Физические величины, методы и средства их измерений

Физические величины, методы и средства их измерений

Международная система единиц SI

 

Принципы построения SI:

1. SI базируется на семи основных единицах, размеры которых устанавливаются независимо друг от друга.

2. Производные единицы образуются с помощью определяющих уравнений (формул),в которых размеры величин приняты равными единицам SI Для величины каждого вида имеется только одна единица SI.

3. Производные единицы вместе с основными единицами формируют когерентную (самосогласованную) систему единиц.

4. Наряду с единицами SI к применению допущено ограниченное число внесистемных единиц (литр, киловатт час и др.)

5. Единицы SI или внесистемные единицы могут применяться с приставкой, что означает умножение единицы на 10ⁿ . Единицы, содержащие приставку, являются кратными или дольными в зависимости от знака n.

Основными единицами SI являются:

метр (международное обозначение m, русское м- размерность L);

килограмм (международное обозначение Kg, русское — кг, размерность М);

секунда (международное обозначение S, русское -с, размерность Т);

ампер (международное обозначение А, русское — А, размерность I);

Кельвин (международное обозначение К, русское -К, размерность Ө);

Кандела (международное обозначение Cd, русское — K_д, размерность j) -единица силы света;

Моль (международное обозначение mol, русское — моль, размерность N) — единица количества вещества.

В систему SI введены две дополнительные единицы:

Радиан (международное обозначение rad, русское — рад, безразмерная).

Стерадиан (международное обозначение sr, русское — ср, безразмерная).

 

 

Виды уравнений измерений

 

Существуют различные способы классификации измерений: по природе измеряемых величин; различным зависимостям их изменения во времени; различными требованиями к их точности; способу получения информации измерения и др.

По способу получения информации измерения, т.е. по виду уравнения измерения и методики его обработки, измерения относят к прямым, косвенным, совместным и совокупным.

По виду уравнения измерения ФВ и способу его обработки измерения относят к прямым, косвенным, совместным и совокупным.

Прямое измерение — измерение, при котором искомое значение величины «У» находят как отсчет «Х» по некоторому средству измерений для данной ФВ. Уравнение измерения у=х. Например, измерение напряжения с помощью вольтметра.

Косвенное измерение — измерение, при котором искомое значение величины У находят на основании известной зависимости у=F (х₁х_L..........х_n) между этой величиной и величинами х_i, определяемыми прямыми измерениями. Примером косвенного измерения является определение длины стержня l по известному значению температурного коэффициента линейного расширения материала L из известной формулы l=l₀(1+Lt) и прямо измеряемым значениям «l₀» и «t». Величина «l₀»- прямо измеряемая при t= 0 по Цельсию.

Совместное измерение — одновременные измерения нескольких разноименных ФВ для нахождения зависимости между ними. Уравнение совместного измерения у=f(х₁; х₂ ......х_n), причем вид функции f(х₁ ......х_n) неизвестен, а его определение является основной задачей совместного измерения. Например, требуется установить температурную зависимость некоторого нелинейного сопротивления. По экспериментально измеренным R_i и t_i строится поле точек и выбирается функция аппроксимации этих точек, например вида R(t)=R₀(t+At+Bt²). Составив систему уравнений для трех измеренных значений R_i при трех значениях температуры t_i, находят параметры функции аппроксимации R_0, А, В. Более точно значения параметров находятся по всему полю точек методом «наименьших квадратов».

Совокупные измерения — одновременные измерения нескольких одноименных ФВ, при которых искомые значения величин находят решением системы уравнений, составленных из результатов прямых измерений различных сочетаний этих величин. Например, измерение сопротивлений резисторов, соединенных треугольником путем измерений сопротивлений между различными вершинами треугольника. По результатам трех измерений составляют систему трех уравнений, из которых определяют R₁ , R₂ , R₃ .

 

Методы измерений

 

Числовое значение измеряемой величины получается путем ее сравнения с известной величиной, воспроизводимой определенным видом средств измерений — мерой. Выделяют метод непосредственной оценки и методы сравнения с мерой.

При методе непосредственной оценки значение измеряемой величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора прямого преобразования, шкала которого заранее была проградуирована с помощью многозначной меры (более точного прибора), воспроизводящей известные значения измеряемой величины (линейка).

Группа методов сравнения с мерой включает в себя следующие методы: нулевой, дифференциальный, замещения и совпадения.

