Шпаргалка по дисциплине "Метрология, стандартизация и сертификация"

1. Цели и задачи метрологии. Единство измерений (условия обеспечения единства измерений).

Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения  их единства, способах достижения требуемой точности.

Цели:

1. Обеспечение качества продукции достигается путем проведения контроля над ходом технологических процессов, качества готовой продукции, повышения уровня техники измерения.
2. Повышение научно – технологического процесса, которое осуществляется в результате развития измерительной техники.
3. Исключение разнобоя полученных данных, достижение сравнимых результатов измерений.

Чтобы достичь этих целей необходимо решить следующие задачи:

• Создание новой и совершенствование применяемой измерительной техники;
• Создание и совершенствование эталонов и образцовых средств измерений;
• Разработка общей теории измерений, теорий погрешностей;
• Разработка методов передачи размерных единиц от эталонов и образцовых средств рабочим средствам измерений.

Единство измерений необходимо для того, чтобы можно было сопоставить результаты измерений, выполненных в разных местах, в разное время и с использованием разных методов и средств измерения.

Единство измерений -  состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности измерений известны с заданной вероятностью.

Обеспечение единства измерений – главная задача метрологии.

 

 

 

 

 

2. Объекты метрологии. Три составляющие части метрологии: законодательная, теоретическая, и практическая составляющая метрологии.

Объектами метрологии являются:

• Единицы величин
• Средства измерений
• Эталоны
• Методики выполнения измерений

Современная метрология включает в себя 3 составляющие:

• Законодательная

Включает: совокупность взаимообусловленных правил и норм, направленных на обеспечение единства измерений, которое возводится в рамках правовых положений, находится под контролем государства. К области законодательной метрологии относятся:

1. Разработка законодательных основ метрологии;
2. Испытание и утверждение типовых средств измерений, их проверка и калибровка;
3. Сертификация средств измерений, государственный метрологический контроль за средствами измерений;
4. Развитие международных экономических и торговых связей, содействие взаимопониманию в международном метрологическом сотрудничестве.

• Теоретическая (фундаментальная)

Занимается вопросами фундаментальных исследований, созданием систем единиц измерений, физических постоянных, разработкой новых методов контроля или измерения. К этой области относятся:

1. Разработка фундаментальных основ метрологии;
2. Общая структура метрологии как науки и современнее проблемы метрологии;
3. Теория обеспечения единства измерений и теория точности средств измерений;
4. Классификация физических величин;
5. Методология измерений, использование математических методов, методы обработки экспериментальных данных.

• Практическая (прикладная)

Занимается вопросами практического применения в различной сфере деятельности результатов теоретических исследований. К ней относится:

1. Учет продукции народного хозяйства, исчисляющийся по массе, объему, мощности, расходу, энергии и др;
2. Измерения, которые проводятся при различных исследовательских испытаниях, контроль продукции в различных отраслях народного хозяйства;
3. Измерения, проводимые для контроля и регулирования технологических процессов, связи и тд.

 

3. Пирамида системы нормативно-правовых и технических актов в области метрологии.

                         1                

                        

                        

                         

                

1 – статья 71 «р» конституции РФ, которая гласит «в ведении РФ находится метрологическая служба, стандарты, эталоны, метрологические системы и исчесление времени». Поэтому метрологическая деятельность в РФ основана на конституционной норме.

2 – закон РФ от 27.04.1993 №4871-1 об обеспечении единства  измерений. Этот закон устанавливает  правовые основы обеспечения  единства измерений, регулирует  отношения государственных органов  РФ с юридическими и физическими  лицами по вопросам изготовления, выпуска, эксплуатации и ремонта  средств измерения. Закон направлен  на защиту прав и законных интересов граждан, установление правопорядка и экономики страны от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений

3 – указы президента  и решения правительства, чаще  постановления правительства. Для реализации федерального закона разрабатываются подзаконные акты – нормативно – правовые акты, которые вместе с законом определяют или составляют правовую основу государственной системы обеспечения единства измерений (ГСИ).

4 – нормативно -  правовые  и технические акты утверждаются  федеральным органом исполнительной власти РФ, он называется федеральная служба по техническому регулированию и метрологии (Ростехрегулирование). Нормативные документы ГСИ устанавливают основные требования в области метрологического обеспечения: общие правила и нормы по метрологии; государственные поверочные схемы; методики выполнения измерений; нормы точности измерений; методики поверки средств измерений.

5 – рекомендации. Разрабатываются  и применяются как гос. Метрологическими центрами, так и определенными организациями в пределах своих компетенций. Эти документы носят общий характер, а также конкретное описание.

 

 

 

 

 

4. Физические величины (ФВ), свойства ФВ, разновидности ФВ (идеальные, реальные и др.)

Физическая величина – одно из свойств физического объекта, общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуально для каждого из них.

Основным свойством физ. величины является ее размерность.

Единица физической величины – физ. величина фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение равное единице и которое применяется для количественного выражения однородных семей физических величин. Это то, что может быть оценено тем или иным способом в том числе количественно.

