Разработка рекомендаций по внедрению методов метрологии

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Разработка рекомендаций по внедрению методов метрологии Асланов З. Ю.1, Дадашова К. С.2, Абдуллаева С. М.3

'Асланов Забит Юнуc /Aslanov Zabit Yunus — кандидат технических наук, доцент;

2Дадашова Кемале Сейфулла /Dadashova Kemale Seyfulla — доктор философии по экономике,

старший преподаватель;

3Абдуллаева Севиндж Мусеиб /Abdullayeva Sevinj Museib — аспирант, преподаватель, кафедра стандартизации и сертификации, Азербайджанский государственный экономический университет, г. Баку, Азербайджанская Республика

Аннотация: в качестве нормирующего значения используется верхний предел измерений, диапазон измерений и др. Чрезвычайно важными для применения измерительных устройств и правильной оценки погрешности измерений, получаемой при их использовании, являются сведения о зависимости погрешности от значения измеряемой величины в пределах диапазона измерений, а также сведения об изменениях этой погрешности под действием влияющих величин. Зависимость погрешности от значения измеряемой величины определяется принятой конструкцией и технологией изготовления измерительного устройства. Влияние названных факторов на эту зависимость различно. Зависимость погрешности от значения измеряемой величины свойственна всем измерительным устройствам данного типоразмера, построенным по принятой конструкции. Влияние технологии изготовления на рассматриваемую зависимость индивидуально для каждого экземпляра. Ключевые слова: алфавит, диапазон, конструкция, устройства, изготовления, экземпляр.

Качество оказывает влияние на главные показатели работы предприятий - их рентабельность, перспективы производства, долю на рынке и др. Но степень этого влияния заметно зависит от того, как определена очередность внедрения мероприятий по улучшению качества. Такие факторы, как метрология, стандартизация и сертификация способствуют улучшению качества сырья, конструкторской деятельности, уровню технологии, отлаженной работе складов, материалопотоков, всех вспомогательных служб и как следствие повышает качество продукции в целом.

Обеспечение качества складывается из проектирования качества, контроля качества, управления качеством и реализуется через систему обеспечения качества. В настоящее время отказались от идеи установления единой нормированной системы обеспечения качества: каждое предприятие должно найти свою форму организации работы по качеству, учитывающую его специфику. Эффективность этой работы в любом случае обеспечивается лишь тогда, когда за качество отвечает не только служба качества, но и все другие подразделения предприятия, каждый отдельный сотрудник. Главную ответственность за качество продукции несет руководство предприятия, которое устанавливает систему обеспечения качества, формулирует принципиальные цели предприятия в области качества.

На принципы управления качеством в течение более трех десятилетий оказывают влияние задачи создания высококачественной продукции. Эти принципы на сегодняшний день довольно разнообразны. Что же касается методов обеспечения качества, то многолетняя мировая практика показывает, что во многом они сходны и можно проследить определенные тенденции в этом деле.

Понятие «хорошее качество» складывается из выполнения изделием требуемых функций, поддержания экономически оправданной цены и целесообразного уровня эксплуатационных расходов, защиты окружающей среды, безопасности изделия, сохранения качества на стадии сбыта и послепродажного сервиса.

Международная организация по стандартизации (ISO) трактует качество как совокупность свойств и характеристик продукции (или услуги), которая обеспечивает удовлетворение установленных или предполагаемых потребностей. Если учесть, что потребности могут быть общественными и индивидуальными (заказчика, потребителя), то и в управлении качеством должны осуществляться разные подходы к ним. В зарубежных странах обеспечение таких общественных потребностей, как охрана окружающей среды, экономия энергии и материалов, безопасность практически всегда находится в руках правительства и проводится через технические регламенты и разного рода руководства и правила, обязательные к выполнению. Выявление конкретных потребностей покупателей — это задача фирм, и решение ее возложено главным образом на отделы маркетинга.