При нулевом методе разность измеряемой и известной величины или разность эффектов, производимых измеряемой и известными величинами, сводится в процесс измерения к нулю, что фиксируется высокочувствительным прибором — нуль индикатором. Примером может служить измерение сопротивления с помощью моста постоянного тока, или измерение массы на равноплечих весах, когда масса m_х полностью уравновешивается известной массой m_0.

При дифференциальном методе полное уравновешивание не производится, разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой (гири в магазинных весах) отсчитываются по шкале прибора m_х =m_0. +Δm.

Метод замещения — метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину заменяют известной величиной воспроизводимой мерой. Пример — пружинные весы.

В методе совпадений разность между измеряемой величиной и воспроизводимой мерой измеряют, используя совпадение отметок шкал периодических сигналов. При стробоскопическом методе измерения частоты вращения вала с частотой мигания стробоскопа метка кажется неподвижной.

 

Организационные основы ОЕИ

Технические основы ОЕИ

 

Первостепенной для технического обеспечения ОЕИ является система государственных эталонов физических величин (ФВ), которые используются в качестве исходных для воспроизведения и хранения единиц величин с целью передачи их размеров всем СИ данных ФВ на территории РФ. Единица ФВ передается от государственного эталона другим СИ с помощью многоэтажной системы эталонов, называемой поверочной схемой, которые подразделяются на государственные и локальные.

Поверочная схема для средств измерений конкретной ФВ (например силы тока) — нормативный документ, устанавливающий соподчинение СИ разной точности, участвующих в передаче размера единицы ФВ от государственного эталона рабочим средствам измерений (с указанием метода и погрешности передачи). Обобщенный вид государственной поверочной схемы (ГПС) приведен на рис. 6.

Рис. 6 Обобщенный вид государственной поверочной схемы

Важным показателем достоверности передачи размера единицы ФВ является соотношение погрешностей СИ, используемых на вышестоящей и нижестоящей ступенях поверочной схемы. Считается достаточным, если удается получить соотношение погрешностей 1:5; 1:4; 1:3.

На верхней ступени ГПС единиц физических величин находятся государственные эталоны, которые могут быть двух видов: государственный первичный эталон и государственный специальный эталон.

Государственный первичный эталон — эталон, признанный решением Госстандарта РФ в качестве исходного на всей территории РФ. Обычно первичными называют эталоны основных физических величин (метра, килограмма, секунды, ампера, моль, кельвина, канделы), а также некоторых производных единиц, имеющие высокую точность воспроизведения размера единицы. Так наряду с государственным первичным эталоном ампера в качестве первичных утверждены эталоны вольта и ома.

Государственные специальные эталоны, возглавляющие ГПС своих единиц ФВ, создаются для воспроизведения единицы в особых условиях, в которых прямая передача размера единицы с требуемой точностью технически неосуществима. Например, государственные специальные эталоны единицы переменного напряжения в диапазонах частот, которые в отличие от эталона вольта, воспроизводят единицу переменного напряжения в своем диапазоне частот, причем разными способами. Каждый из этих эталонов возглавляет отдельную ГПС.

Вторичные эталоны создаются и утверждаются для обеспечения сохранности и меньшего износа государственного эталона. По метрологическому назначению вторичные эталоны бывают следующих видов:

1) Эталон сравнения — компактный транспортируемый эталон, часто являющийся измерительным преобразователем, аналогичный имеющемуся государственному эталону или выполняющим такую же функцию. Используется для поверки рабочего эталона нулевого разряда.

2) Эталон копия — эталон, применяемый для передачи размера единицы ФВ следующим звеньям поверочной схемы — рабочим эталонам. Эталон копия создается в случае большого объема поверок. Он не всегда может быть физической копией государственного и даже не всегда использует тот же принцип действия.

3) Эталон-свидетель — эталон, применяемый для контроля сохранности государственного и для замены его в случае порчи или утраты. В настоящее время в России лишь эталон килограмма имеет эталон-свидетель.

Вторичные эталоны, так же как и государственный, для передачи размера единицы ФВ рабочим средствам измерений не применяют. Для этой цели используют рабочие эталоны. При разделении рабочих эталонов на разряды передачу размера единицы осуществляют через цепочку соподчиненных по разрядам рабочих эталонов, как это показано на рис. 5.

