Методики выполнения измерений

1.8. Методики выполнения измерений 12.1. Методики выполнения измерений Методики выполнения измерений (МВИ) появились в I972 г. При разработке Государственной системы обеспечения качества измерений оказалось недостаточно иметь средства измерений, характеристики которых удовлетворяют традиционным требованиям, так как погрешность измерения часто зависит от методики измерения: • погрешности метода; • погрешности, возникающей при отборе и приготовлении пробы; • условий измерений и многое др. МВИ — это документированная совокупность операций и правил, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с гарантированной точностью в соответствии с принятой методикой. В МВИ разработчиком под персональную ответственность прописаны определенные численные значения погрешности измерений, которые гарантируются при выполнении всех требований документа. Из этого следует, что существуют разные характеристики погрешности измерений, из которых разработчику придется выбирать наиболее подходящую. Совокупность операций и правил, обеспечивающая получение результатов измерений с известной погрешностью подчеркивает два важных признака: • МВИ представляет собой описание операций • в МВИ назначается погрешность измерения. Разработку МВИ выполняют на основе исходных данных, которые включают в себя следующее: • назначение, где наименование характеристики, измерений, если измерений; указывается область применения, измеряемой величины и ее а также характеристики объекта они могут влиять на погрешность • требования к погрешности измерений; • условия измерений, заданные в виде номинальных значений или границ диапазонов возможных значений влияющих величин; • вид индикации и формы представления результатов измерений; • требования к автоматизации измерительных процессов; • требования к обеспечению безопасности выполняемых работ, • другие требования, если в них есть необходимость. Аттестация МВИ Представляет собой установление и подтверждение соответствия МВИ предъявляемым к ней метрологическим требованиям. Современная трактовка термина фиксирует не только определение метрологических характеристик, но и установление пригодности средств измерений к использованию по назначению. Аттестацию осуществляют путем метрологической экспертизы документации, теоретических или экспериментальных исследований МВИ. Аттестованные МВИ подлежат метрологическому надзору и контролю. Нельзя смешивать МВИ и документ на МВИ. Для измерений, проводимых с помощью простых показывающих приборов, не требуется особых документированных МВИ. В этих случаях достаточно в нормативной документации указать тип и основные метрологические характеристики средств измерений. Аттестация, как обязательная процедура, применяется для МВИ, используемых в сферах распространения государственного метрологического контроля и надзора, а также для контроля состояния сложных технологических систем. 1.9. Классификация и метрологические характеристики средств измерений. Классификация и метрологические характеристики средств измерений Средства измерений разбиты по видам измерений на 13 групп в соответствии с «Кодификатором групп средств измерений» 1. измерения геометрических величин; 2. измерения механических величин; 3. измерения параметров потока, расхода, уровня объема веществ; 4. измерения давления, вакуумные измерения; 5. измерения физико-химического состава и свойств веществ; 6. измерения времени и частоты; 7. измерения электротехнических и магнитных величин; 8. 9. 10. 11. 12. 13. радиотехнические и радиоэлектронные измерения; измерения характеристик ионизирующих и ядерных констант; виброакустические измерения; оптические и оптико-физические измерения; средства измерений медицинского назначения; теплофизические и температурные измерения. В справочных изданиях принята следующая структура описания средств измерений: • регистрационный номер, • наименование номер и срок действия сертификата об утверждении типа средства измерения, • местонахождение изготовителя • основные метрологические характеристики. Последние оценивают пригодность средств измерений к измерениям в известном диапазоне с известной точностью. Метрологические характеристики средств измерений обеспечивают: • возможность установления точности измерений; • достижение взаимозаменяемости и сравнение средств измерений между собой; • выбор нужных средств измерений по точности и другим характеристикам; • определение погрешностей измерительных систем и установок; • оценку технического состояния средств измерений при их поверке. На практике наиболее pacпространены следующие метрологические характеристики средств измерений: • диапазон измерений — область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые пределы погрешности СИ; • предел измерения — наибольшее или наименьшее значение диапазона измерения. • шкала измерительного прибора — градуированная совокупность отметок и цифр на отсчетном устройстве средства измерения, соответствующих ряду последовательных значений. Различают равномерные и неравномерные шкалы. • Цена деления шкал — разность значений величин, соответствующих двум соседним отметкам шкалы. Приборы с равномерной шкалой имеют постоянную цену деления, а с неравномерной — переменную. В этом случае нормируется минимальная цена деления. • Чувствительность — отношение изменения сигнала ∆y, на выход средства измерения к вызвавшему его изменению ∆x сигнала на входе: S y x Величину, обратную чувствительности, постоянной прибора: называют 1 C S Основная нормируемая метрологическая характеристика средств измерений — это погрешность, т. е. разность между показаниями средств измерений и истинными (действительными) значениями физических величин. Все погрешности в зависимости от внешних условий делятся на основные и дополнительные. Основная погрешность — это погрешность при нормальных условиях эксплуатации. Нормальными условиями эксплуатации являются: • температура 293 ± 5 К или 20 ± 5 ºС, • относительная влажность воздуха 65 ±1,5% при температуре 20 ºС, • напряжение в сети питания 220 В ±10% с частотой 50 Гц ± 1 %, • атмосферное давление от 97,4 до 104 кПа, • отсутствие электрических и магнитных полей (наводок). Kлacc точности — это обобщенная метрологическая характеристика, определяющая различные свойства средства измерения. Класс точности средства измерения уже включает систематическую и случайную погрешности. Однако он не является непосредственной характеристикой точности измерений, выполняемых с помощью этих СИ, поскольку точность измерения зависит и от методики измерения, взаимодействия СИ с объектом, условий измерения и т. д. В частности, чтобы измерить величину с точностью до 1 %, недостаточно выбрать средство измерения с погрешностью 1 %. Выбранное СИ должно обладать гораздо меньшей погрешностью, Так как нужно учесть как минимум еще погрешность методики. Классы точности присваивают средствам измерений при их разработке по результатам государственных приемочных испытаний. В настоящее время в качестве основных установлены три вида классов точности средств измерений: • для пределов допускаемой абсолютной погрешности в единицах измеряемой величины или делениях шкалы; • для пределов допускаемой относительной погрешности в виде ряда чисел    А  10 где А=1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5 и 6; n n= 1; 0; -1; -2; ... и т. д.; • для пределов допускаемой приведенной погрешности с тем же рядом    А  10 n Классы точности средств измерений, выраженные через абсолютные погрешности, обозначают прописными буквами латинского алфавита или римскими цифрами. При этом, чем дальше буква от начала алфавита, тем больше значение допускаемой абсолютной погрешности. Например, средство измерения класса С более точно, чем средство измерения класса М. Наиболее широкое распространение получило нормирование класса точности по приведенной погрешности:   100%   А 10n XN Условное обозначение класса точности в этом случае зависит от нормирующего значения ХN , т. е. от шкалы СИ. Если ХN представляется в единицах измеряемой величины, то класс точности обозначается числом, совпадающим с пределом допускаемой приведенной погрешности. Например, класс 1,5 означает, что γ = 1,5%. Если ХN длина шкалы (например, у амперметров), то класс 1,5 означает, что γ = 1,5 % длины шкалы.