Качество выпускаемой продукции зависит не только от технологического процесса, но и от правильного выбора средств измерений [1].

Метрологические свойства СИ - это свойства, влияющие на результат измерений и его погрешность. Показатели метрологических свойств являются их количественной характеристикой и называются метрологическими характеристиками.

Метрологические характеристики, устанавливаемые нормативной документацией, называют нормируемыми метрологическими характеристиками.

Все метрологические свойства СИ можно разделить на две группы:

1) свойства, определяющие область применения СИ;

2) свойства, определяющие качество измерения.

К основным метрологическим характеристикам, определяющим свойства первой группы, относятся диапазон измерений и порог чувствительности.

Диапазон измерений - область значений величины, в пределах которых нормированы допускаемые пределы погрешности. Значения величины, ограничивающие диапазон измерений снизу или сверху (слева и справа), называют соответственно нижним или верхним пределом измерений.

Порог чувствительности - наименьшее изменение измеряемой величины, которое вызывает заметное изменение выходного сигнала. Например, если порог чувствительности весов равен 10 мг, то это означает, что заметное перемещение стрелки весов достигается при таком малом изменении массы, как 10 мг.

К метрологическим свойствам второй группы относятся три главных свойства, определяющих качество измерений: точность, сходимость и воспроизводимость измерений.

Наиболее широко в метрологической практике используется первое свойство - точность измерений. Рассмотрим его наиболее подробно. Точность измерений СИ определяется их погрешностью.

Погрешность средства измерений - это разность между показаниями СИ и истинным (действительным) значением измеряемой величины. Поскольку истинное значение физической величины неизвестно, то на практике пользуются ее действительным значением. Для рабочего СИ за действительное значение принимают показания рабочего эталона низшего разряда (допустим, 4 -го) для эталона 4-го разряда, и в свою очередь, - значение величины, полученное с помощью рабочего эталона 3-го разряда. Таким образом, за базу для сравнения принимают значение СИ, которое является в поверочной схеме вышестоящим по отношению к подчиненному СИ, подлежащему поверке[2]:

ДХп = Хп - Х0 ,

где ДХп - погрешность поверяемого СИ;

Хп - значение той же самой величины, найденное с помощью поверяемого СИ;

Х0 - значение СИ, принятое за базу для сравнения, т.е. действительное значение.

Например, при измерении барометром атмосферного давления получено значение Хп=1017 гПа. За действительное значение принято показание рабочего эталона, которое равнялось Х0=1020 гПа. Следовательно, погрешность измерения барометром составила:

АХп = 1017 - 1020 = -ЗгПа

Погрешности СИ могут быть классифицированы по ряду признаков, в частности:

• по способу выражения - абсолютные, относительные;

• по характеру проявления - систематические, случайные, грубые;

• по отношению к условиям применения - основные, дополнительные.

Наибольшее распространение получили метрологические свойства, связанные с первой группировкой - с абсолютными и относительными погрешностями.

Точность измерений СИ - качество измерений, отражающее близость их результатов к действительному (истинному) значению измеряемой величины. Точность определяется показателями абсолютной и относительной погрешности.

Определяемая по формуле ДХп является абсолютной погрешностью. Однако в большей степени точность СИ характеризует относительная погрешность (¿), т.е. выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности к действительному значению величины, измеряемой или воспроизводимой данным СИ:

^_100ЛХИ

Точность может быть выражена обратной величиной относительной погрешности -

1/8 . Если

погрешность 8 = 0,1% или 0,001= 10-3, то точность равна 103.

В стандартах нормируют характеристики точности, связанные с разными погрешностями.

Характеристиками рассеяния являются средняя арифметическая погрешность, средняя квадратическая погрешность, размах результатов измерений. Поскольку рассеяние носит вероятностный характер, то при указании на значения случайной погрешности задают вероятность.

Укажем в качестве примера на две нормируемые метрологические характеристики, отражающие точность СИ.