Метрологическая аттестация рабочих эталонов, так же как и поверка бывает первичной, периодической и повторной. Первичная аттестация осуществляется при выпуске рабочих эталонов или после ремонта.

Локальные поверочные схемы разрабатываются метрологическими службами предприятий и организаций. Они, как правило, имеют всего 2-3 ступени передачи и возглавляются исходным для данного предприятия эталоном, который периодически поверяется в ГНМЦ.

Кроме государственных эталонов и поверочных схем техническую основу ОЕИ составляют:

-совокупность межгосударственных эталонов и шкал измерений;

-совокупность стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов;

-совокупность стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов;

-средства измерений и испытательное оборудование, необходимое для осуществления метрологического контроля и надзора;

-совокупность специальных зданий и сооружений для проведения высокоточных измерений в метрологических целях;

-совокупность научно-исследовательских, эталонных, испытательных, поверочных, калибровочных и измерительных лабораторий.

Поверка средств измерений

После утверждения типа и изготовления СИ с целью контроля его метрологических характеристик (МХ) и подтверждения их соответствия установленным обязательным требованиям, оно подвергается поверкам. Различают пять видов поверки: первичную; периодическую; внеочередную; инспекционную и экспертную.

Первичной поверке подлежат СИ утвержденных типов при выпуске из производства, ремонта или ввозе из-за границы (в случае соответствующего договора она может не проводиться). Первичной поверке подлежит каждый экземпляр СИ.

Периодической поверке подлежат СИ, находящиеся в эксплуатации или на хранении, через определенные интервалы, установленные при утверждении типа.

Внеочередную поверку СИ проводят при эксплуатации или хранении в следующих случаях:

- при повреждении знака поверительного клейма, а также в случае утраты свидетельства о поверке;

- при вводе в эксплуатацию после длительного хранения;

- известном или предполагаемом ударном воздействии на СИ или его неудовлетворительной работе;

- при продаже СИ потребителю при истечении половины его межповерочного интервала.

Инспекционную поверку производят для выявления к применению СИ при осуществлении государственного метрологического надзора. Допускается проводить не в полном объеме.

Экспертную поверку проводят при возникновении спорных вопросов по метрологическим характеристикам, исправности СИ и пригодности их к применению при наличии письменных заявлений юридических или физических лиц.

Поверка СИ — совокупность операций, выполняемых органами Государственной метрологической службой с целью определения и подтверждения соответствия данного средства измерения.

Проведение поверки СИ является обязательным для видов деятельности входящих в сферу действия ГМКиН и регламентируется правилами по метрологии ПР50.2.006 — 94, в которых можно выделить следующие основные положения:

а) средства измерений, подлежащие государственному контролю и надзору, подвергаются поверке органами Государственной метрологической службы или метрологическими службами юридических лиц, аккредитованных на право поверки Госстандартом России;

б) поверка данного СИ осуществляется физическим лицом — поверителем, аттестованным в установленном порядке;

в) поверка производится в соответствии с нормативными документами, утвержденными по результатам испытаний для целей утверждения типа СИ и называемыми методикой поверки.

Основной метрологической характеристикой СИ, определяемой при поверке, является погрешность. Она находится на основании сравнения показаний поверяемого СИ и более точного рабочего эталона.

К методикам поверки относятся:

- метод непосредственного сравнения измеряемых величин и величин, воспроизводимых рабочими эталонами

(прямое измерение рабочего эталона поверяемым прибором) соответствующего разряда или класса точности. Наибольшая разность между результатом измерения и соответствующим ему размером эталона является в этом случае основной погрешностью измерения

- метод непосредственного сличения показаний поверяемого и эталонного приборов при одновременном замере одной и той

же величины. Разность их показаний равна абсолютной погрешности поверяемого СИ

После проведения поверки проводится аттестация методики проведения измерений данным СИ и лицензирование по его изготовлению или ремонту.

Положительные результаты поверки удостоверяются поверительным клеймом и (или) свидетельством о поверке. Если средство измерений по результатам поверки признано непригодным к применению, оттиск поверительного клейма и свидетельство о поверке аннулируются и делаются соответствующие записи в технической документации.

