Контрольная работа по "Метрология. Стандартизация. Сертификация"

1 Исторические основы  стандартизации и  сертификации.

Проблема обеспечения  единства измерений имеет возраст, сопоставимый с возрастом человечества. Как только человек стал обменивать или продавать результаты своего труда, возник вопрос - как велик  эквивалент этого труда и как  велик продукт, представленный на обмен  или продажу. Для характеристики этих величин использовались различные  свойства продукта. По мере развития человечества и науки, особенно физики и математики, проблему обеспечения единства измерений стали решать более широко. Появились государственные службы и хранилища мер, с которыми торговцам в законодательном порядке предписывалось сравнивать свои меры. Для определения размеров единиц выбирались размеры объектов, не изменяющиеся со временем. Например, для определения размера единицы длины измерялся меридиан Земли, для определения единицы массы измерялась масса литра воды. Дальнейший прогресс в обеспечении единства измерений состоял уже в произвольном выборе единиц, не связанных с веществами или объектами. Это связано с тем фактом, что изготовить копию меры (передать размер единицы какой-либо величины) можно с гораздо более высокой точностью, чем повторно независимо воспроизвести эту меру. В самом деле, точность определения длины меридиана и деления его на 40 миллионов частей оказывается очень невысокой. Гигантский скачок в точности измерений механических величин был совершен при внедрении лазеров в измерительную технику. Образно говоря, точность средств измерения стала определяться параметрами отдельного атома. Стандартизация - деятельность по установлению правил и характеристик в целях их добровольного многократного использования, направленная на достижение упорядоченности в сферах производства и обращения продукции и повышение конкурентоспособности продукции, работ или услуг.

Сертификация - это  процедура, посредством которой  третья сторона дает письменную гарантию, что продукция, процесс или услуга соответствуют заданным требованиям. Под первой стороной обычно понимают - изготовителя, поставщика, продавца. Вторая сторона - это потребитель, покупатель, заказчик. Третья сторона - это организация, являющаяся независимой как от первой, так и от второй сторон. При сертификации продукции, процесса или услуги в качестве третьей стороны обычно выступает орган по сертификации (продукции, процесса или услуги).На этапе становления и развития в России стандартизация и сертификация преследовали интересы государства и финансировались исключительно за счет средств федерального бюджета. Происходящие в настоящее время на мировой арене перемены коснулись как экономики, так и стандартизации с сертификацией, призванных на данном этапе глобализации торговых отношений обеспечить переход от приоритетного отражения в стандартах интересов государства на обеспечение в стандартах баланса интересов органов государственного управления, субъектов хозяйствования, общественных организаций и потребителей. Стандартизация - деятельность по установлению правил и характеристик в целях их добровольного многократного использования, направленная на достижение упорядоченности в сферах производства и обращения продукции и повышение конкурентоспособности продукции, работ или услуг.

5 Основные положения  Государственной  системы стандартизации.

Согласно определению  стандарта ИСО-МЭК-2 стандартизация - это деятельность, направленная на достижение оптимальной степени  упорядочения в определенной области  посредством установления положений  для всеобщего и многократного  исследования в отношении реально  существующих или потенциальных  задач. В соответствии с определением этого понятия формируются основные понятия стандартизации: 

• нормативный документ - документ, устанавливающий правила, общие принципы или характеристики, касающиеся различных видов деятельности или их результатов;
• стандарт - нормативный документ по стандартизации, разработанный на основе согласия по существенным вопросам заинтересованных сторон и утвержденный признанным органом (предприятием);
• правило (ПР) - документ, устанавливающий обязательные для применения организационно-технические и общетехнические положения, порядки, методы выполнения работ;
• рекомендации (Р) - документ, содержащий добровольные для применения организационно-технические или общетехнические положения, порядки, методы выполнения работ;
• норма - положение, устанавливающее количественные или качественные критерии, которые должны быть удовлетворены;
• регламент - документ, содержащий правовые нормы и принятый органом власти;
• 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.

Стандарты различают  в зависимости от сферы действия:

• международный стандарт;
• региональный стандарт;
• государственный стандарт РФ (ГОСТ-Р);
• межгосударственный стандарт (ГОСТ);
• стандарт отрасли (ОСТ);
• стандарт научно-технического или инженерного общества (СТО);
• стандарт предприятия (СТП).

Стандартизация  как вид человеческой деятельности является результатом стремления отбирать наиболее ценные достижения и использовать их в дальнейшей работе. В измерительной  технике это проявляется в  создании систем мер и весов, в  промышленности - в унификации изделий, в агрегатировании узлов и механизмов, в расчетах - в использовании определенных (стандартных) рядов чисел, в экономике - в единообразии представления информации и т. д. Начиная с древних времен люди стремились отобрать наиболее удачно созданные орудия труда, самые удачные механизмы - от колеса до лазера,- самые ценные технологические процессы и т. д. В итоге были сформированы основные принципы стандартизации.

Под методом стандартизации подразумевается совокупность приемов, с помощью которых достигаются  цели стандартизации. Наиболее широко применяются следующие методы стандартизации:

• упорядочение объектов стандартизации;
• параметрическая стандартизация;
• унификация продукции;
• агрегатирование;
• комплексная стандартизация;
• опережающая стандартизация.

10 Понятие о качестве  и защите потребителя. 

Качество  продукции — совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением (ГОСТ 15467—79). Из этого определения следует, что не все свойства изделия входят в понятие качества, а только те, которые определяются потребностью общества в соответствии с назначением этого изделия.