Доверительная погрешность - верхняя и нижняя границы интервала погрешности результата измерений при данной доверительной вероятности. Например, в поверочной схеме для гирь и весов установлено для гирь 1 -3-го разрядов значение доверительной абсолютной погрешности при вероятности 0,95.

Средняя квадратическая погрешность (или среднее квадратическое отклонение - СКО) -характеристика рассеяния результатов изменений одной и той же величины вследствие влияния случайных погрешностей. Применяется для оценки точности первичных и вторичных эталонов. Например, в поверочной схеме для гири как вторичного эталона (эталона-копии) дано значение погрешности через такую разновидность показателя, как суммарная погрешность результата измерений.

Она представляет среднюю квадратическую погрешность результата измерений, состоящую из случайных и неисключенных систематических погрешностей.

Кроме того, показатели точности могут устанавливаться в связи с группировкой погрешностей СИ по условиям измерения.

Основная погрешность СИ - погрешность, определяемая в нормальных условиях применения СИ.

Дополнительная погрешность СИ - составляющая погрешности СИ, дополнительно возникающая вследствие отклонения какой-либо из влияющих величин (температуры, относительной влажности, напряжения сети переменного тока и пр.) от ее нормального значения.

Метрологические характеристики обычно нормируют раздельно для нормальных и рабочих условий применения СИ. Нормальными считаются условия, при которых изменением характеристик под воздействием внешних факторов (температура, влажность и пр.) принято пренебрегать. Так, для многих типов СИ нормальными условиями применения являются температура (293 ± 5)К, атмосферное давление (100 ± 4) кПа, относительная влажность (65 ± 15)%, электрическое напряжение в сети питания 220 В ± 10%. Рабочие условия отличаются от нормальных более широкими диапазонами изменения влияющих величин. И те и другие метрологические характеристики указываются в нормативной документации (НД)[3].

Оценка погрешности измерений СИ, используемых для определения показателей качества товаров, определяется спецификой применения последних. Например, погрешность измерения цветового тона керамических плиток для внутренней отделки жилища должна быть по крайней мере на порядок ниже, чем погрешность измерения аналогичного показателя серийно выпускаемых картин, сделанных цветной фотопечатью. Дело в том, что разновидность двух наклеенных рядом на стену кафельных плиток будет бросаться в глаза, тогда как разнотонность отдельных экземпляров одной картины заметно не проявится, так как они используются разрозненно.

Рассмотрим два других свойства, определяющих качество измерений - сходимость и воспроизводимость результатов измерений.

Сходимость результатов измерений - характеристика качества измерений, отражающая близость друг к другу результатов измерений одной и той же величины, выполненных повторно одними и теми же средствами, одним и тем же методом, в одинаковых условиях и с одинаковой тщательностью.

Количественная оценка сходимости может быть дана с помощью разных показателей. Так, в стандартах на методы определения химического состава мяса сходимость указывается в различной форме:

• при определении нитрита за результат анализа принимают среднее арифметическое из двух параллельных определений при расхождении по отношению к среднему не более 10% при Р = 0,95;

• при определении азота разница между результатами двух определений, выполненных одновременно или с небольшими промежутками времени одним и тем же химиком-аналитиком, не должна превышать 0,10 г азота на 10 г образца.

Высокая сходимость результатов измерения очень важна при оценке показателей качества товаров, приобретаемых потребителем в виде партии.

Воспроизводимость результатов измерений - повторяемость результатов измерений одной и той же величины, полученных в разных местах, разными методами, разными операторами, в разное время, но приведенных к одним и тем же условиям измерений (температуре, давлению, влажности и др.).

Например, в стандарте на методы определения плотности молока воспроизводимость регламентируется в следующей форме: допускаемое расхождение между результатами определения плотности молока одним типом ареометра в различных условиях (в разное время, в разных местах и разными операторами) не должно превышать 0,8 кг/м3.