Важным при работе является выбор оптимального соотношения между допускаемыми погрешностями эталонного и поверяемого СИ. Обычно это соотношение принимается равным 1/3, когда при поверке вводят правки на показания образцовых СИ. Если поправки не вводят, то эталонные Си выбирают из соотношения 1/5. По решению Госстандарта РФ право поверки СИ может быть предоставлено (кроме территориального органа ГМС) аккредитованным метрологическим службам юридических лиц, деятельность которых осуществляется в соответствии с действующим законодательством и нормативными документами по обеспечению единства измерений. Порядок аккредитации определяется правилами ПР50.2.014 – 94, разработанным с учетом руководств ИСО,МЭК.

Метрологическая экспертиза

Метрологическая экспертиза (МЭ) — анализ и оценивание экспертами-метрологами правильности применения требований, правил и норм, в первую очередь связанных с единством и точностью измерений. Она проводится с целью обеспечения эффективности использования контрольно-измерительного оборудования (КИО) на всех стадиях жизненного цикла продукции и услуг. Различают экспертизу документации (например, технических заданий, конструкторских и технологических документов, документов систем обеспечения качества) и экспертизу различных объектов (например, сложных СИ, технологического оборудования).

Проведение МЭ должно осуществляться в соответствии с МИ 1314-86, МИ 2267-2000 и МИ 2177-91. В ходе проведения МЭ решаются следующие задачи:

• определяется оптимальная номенклатура измеряемых и контролируемых параметров продукции и процессов, диапазон их измерения и требования к точности;

• устанавливается соответствие показателей точности измерения требованиям эффективности и достоверности контроля и испытаний, а также требованиям обеспечения оптимальных режимов технологических процессов;

• проводится оценка контроля пригодности продукции;

• устанавливаются полнота и правильность требований к КИО

• проводится выбор методов и средств измерений, способных обеспечить необходимое качество измерений (испытаний или контроля). При этом следует руководствоваться МИ 1967—89;

• разрабатываются и аттестуются методики выполнения измерений (испытаний и контроля);

• выявляется возможность преимущественного применения унифицированных и стандартизованных средств измерений и аттестованных МВИ;

• проводится оценка обеспечения применяемыми СИ требуемых производительности и себестоимости контрольных операций при заданной точности;

• устанавливается правильность наименований и обозначений физических единиц и их единиц в соответствии с ГОСТ 8.417—81.

Метрологическую экспертизу проводят подразделения МС организаций, а также другие подразделения, разрабатывающие документацию под методическим руководством и контролем. Номенклатура продукции, документация на которую подлежит метрологической экспертизе, устанавливается организацией.

Результаты МЭ документации излагаются в экспертном заключении.

Анализ состояния измерений

Анализ состояния измерений, испытаний и контроля на предприятии проводится с целью установления соответствия достигнутого уровня метрологического обеспечения требованиям ОЕИ и разработки на этой основе предложений по его улучшению. Для этого выполняются следующие процедуры:

а) общий анализ состояния измерений на предприятии;

б) дается оценка состояния измерений на предприятии;

в) производится анализ действующей документации;

г) производится анализ деятельности МС предприятия, в том числе о состоянии СИ;

д) на основании всего делается акт о состоянии измерений на предприятии. Положительное решение не принимается при наличии хотя бы одного грубейшего нарушения.

Проверку состояния измерений, испытаний и контроля на предприятии проводит комиссия специалистов под руководством МС федерального органа исполнительной власти, при необходимости с привлечением представителей ГМС.

В процессе анализа состояния измерений на предприятии устанавливают:

· влияние состояния измерений, контроля и испытаний на основные Т.Э. показатели предприятия;

· наличие в подразделениях предприятия необходимых документов ГСИ и другой нормативной документации, регламентирующих требования и КИО;

· документации (стандарты, регламенты) по обеспечению ОЕИ;

· оснащенность предприятия современными КИО и потребность в нем;

· организационная структура и состояние деятельности МС предприятия и др.;

При оценке состояния измерений проверяют:

· положение о метрологическом подразделении;

· планы отмены и пересмотра документов на МВИ;

· наличие необходимых СИ, в том числе образцов, необходимых для проведения измерений;

· должностные инструкции, утвержденные в установленном порядке;

· оснащенность всех стадий производства КИО;

· обеспеченность контролем содержания вредных веществ, выбросов в атмосферу, стоки в почву и др.

При проведении анализа действующей документации должны быть отражены следующие сведения:

· перечень нормативных документов на выполняемые виды работ, объекты и измеряемые параметры;

· перечень документов на МВИ и методы испытаний;

· данные о состоянии МВИ;

· данные о применяемых СИ и испытательного оборудования;

· данные о составе и квалификации кадров.

