Цели и задачи метрологического обеспечения

Оценка обоснованности процедуры контроля точности методики предусматривает проверку правильности выбора образцов для контроля, алгоритма и нормативов контроля точности. Контроль точности методики включает в себя контроль воспроизводимости и контроль правильности методики.

Метрологическую аттестацию методик должны проводить метрологические службы предприятий (организаций) совместно с подразделениями, разрабатывающими или пересматривающими методики, либо с подразделениями, внедряющими ранее не аттестованные методики.  При невозможности проведения аттестации методики в полном объеме на предприятии, разрабатывающем методику, предприятия, использующие ее, представляют в месячный срок после запроса необходимые для аттестации архивные материалы.

Метрологическую аттестацию методики проводят с использованием средств  измерений, прошедших государственные  испытания или метрологическую аттестацию.

При аттестации методик  поверки используют эталоны, образцовые, стандартизованные или аттестованные средства измерения. Контроль за внедрением и использованием аттестованных методик осуществляется в процессе метрологической аттестации лабораторий. При проведении метрологической аттестации методик метрологическая служба предприятия  проверяет наличие необходимых условий, а также контролирует правильность выполнения исследований для установления показателя точности методики.

 

2.8 Порядок проведения метрологической аттестации

Подразделение, разрабатывающее  либо пересматривающее методику представляет в метрологическую службу предприятия  следующие материалы:

1) документ, в котором установлены нормы точности или ссылку на документ в котором они установлены;

2) проект методики, построение и содержание которого должно соответствовать требованиям ГОСТ 8.504. ГОСТ 8.467. ОСТ 95 924;

3) материалы проведенных исследований по установлению показателя точности методики во всем диапазоне определяемых по методике характеристик или измеряемых физических величин (протокол, отчет о научно-исследовательской работе по разработке (пересмотру) методики и т.д.);

4) свидетельства (копии) на стандартные образцы;

5) методики определения метрологических характеристик;

6) перечень средств измерений, подлежащих метрологической аттестации в процессе аттестации методики;

Метрологическая служба предприятия (организации) совместно  с подразделением разрабатывающим (пересматривающим) или внедряющим методику составляет программу метрологической аттестации методики на основании рассмотрения материалов, которая утверждается главным метрологом этого предприятия (организации) и, при необходимости, согласовывается с представителем заказчика.

На согласование программу  метрологической аттестации методики представляют с приложением проекта документа, регламентирующего методику.

По согласованию между  разработчиком и метрологической  службой допускается не составлять программу метрологической аттестации.

Допускается применять  одну программу метрологической аттестации для однотипных методик.

При проведении метрологической аттестации методик  метрологическая служба предприятия (организации) проверяет наличие необходимых условий, а также контролирует правильность выполнения исследований для установления показателя точности методики.

При необходимости  проведения дополнительных экспериментальных исследований их проводит подразделение, разрабатывающее (пересматривающее) или внедряющее методику. Метрологическая служба может осуществлять контроль за их проведением.

Результаты  метрологической аттестации методики (в зависимости от ее сложности и назначения) оформляются в виде отчета об аттестации по ГОСТ 6.505, протокола или отдельной главы в отчете о научно-исследовательской работе по разработке (пересмотру) методики. Отчет должен быть подписан лицами, непосредственно проводившими метрологическую аттестацию, главным метрологом и утвержден руководителем предприятия.

Протокол  об аттестации методики утверждается главным метрологом предприятия.

Для методики, применяемой на одном предприятии, оформляют свидетельство, которое подписывает главный метролог и руководитель предприятия, проводившего метрологическую аттестацию методики, после чего данную методику считают метрологически аттестованной.

При метрологической  аттестации нескольких методик, входящих в сборник, допускается оформлять одно свидетельство на все методики.

