, который ведет единый реестр зарегистрированных систем добровольной сертификации.

Завершающей операцией в схемах сертификации является выдача заявителю аккредитованным органом по сертификации сертификата соответствия, а при декларировании - принятия заявителем декларации о соответствии, с регистрацией ее в установленном законом порядке.

После получения соответствующих документов заявитель получает право маркировать продукцию знаком соответствия.

Знак соответствия системе

Знак соответствия применяется для обозначения продукции (услуги), получившей сертификат Системы добровольной сертификации «РИПИ».

В зависимости от схемы сертификации продукциии, Знаком соответствия Системы маркируется:

- серийно выпускаемая продукция;

- партия, представленная на потребительском рынке РФ;

- партия перед поступлением на потребительский рынок;

- единичные образцы.

Для идентификации сертифицированной услуги также может применяться Знак Системы.

Знак соответствия Системы является формой доведения до потребителей и других заинтересованных лиц информации об успешно проведенной сертификации продукции (услуги) в Системе.

Применением Знака Системы является маркирование им продукции, тары, упаковки, технической или сопроводительной документации, а также использование его изображения при обозначении сертифицированных услуг.

Знак обращения на рынке

ЗНАК ОБРАЩЕНИЯ НА РЫНКЕ - обозначение, служащее для информирования приобретателей о соответствии выпускаемой в обращение продукции требованиям технических регламентов

Знак обращения на рынке представляет собой сочетание букв "Т" (с

точкой над ней) и "Р", вписанных в букву "С", стилизованную под

измерительную скобу, имеющую одинаковые высоту и ширину.

Изображение знака обращения на рынке должно быть одноцветным и

контрастировать с цветом поверхности, на которую оно нанесено.

Схемы сертификации услуг

Для проведения сертификации заявитель направляет заявку в соответствующий орган по сертификации.

Орган по сертификации рассматривает заявку и не позднее одного месяца после ее получения сообщает заявителю решение. Решение по заявке содержит все основные условия сертификации, перечень аккредитованных испытательных лабораторий, которые могут проводить испытания продукции (услуги) и перечень органов, которые могут провести сертификацию производства или системы качества (если это предусмотрено схемой сертификации).

Испытания продукции проводятся на образцах, конструкция, состав и технология изготовления которых должны быть такими же, как у продукции, поставляемой потребителю (заказчику).

Испытания результата услуги для сертификации проводятся в испытательных лабораториях или на базе заявителя экспертами органа по сертификации с использованием его испытательного и технологического оборудования.

При положительных результатах испытаний орган по сертификации оформляет сертификат соответствия, регистрирует его в Государственном реестре.

Срок действия сертификата устанавливает орган по сертификации, но не более чем на три года.

Например схема 1 предусматривает:

-оценку мастерства исполнителя работ и услуг;

-проверку результатов работ и услуг;

-контроль мастерства исполнителя работ и услуг.

Схему 1 применяют для работ и услуг, качество и безопас­ность которых обусловлены мастерством исполнителя (экскурсовод, парикмахер, массажист, педагог и т. д.).

65. Гос. контроль за соблюдением требований технических регламентов.

1. Государственный контроль (надзор) за соблюдением требований технических регламентов осуществляется федеральными органами исполнительной власти, органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации, подведомственными им государственными учреждениями, уполномоченными на проведение государственного контроля (надзора) в соответствии с законодательством Российской Федерации (далее - органы государственного контроля (надзора)).

2. Государственный контроль (надзор) за соблюдением требований технических регламентов осуществляется должностными лицами органов государственного контроля (надзора) в порядке, установленномзаконодательством Российской Федерации.

Объекты государственного контроля (надзора) за соблюдением требований технических регламентов

1. Государственный контроль (надзор) за соблюдением требований технических регламентов осуществляется в отношении продукции или связанных с требованиями к ней процессов проектирования (включая изыскания), производства, строительства, монтажа, наладки, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации исключительно в части соблюдения требований соответствующих технических регламентов.

2. В отношении продукции государственный контроль (надзор) за соблюдением требований технических регламентов осуществляется исключительно на стадии обращения продукции.

3. При осуществлении мероприятий по государственному контролю (надзору) за соблюдением требований технических регламентов используются правила и методы исследований (испытаний) и измерений, установленные для соответствующих технических регламентов.

 

Система физических величин и их единицы.

Физическая величина в общем случае может быть определена как величина, свойственная материальным объектам (процессам, явлениям), изучаемым в естественных и технических науках. Таким образом, физическая величина – это измеренные свойства физических объектов и процессов, с помощью которых они могли быть изучены.

Физические величины делятся на измеряемые и оцениваемые.

Измеряемые ФВ можно выразить количественно. ФВ, для которой не может быть введена единица измерения, могут быть только оценены.

По видам явлений ФВ делятся на: 1)вещественные 2)энергетические 3) характеризующие протекание процесса во времени

По принадлежности к различным группам физических процессов ФВ: пространственно-временные, механические, тепловые, электрические и магнитные, акустические, световые, физико-химические, атомной и ядерной физики.

По степени условности: основные, производные и дополнительные.

Основные единицы СИ: метр (длина), килограмм (масса), секунда (время), ампер (сила Эл тока), кельвин (термодинамич температура), моль (насекомое)))))шутка – количество вещества), кандела (кд – сила света)

Дополнительные на всякий случай: радиан – плоский угол(рад), и стерадиан- телесный угол(ср)