При этом проверяются:

· оптимальность номенклатуры измеряемых параметров;

· наличие установленных норм точности измерений;

· наличие, уровень унификации и стандартизации МВИ;

· оценка правильности выбора МВИ, СИ и др.

При проведении анализа деятельности МС предприятия устанавливается:

· наличие утвержденного положения о МС;

· укомплектованность МС квалифицированными кадрами;

· степень участия специалистов МС в обеспечении качества конкретных видов продукции;

· степень участия МС в разработках, направленных на совершенствование МО производства;

· наличие информации об отказах КИО, отлично состоянии и условии их хранения, об эффективности использования;

· формы взаимодействия МС по вопросам МО производства с другими службами предприятия, а также органами ГМС.

В том числе представляются сведения отлично состоянии СИ, а также контроля, испытаний и измерений на предприятии:

· наличие лицензии на изготовление и ремонт СИ;

· соблюдение установленных требований поверки и калибровки СИ;

· определяется потребность предприятия в эталонах, а также в стандартных образцах состава и свойств веществ и материалов;

· сведения о состоянии испытательного оборудования, применяемого на предприятии;

· проверка всех применяемых на предприятии МВИ.

Анализ состояния измерений, контроля и испытаний на предприятии удостоверяется положительным актом проверки, если не будет допущено ни одно из перечисленных ниже грубых нарушений:

· несоответствие используемой методики контролируемому объекту;

· нарушение правил аттестации МВИ, которые установлены ГОСТР 8.563-96;

· неправомерность использования СИ, МВИ и методов испытаний или стандартных образцов;

· систематическое получение результатов испытаний, и измерений с нарушением требований методик;

· отсутствие необходимых СИ, испытательного и вспомогательного оборудования или несоответствие их установленным требованиям;

· недостаточная укомплектованность квалифицированными кадрами;

· несоответствие помещений лаборатории установленным требованиям.

 

Стандартизация

Категории и виды стандартов

 

Основополагающим понятием в области стандартизации является стандарт - нормативно-технический документ по стандартизации, устанавливающий комплекс норм, правил, требований к объекту стандартизации и утвержденный (принятый) компетентными органами. Стандарт разрабатывается на основе достижений науки, техники, передового опыта как внутри страны, так и за рубежом. Стандарт может быть разработан как на материальные объекты (продукцию, сырье, образцы веществ), так и на нормы, правила, требования к объектам организационно-методического и общетехнического характера, порядок разработки документов, нормы безопасности, системы обеспечения качеством, правила и порядок сертификации, а также стандарты на услуги, которые должны включать терминологию и номенклатуру показателей качества по каждой группе однородных услуг.

Область стандартизации – совокупность взаимосвязанных объектов стандартизации. Например, приборостроение является областью стандартизации, а объектами стандартизации могут быть типы приборов. Классификация категорий и видов стандартов представлена на рис. 7.

 

Рис.7 Категории стандартов

 

Государственные стандарты с индексом (ГОСТР) устанавливают преимущественно на продукцию массового и крупносерийного производства, изделия, прошедшие государственную аттестацию, экспортные товары, а также на нормы, правила, требования, понятия, обозначения и другие объекты межотраслевого применения.

ГОСТыР утверждаются Госстандартом РФ или Госстроем России. Срок действия, как правило, не устанавливается. После утверждения ему присваивается индекс ГОСТР, номер стандарта и две последние цифры года утверждения или пересмотра (например, ГОСТР 248 — 99).

В обозначении стандарта ГОСТ 2.503 — 90 «ЕСКД. Правила внесения изменений» буквы ГОСТ обозначают индекс стандарта, цифра 2 с точкой обозначает номер системы стандартов, цифра 5 означает номер классификационной группы, цифры 03 означают порядковый номер стандарта в группе, цифры 90 означают год утверждения стандарта.

Отраслевые стандарты (ОСТ) разрабатываются в случаях, когда на объекты стандартизации отсутствуют государственные стандарты. Требования ОСТ не должны противоречить требованиям ГОСТ. ОСТы применяются на добровольной основе организациями и предприятиями данной отрасли, а также предприятиями и организациями других отраслей (заказчиков), применяющих или потребляющих продукцию этой отрасли.