Номенклатура нормируемых метрологических характеристик СИ определяется назначением, условиями эксплуатации и многими другими факторами. У СИ, применяемых для высокоточных измерений, нормируется до десятка и более метрологических характеристик в стандартах технических

требований и технических условий. Нормы на основные метрологические характеристики приводятся в эксплуатационной документации на СИ. Учет всех нормируемых характеристик необходим при измерениях высокой точности и в метрологической практике. В повседневной производственной практике широко пользуются обобщенной характеристикой - классом точности.

Класс точности СИ - обобщенная характеристика, выражаемая пределами допускаемых (основной и дополнительной) погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность. Классы точности конкретного типа СИ устанавливают в нормативной документации (НД). При этом для каждого класса точности устанавливают конкретные требования к метрологическим характеристиками, в совокупности отражающими уровень точности СИ данного класса. Например, для вольтметров нормируют предел допускаемой основной погрешности и соответствующие нормальные условия; пределы допускаемых дополнительных погрешностей; пределы допускаемой вариации показаний; невозвращение указателя к нулевой отметке.

У плоскопараллельных концевых мер длины такими характеристиками являются пределы допускаемых отклонений от номинальной длины и плоскопараллельности; пределы допускаемого изменения длины в течение года. У мер электродвижущей силы (нормальных элементов) нормируют пределы допускаемой нестабильности ЭДС в течение года.

Обозначение классов точности осуществляется следующим образом.

Если пределы допускаемой основной погрешности выражены в форме абсолютной погрешности СИ, то класс точности обозначается прописными буквами римского алфавита. Классам точности, которым соответствуют меньшие пределы допускаемых погрешностей, присваиваются буквы, находящиеся ближе к началу алфавита.

Для СИ, пределы допускаемой основной погрешности которых принято выражать в форме относительной погрешности, обозначаются числами, которые равны этим пределам, выраженным в процентах. Так, класс точности 0,001 нормальных элементов свидетельствует о том, что их нестабильность за год не превышает 0.001%. Обозначения класса точности наносят на циферблаты, щитки и корпуса СИ, приводят в НД [4].

СИ с несколькими диапазонами измерений одной и той же физической величины или предназначенным для измерений разных физических величин могут быть присвоены различные классы точности для каждого диапазона или для каждой измеряемой величины. Так, электроизмерительному прибору, предназначенному для измерений напряжения и сопротивления, могут быть присвоены два класса точности: один - как вольтметру, другой - как омметру.

Присваиваются классы точности СИ при их разработке по результатам приемочных испытаний. В связи с тем, что при эксплуатации их метрологические характеристики обычно ухудшаются, допускается понижать класс точности по результатам поверки (калибровки).

Итак, класс точности позволяет судить о том, в каких пределах находится погрешность измерений этого класса. Это важно знать при выборе СИ в зависимости от заданной точности измерений.

Для наиболее распространенных технических измерений определяющее значение имеет инструментальная погрешность или погрешность измерительных устройств.

По характеру проявления при повторных измерениях одного и того же значения физической величины принято выделять систематическую и случайную погрешности измерительных устройств. Всякое измерительное устройство предназначается для внесения определенности в исследуемый процесс, а наличие случайной составляющей погрешности приводит к неоднозначности. Поэтому главная задача, которая стоит при создании измерительных устройств, состоит в том, чтобы случайную погрешность сделать незначительной. Если это условие выполняется, а элементы, входящие в состав измерительного устройства, стабильны, можно путем градуировки обеспечить достаточно малые систематические погрешности измерительного устройства.

В зависимости от условий применения измерительных устройств различают основную и дополнительную погрешности.

Основной погрешностью средства измерений называют погрешность при использовании его в нормальных условиях. Нормальными называют условия, при которых влияющие величины имеют номинальные значения или находятся в пределах нормальной области значений. Нормальные условия указываются в технических условиях на средства измерений.