Методика  определения метрологических характеристик  считается метрологически аттестованной  после согласования ее главным метрологом предприятия, проводившего метрологическую аттестацию методики,

Для предприятий отрасли, проводящих аттестацию методик отраслевого применения, утвержденный документ вместе с техническим заданием (для разрабатываемых МВИ), методикой, программой ее метрологической аттестации и двумя экземплярами проекта свидетельства об аттестации направляют на рассмотрение и регистрацию в отраслевую метрологическую службу (ОМС).

Материалы рассматривают  в срок не более месяца со дня  их поступления. При необходимости может быть затребована дополнительная информация.

По результатам метрологической  аттестации МВИ в проект методики вносят, при необходимости, изменения, после чего оформляется свидетельство о метрологической аттестации.

При положительных результатах  рассмотрения материалов метрологической аттестации методик отраслевого применения свидетельство об аттестации подписывается главным метрологом отраслевой метрологической службы и направляется на предприятие, проводившее метрологическую аттестацию, после чего данную методику считают аттестованной.

Свидетельство является неотъемлемой частью документа, регламентирующего нестандартизованную методику анализа. На стандартизованную методику анализа также оформляется свидетельство об аттестации.

При получении отрицательных  результатах рассмотрения материалов метрологической аттестации методики, она возвращается на доработку.

Метрологически   аттестованные  методики отраслевого применения подлежат учету в отраслевом реестре ОМС, а методики, применяемые на одном предприятии, подлежат учету метрологической службой предприятия.

Сводный учет аттестованных  методик, применяющихся на одном  предприятии, ведется метрологической службой ОМС, для чего копии свидетельств об аттестации этих методик должны направляться главному метрологу ОМС.

Аттестованные методики должны быть зарегистрированы в соответствии с порядком, установленным в отрасли или на предприятии (организации).

Свидетельство о метрологической  аттестации выдается на срок, устанавливаемый метрологической службой совместно с разработчиком методики, но не более чем на 5 лет.

При внесении изменений  в методику или в НТД на продукцию, контроль которой осуществляется с помощью данной методики, должна быть проведена метрологическая экспертиза, для установления необходимости проведения внеочередной аттестации методик.

Если в течение срока действия свидетельства в методику и НТД на продукцию не внесено изменений и установлено, что показатель точности методики стал не хуже значения показателя точности, приведенного в свидетельстве, то действие свидетельства продлевается на очередной срок.

 

3 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

 

3.1 Общие положения

В связи с совершенствованием ЦИП и улучшения их метрологических  характеристик в настоящее время  существует проблема точного и быстрого определения метрологических характеристик ЦИП. Решение этой проблемы осуществляется на базе методик организации экспериментальных исследований ЦИП с целью получения достоверных данных об их метрологических свойствах. Поскольку известные методики решения этой задачи далеки от совершенства, необходима разработка новых методик определения метрологических характеристик ЦИП. Использование этих новых методик в практике может быть осуществлено лишь после их аттестации. Поскольку процедура аттестации связана с большим объемом экспериментальных исследований возникает задача поиска путей аттестации, позволяющих осуществить ее с наименьшими затратами и с максимальной точностью. Возможным путем достижения этого требования является использование в процессе аттестации программной модели ЦИП вместо комплекса технических средств. По-видимому такой подход сможет обеспечить аттестацию методик с минимальными затратами и с максимальной достоверностью.

В дипломном проекте  та тему «Автоматизация процесса аттестации методик поверки ЦИП с помощью имитационных моделей» предполагается создание программной модели в рамках программной системы, с помощью которой возможна аттестация методик поверки.

Исполнитель –  Горелко  Татьяна Олеговна

 

3.2 Цели и назначение работы

Целью работы является разработка программы, позволяющая заменить экспериментальные исследования над физическими ЦИП, исследованиями над программной моделью такого прибора в процессе аттестации методики поверки ЦИП с помощью имитационных моделей. 