Физические величины бывают:

• Идеальные (виртуальные, умозрительные):

Математические величины ( синус, косинус и тд)

• Реальные:

- нефизические (общественные, экономические) поколение людей, денежная единица

- физические (изучаемые в естественных и технических науках). Являются основным объектом метрологии (масса, температура и др)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Международная система единиц физических величин СИ. Основные физические величины системы СИ.

Основная физическая величина – величина, входящая в систему величин и условно принятая в качестве независимой от других величин этой системы.

В 1960 г. На 11 генеральной конференции по мерам и весам было принята международная система единиц физических величин (СИ).

В России система СИ официально принята в 1963 году соответствующим ГОСТом. СИ построена на основе международной и содержит 7 основных физических величин:

1. Длина L, м – метр – длина пути проходимого света в вакууме за 1/299.. долю секунды.
2. Масса М, кг – масса международного прототипа килограмма.
3. Время Т, с – 9192631770 периодов излучения соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133.
4. Сила электрического тока I, А – сила неизменяющегося тока, которая при прохождении по 2 параллельным прямолинейным проводам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового сечения, расположенном на расстоянии 1 м в вакууме, вызывает на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия равную 2*10-7Н.
5. Температура Q, К – 1/273,15 части термодинамической температуры тройной точки воды.
6. Сила света N, кд (кандела) – сила света в каком то направлении источника испускающего монохроматическое излучение с частотой 540*1012Гц энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/638 Вт/ср(стерадион).
7. Количество вещества J, моль – количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде 12 массой 0,012 кг.

Кроме СИ в России применяются некоторые внесистемные единицы, удобные для практического применения: давление, мощность и др.

Международная система СИ до 1991 года включала в себя 2 дополнительные единицы: радион и стерадион, потом упразднили.

 

 

 

6. Понятия производная физическая величина (ФВ) (табл); размерная и безразмерная ФВ, однородная и неоднородная ФВ.

Производная физическая величина – входящая в систему величин и определяемая через основные величины этой системы, размерность их зависит или выражается через размерность основных величин.

Производная величина	Уравнение связи	Производная единица	Размерность в системе:LMTIQNJ
Площадь S
Объем V
Скорость v
Ускорение a

Безразмерная физическая величина – в размерность которой основные физические величины входят в степени ноль.

Размерная физ. величина – в размерности которой хотя бы одна из основных величин возведена в степени не равной нулю.

ГОСТ 8.417-2002 «Единицы измерения» разрешает также применять широко используемые вне системные единицы: тонна, минута, час, год, градус, гектар, лошадиная сила и др. Применение внесистемных единиц нежелательно, так как неизбежны перерасчеты увеличивающие стоимость и вероятность ошибки.

Род физической величины — качественная определенность физической величины, например: 

Длина и диаметр детали — однородные величины; 

Длина и масса детали — неоднородные величины. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Кратные и дольные физические величины. Достоинства международной системы СИ.

Единицы той или иной физической величины как правило связаны с так называемыми мерами, но на практике одна единица измеряемой величины оказывается неудобной для измерения больших и малых размеров данной величины, поэтому применяют несколько единиц, находящихся в кратных либо дольных соотношениях между собой.

Кратная единица – единица физической величины, которая в целое число раз больше системной или внесистемной единицы. Для обозначения десятичных кратных (получаемых домножением) единиц служат специальные приставки СИ: кВ,МВ,GВ и др.

Дека		Тера
Гекто		Пета
Кило		Экза
Мега		Зета
Гига		Йота

 

Дольная единица – единица физической величины в целое число раз меньшая системной или внесистемной единицы. Приставки:

деци		Пико
санти		фемто
Мили		атто
микро		Зенто
нано		Йокта

Преимущества СИ:

• Универсальность, то есть охватывает все отрасли науки и техники;
• Когерентность, то есть согласованность производных единиц, которые определяются по уравнениям, не требующих дополнительных коэффициентв пропорциональности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Виды эталонов. Понятие эталон единицы физической величины, рабочий эталон, требования к эталонам.

Эталон единица физической величины - средство измерения (комплекс), предназначенное для воспроизведения и хранения, передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений.

Основное назначение эталонов – обеспечение материально-технической базы, воспроизведение и хранение единиц физической величины.

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

Исходный эталон — эталон, обладающий наивысшими метрологическими свойствами, от которого передают размер единицы подчинённым эталонам и имеющимся средствам измерений.

Государственный эталон — эталон, признанный решением уполномоченного на то государственного органа в качестве исходного на территории государства.

Международный эталон — эталон, принятый по международному соглашению в качестве международной основы для согласования с ним размеров единиц, воспроизводимых и хранимых национальными эталонами.

Рабочий эталон — эталон, предназначенный для передачи размера и измеряемой единицы рабочим средствам измерений.

Общие требования к эталонам:

• Неизменность
• Воспроизводимость, то есть способность непритерпевать изменений и не вносить искажений при проведении сличения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Субъекты метрологии РФ. Виды мер (однозначная, многозначная и др.). Виды измерений (по характеру зависимости измеряемой величины от времени: статические, динамические)