Дополнительной погрешностью измерительного преобразователя называют изменение его погрешности, вызванной отклонением одной из влияющих величин от ее нормативного значения или выходом ее за пределы нормальной области значений. Дополнительная погрешность может быть вызвана изменением сразу нескольких влияющих величин.

Иными словами, дополнительная погрешность - это часть погрешности, которая добавляется к основной при применении измерительного устройства в рабочих условиях. Изменение значений влияющих величин в рабочих условиях существенно больше, чем в нормальных условиях.

26

Абсолютной погрешностью измерительного прибора А называют разность показаний прибора Хп и истинного значения Хд измеряемой величины[5,6]:

А = Хп - Хд.

Действительное значение определяется с помощью образцового прибора или воспроизводится мерой. Относительной погрешностью измерительного прибора называют отношение абсолютной погрешности прибора к действительному значению измеряемой величины. Относительную погрешность выражают в процентах:

5 = А 100/Хд

Приведенной погрешностью измерительного прибора называется отношение абсолютной погрешности его к нормирующему значению Хн. Приведенную погрешность также выражают в процентах:

у = А100/Хн

В качестве нормирующего значения используется верхний предел измерений, диапазон измерений и др. Чрезвычайно важным для применения измерительных устройств и правильной оценки погрешности измерений, получаемой при их использовании, являются сведения о зависимости погрешности от значения измеряемой величины в пределах диапазона измерений, а также сведения об изменениях этой погрешности под действием влияющих величин.

Зависимость погрешности от значения измеряемой величины определяется принятой конструкцией и технологией изготовления измерительного устройства. Влияние названных факторов на эту зависимость различно. Зависимость погрешности от значения измеряемой величины свойственна всем измерительным устройствам данного типоразмера, построенным по принятой конструкции. Влияние технологии изготовления на рассматриваемую зависимость индивидуально для каждого экземпляра.

Литература

1. Фомин В. Н. Квалиметрия. Управление качеством. Сертификация. Учебное пособие. М.: Ось 89, 2002.

2. Эфендиев Э. М. стандартизация продукции (легкая промышленность). Учебное пособие, Баку: МПП Тахсил, 2007.

3. Шишкин И. Ф. Метрология, стандартизация и управление качеством. М.: Изд-во стандартов, 1990.

4. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных. М.: Мир, 1989.

5. Сергеев А. Г., Крохин В. В. Метрология. М.: Логос, 2002.

6. Лифиц И. М. стандартизация, метрология и сертификация. М.: Юрайт-Издат, 2002.

Анализ автоматизированных систем Бундин А. А.1, Нестеров А. Н.2

'Бундин Александр Александрович / Bundin Alexandr Alexandrovich — бакалавр; 2Нестеров Андрей Владимировичвич /Nesterov Andrei Vladimirovich - профессор, доктор физико-математических наук, кафедра прикладной информатики, Московский городской педагогический университет, Институт математики, информатики и естественных наук, г. Москва

Аннотация: в статье анализируются автоматизированные системы Help Desk и Servis Desk. Ключевые слова: анализ, прикладная информатика, информационные системы.

Рассмотренные в данной работе задачи, которые необходимо автоматизировать, относятся к классу задач технической поддержки и выполняются автоматизированными системами Help Desk или Servis Desk.

Специфика ведения производственных процессов, а так же порядок заполнения документации и другие своеобразные интересные моменты имеются у каждой организации, и совсем неудивительно, что Help Desk приобрел такую популярность благодаря простому методу внедрения в рабочую среду компании. Основа лежит в реализации заявок в зависимости от индивидуальных особенностей каждого клиента. Обычно главные элементы help desk представляют собой:

• базы данных со встроенной функцией, исполняющей учет заявок;

• специальную систему, регистрирующую поступление заявок;

• особый центр, обрабатывающий запросы;

• режим оповещения, своевременно сообщающий клиенту информацию о запросе;

• базу знаний, которая описывает уже знакомые ситуации и способы их решения;