Назначением работы является:

1) Создание программной системы для аттестации методик поверки с помощью имитационных моделей. Такая система должна исключить проведение экспериментальных исследований в процессе аттестации методик.

2) Разработка руководств и инструкций пользователей.

3) Обучение персонала Заказчика принципам работы.

4) Использование выполненной работы осуществляется Заказчиком в сфере организации и производственной деятельности Заказчика.

 

 

3.3 Объем работ и этапы выполнения

1) Изучить методы математического описания функции преобразования ЦИП.

2) Разработать структуру и интерфейс программной модели ЦИП.

3) Создание программной модели для разработки и аттестации методик поверки ЦИП с помощью имитационных моделей.

 

4 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОЙ МОДЕЛИ ЦИФРОВОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА

 

4.1 Требования к программной модели цифрового измерительного прибора

Главное требование к  программной модели ЦИП заключается  в том, что программная модель должна в процессе аттестации методик  поверки заменить дорогостоящее  оборудование и сократить временные  затраты на проведение аттестации. Иначе говоря, программная модель должна имитировать функционирование реального прибора.

В основу достижения указанного требования естественно положить математическое описание функционирования ЦИП, которое обеспечивается для любого прибора с помощью функции преобразования, описанной в разделе 2. Описание функций преобразования реального прибора основывается на представлении ЦИП эквивалентной схемой, представляющей прибор как последовательность двух блоков: аналогового преобразователя и идеального квантователя рисунок 2.3. Получаемая при этом математическая модель ЦИП имеет простую форму и достаточно точно отражает метрологические свойства ЦИП. На основе этой математической модели легко получается  выражение для погрешности измерения, которая, как показано в подразделе 2.2, представляется выражением:

 

D = ,                              (4.1)

 

Это выражение определяет ошибку измерения как детерминированную  функцию случайных величин. При  этом случайной величиной среди аргументов функции (4.1) является величина x. Величина D_met рассматривается как случайная лишь по множеству значений измеряемой величины. Детерминированные составляющие ошибки измерения отображаются в модели ЦУ функцией аналогового преобразователя F(x). Случайная составляющая инструментальной погрешности в силу линейности функций преобразования может быть отображена поэтому путем добавления величины x к значению Х’, формируемому аналоговым преобразователем. Таким образом математическая модель ЦИП может быть представлена в виде:

 

                                               (4.2)

 

Для иммитации в программной  модели вариации функции преобразования ЦИП достаточно задать различные функции F(X) при моделировании работы ЦП в случае, когда измеряемая величина устанавливается путем приближения к заданному значению со стороны меньших и больших значений.

Выбор функции F(X) при  разработке программной модели может  быть осуществлен на основе следующих  соображений:

а) поскольку при работе реального прибора адитивная и мультипликативная погрешности исключаются путем предварительной настройки прибора, то будем полагать функцию F(X) такой, что адативная и мультипликативная погрешности отсутствуют;

б) поскольку при моделировании работы ЦИП в процессе аттестации методик конкретный вид функций вариации не существенен, то функцию можно положить F_лев.(X) = - F_прав.(X), где F_лев.(X) – номинальная функция преобразования для результатов измерений, получаемых при приближении к заданному значению со стороны меньших значений, а F_прав.(X), соответственно, со стороны больших значений.

 

4.2 Разработка алгоритма определения показаний цифрового измерительного прибора

На основании сформулированных в предыдущем разделе требований к программной модели, разработан алгоритм опреления показаний ЦИП.

Реализация этого алгоритма  осуществляется  2 этапа. На первом этапе  формируются значения случайной  составляющей инструментальной погрешности. Для получения ее значения суммируются двенадцать значений равномерно распределнных величин в интервале [0;1]. Из полученной суммы вычитается шесть, что дает в итоге нормированную нормальнораспределнную величину, умножение которой на заданное значение среднеквадратического отклонения случайной составляющей  инструментальной погрешности s, дает значение x.