Отраслевые стандарты утверждаются министерством (ведомством), являющимся ведущим в производстве данного вила продукции. После утверждения им присваивается индекс ОСТ, цифровой код отрасли, номер стандарта и две последние цифры года утверждения или пересмотра (например, ОСТ 3.348 — 98).

Стандарты научно-технических, инженерных обществ и других общественных объединений (СТО) разрабатываются для решения задач, объектами которых являются:

· принципиально новые виды продукции и услуг;

· новые, передовые методы испытаний;

· нетрадиционные технологии разработки, изготовления, хранения продукции и новые принципы организации и управления производством.

Общественные объединения, занимающиеся этими вопросами, преследуют цель через свои стандарты распространение новейших научно-технических достижений, а также результатов фундаментальных и прикладных исследований. Задачи, связанные с разработкой новых химических веществ и методов будут решать специалисты Российского химического общества. Задачи из области строительства будут решать специалисты Российского научно-технического союза строителей и т.д. Обозначение СТО состоит из индекса СТО, аббревиатуры общества, регистрационного номера и отделённых тире двух цифр, обозначающих год утверждения стандарта. Пример: СТО РОО 10.01 — 95, где РОО 0 Российское общество оценщиков.

Стандарты предприятий (СТП) разрабатываются на создаваемые и применяемые в основном на данном предприятии продукцию, услуги, процессы. Требования, устанавливаемые в СТП не должны противоречить обязательным требованиям ГОСТ и ОСТ. СТП распространяются на нормы, правила, методы, составные части изделий и другие объекты, имеющие применение только на данном предприятии. Построение, изложение, оформление, содержание и обозначение стандартов предприятий приводятся в ГОСТР 1.5 — 93. СТП утверждает главный инженер предприятия, объединения. После утверждения им присваивается индекс СТП, цифровой код предприятия, цеха (отдела), объекта стандартизации и две последние цифры года утверждения или пересмотра (например, СТП 0005-48-553- 44-92).

СТП утверждаются, как правило, без ограничения срока действия, они не распространяются на поставляемую продукцию и государственной регистрации не подлежат.

Технические условия (ТУ) разрабатывают предприятия и другие объекты хозяйственной деятельности в том случае, когда стандарт создавать нецелесообразно. Объектом ТУ может быть продукция, выпускаемая малыми партиями. ТУ имеют двойной статус как документа нормативного и технического характера. ТУ на поставленную продукцию используют в роли НД, если на них делаются ссылки в договорах и контрактах.

К другим документам в области стандартизации относятся:

· Правила (ПР) — документ, устанавливающий обязательные для применения организационно-технические и/или общетехнические положения, порядки, методы выполнения работ, а также обязательные требования к оформлению результатов этих работ.

· Рекомендации (Р) — документ, содержащий добровольные для применения организационно-технические и/или общетехнические положения, порядки, методы выполнения работ, а также рекомендуемые правила оформления этих работ.

· РД – руководящий документ

· Общероссийский классификатор технико-экономической и социальной информации (ОКТЭСИ) — официальный документ, представляющий собой систематизированный свод наименований и кодов классификационных группировок и/или объектов классификации в области технико-экономической и социальной информации в соответствии с ее классификацией (классами, группами, видами и др.).

Формы стандартизации

 

Различают несколько форм стандартизации.

Симплификация — форма стандартизации, заключающаяся в простом сокращении при производстве изделия марок и сортаментов материалов, полуфабрикатов, комплектующих изделий и т.п. до количества технически и экономически целесообразного, достаточного для выпуска изделий с требуемыми показателями. В конечном счете, симплификация оказывается экономически выгодной, так как приводит к упрощению производства, облегчает материально-техническое снабжение, складирование, отчетность.

Унификация — рациональное уменьшение числа типов, видов и размеров объектов одинакового функционального назначения без разработки принципиально новых изделий.

Проводится унификация на основе анализа и изучения конструктивных вариантов изделий, их применяемости, путем сведения близких по назначению, конструкции и размерам изделий, их составных частей и деталей к единой типовой (унифицированной) конструкции. Таким образом, устанавливается минимально необходимое для практики число типов, видов и типоразмеров изделий, обладающих высокими показателями качества и полной взаимозаменяемостью.

Типоразмером называют такой предмет производства (деталь, узел, машина, прибор), который имеет определенную конструкцию (присущую только данному предмету), конкретные параметры и размеры и записывается отдельной позицией в графу спецификации изделия..

В настоящее время унификация является наиболее распространенной и эффективной формой стандартизации. По содержанию унификация подразделяется на:

1) внутриразмерную, когда унификация охватывает все разновидности (модификации) определённой машины как в отношении

её базовой модели, так и в отношении модернизаций этой модели;

2) межразмерную (типоразмерную), когда унифицируют не только модификации одной базовой модели, но и базовые модели

машин размеров данного ряда.

3) межтиповую, когда унификация распространяется на машины разных типов, входящих в различные параметрические ряды

 

Типизация — форма стандартизации, заключающаяся в установлении типовых объектов (конструктивных, технологических, организационных и т.п.) для данной совокупности и принимаемых за основу (базу) при создании других объектов близких по своему функциональному назначению (например, типовая панельная городская застройка). Этот метод часто называют методом базовых конструкций, так как в процессе типизации выбирается объект, наиболее характерный для данной совокупности, с оптимальными свойствами, а для получения конкретного объекта (изделия, технологического или организационного процесса) выбранный типовой объект может лишь незначительно изменяться или дорабатываться.

Агрегатирование — способ создания новых машин, приборов и другого оборудования путем компоновки конечного изделия из ограниченного набора стандартных деталей, узлов и агрегатов, обладающих геометрической и функциональной взаимозаменяемостью (например, мотоблок с навесными агрегатами, или любая электронная схема) т.е., осуществляется на модульном типе.

Возможность многократного применения элементов набора в различных модификациях машин и приборов одного класса или близких по назначению обеспечивает конструктивную преемственность при создании новых изделий и машин, позволяет использовать освоенные в производстве детали (элементы), узлы и агрегаты. Агрегатирование способствует специализации предприятий, улучшает качество продукции и облегчает перестройку производства при переходе предприятий на освоение новой продукции.

Стандартизации

 

Результаты стандартизации (С) оцениваются теми изменениями, которые она внесла в хозяйственную деятельность, в развитие научно-технического прогресса. Чтобы эти изменения давали положительный результат проведение С должно основываться на определенных принципах. Рассмотрим некоторые из них, а также их краткие характеристики.

1. Целенаправленность и технико-экономическая целесообразность: проведение работ по С и разработка любого стандарта должны быть строго обоснованы (потребностями изготовителя, потребителя, ожидаемым технико-экономическим эффектом и др.) и направлены на решение конкретных задач на соответствующих уровнях производства и управления (государство, отрасль, предприятие).

2. Научный подход и использование передового опыта: показатели, нормы, характеристики и требования, включаемые в стандарт, должны соответствовать передовому уровню науки и техники и основываться на результатах научно- исследовательских и опытно-конструкторских работ.

3. Прогрессивность (опережение) и оптимальность стандарта следует из самой сущности С, отраженной в ее определении. Новые стандарты на продукцию должны не только отвечать современным запросам, но и учитывать тенденцию развития соответствующих отраслей. В стандартах наряду с типами и видами продукции, серийное и массовое производство которых освоено, должны быть предусмотрены новые, более прогрессивные нормы и требования к продукции, опережающие достигнутый уровень производства, устанавливаемые на основе обязательного использования проверенных на практике отечественных и зарубежных открытий и изобретений.

При разработке стандартов необходимо стремиться получить оптимальное сочетание устанавливаемых показателей, норм и требований к продукции с затратами на их достижение, обеспечить максимальный экономический эффект при минимальных затратах.

4. Комплексность стандартизации является одним из основных принципов. Имеется два направления ее осуществления: от частного к условному и от целого к частному. Первому направлению соответствует развитие С снизу вверх, от стандартизированного сырья к готовой продукции. Оно характерно для тех изделий общего применения, которые изготавливают на специализированных заводах массового производства (электронные приборы, провода, шарикоподшипники, шестерни и др.).

Второе направление характеризует развитие С сверху вниз, т.е. от стандартизации основных параметров сложных объектов производства (приборов, систем, машин) к С составляющих их элементов (агрегатов, узлов, деталей).

5. Принцип предпочтительности используется при решении задач рационального выбора и установления градаций количественных значений параметров изделий (размеров, номиналов, масс и др.) и должен основываться на использовании рядов предпочтительных чисел.

Принцип предпочтительности является теоретической базой современной С. Согласно этому принципу устанавливают несколько рядов значений стандартизируемых параметров с тем, чтобы при их выборе первый ряд предпочесть второму, второй — третьему.

В общем случае при построени