Качество машин  зависит от технического уровня машиностроения и его отдельных отраслей, определяемого  большим числом факторов (рис. 4.1). Например, повышение рабочих скоростей, давлений и мощности позволяет значительно  увеличить единичную производительность (получаемую при одном рабочем  цикле машины) прокатного и кузнечно-прессового оборудования, но требует применения металла высокой прочности; создание систем машин с полной автоматизацией всего технологического цикла, начиная с подачи исходного сырья, получения заготовки, обработки деталей, сборки и кончая контролем конечной продукции, ее упаковкой и подготовкой к отправке потребителю, повышает качество продукции и резко снижает потребность в рабочей силе. Но это возможно при совершенстве конструкций всех механизмов системы и высоком уровне других показателей, указанных на рис. 4.1.

Для оценки качества машин и других изделий нужна  четкая система показателей и  методов их определения. Область  практической и научной деятельности, которая занимается разработкой  теоретических основ и методов  количественной оценки качества продукции, называют квалиметрией. Основные задачи квалиме- трии: определение номенклатуры необходимых показателей качества изделий и их оптимальных значений; разработка методов количественной оценки качества; создание методики учета изменения качества во времени и т. д.

Установлены следующие показатели качества любых видов продукции: показатели назначения, характеризующие свойства продукции, определяющие функции, для выполнения которых она предназначена, и обусловливающие область ее применения; показатели надежности (долговечности); показатели технологичности, характеризующие эффективность конструктивно-технологических решений для обеспечения высокой производительности труда при изготовлении и ремонте продукции; эргономическиепоказатели; показатели стандартизации и унификации, харак теризукнцие степень использования в продукции стандартизован ных изделий и уровень унификации составных частей изделия патентно-правовые показатели, характеризующие степень патент ной защиты изделия в СССР и за рубежом, а также его патенту» чистоту; экономические показатели, отражающие затраты на раз работку, изготовление и эксплуатацию или потребление продук ции, а также экономическую эффективность эксплуатации; пока затели безопасности.

Для машиностроения и приборостроения наиболее эффективным! показателями качества машин и механизмов являются их эксплуа тационные характеристики, зависящие от технического уровн: машиностроения.

Эксплуатационные  показатели — это характеристики, опреде ляющие качество выполнения изделием заданных функций. Общим! из них для всех изделий длительного действия являются показател надежности (долговечности), динамичности качества, эргономиче ские показатели и экономичность эксплуатации.

Надежность—это свойство объекта (например, изделия) сс хранять во времени в установленных пределах значения всех па раметров, характеризующих способность выполнять требуемые функ ции в заданных режимах и условиях использования, техннчс ского обслуживания и. ремонта, хранения и транспортирован!! (ГОСТ 27.002—83). Надежность включает свойства безотказности долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости. Показателям надежности являются вероятность безотказной работы, средня наработка до отказа, интенсивность отказов и др. Свойство изделий сохранять способность выполнения заданных функций с установленными показателями до их предельного состояния (при установленной системе технического обслуживания и ремонтов) называют долговечностью. При этом предельное состояние изделия определяется невозможностью дальнейшей эксплуатации вследствие неустранимого нарушения требований безопасности, неустранимого снижения эксплуатационных показателей и эффективности эксплуатации или нецелесообразности его восстановления. Показателями долговечности могут быть: назначенный ресурс, определяемый наработкой изделия, предельное состояние которого обусловлено достижением заданной наработки; назначенный срок службы — срок службы изделия, предельное состояние которого обусловлено достижением заданной календарной продолжительности использования изделия по назначению (наработка — это продолжительность или объем работы изделия). Применяют и другие показатели, приведенные в ГОСТ 27.002—83.

Вследствие недостаточной  жесткости и виброустойчивости конструкции, наличия сил трения в подвижных соединениях, наличия дисбаланса и упругих деформаций, недостаточной точности изготовления и других причин при холостом и рабочем режимах работы машины возникают быстропротекающие колебательные процессы (вибрации). Эти колебания увеличивают шероховатость трущихся поверхностей деталей и уменьшают долговечность машин, снижают точность обработки станков, стойкость режущего инструмента, точность автоматических измерительных приборов. В связи с этим для каждого типа изделия устанавливают и контролируют показатели динамического качества. Можно экспериментально установить зависимость долговечности машины, например, от дисбаланса ее частей.

В настоящее время  допускаемый уровень вибраций и  шума передачи устанавливают путем  сравнительных испытаний вновь созданных и конструктивно-тождественных передач, находящихся в тождественных условиях эксплуатации.

15 Термины и определения  в сертификации.

Аккредитация - процедура, посредством которой авторитетный орган официально признает правомочность  лица или органа выполнять конкретные работы.

Аккредитованная испытательная лаборатория - лаборатория, прошедшая аккредитацию.

Гармонизированные стандарты - стандарты, относящиеся  к одному и тому же объекту и  утвержденные различными органами, занимающимися  стандартизацией, которые обеспечивают взаимозаменяемость продукции, процессов  и услуг и взаимное понимание  результатов испытаний или информации, представляемой в соответствии с  этими стандартами.

Заявление поставщика о соответствии - процедура, посредством  которой поставщик дает письменную гарантию, что продукция, процесс  или услуга соответствует заданным требованиям.

Знак соответствия (в области сертификации) - защищенный в установленном порядке знак, применяемый или выданный в соответствии с правилами системы сертификации, указывающий, что данная продукция, процесс или услуга соответствует  конкретному стандарту или другому  нормативному документу.

Испытание - техническая  операция, заключающаяся в установлении одной или нескольких характеристик  данной продукции, процесса или услуги в соответствии с установленной  процедурой.

Испытательная лаборатория - лаборатория, которая проводит испытания.

Критерии аккредитации - cовокупность требований, используемых органом по аккредитации, которым должна удовлетворять испытательная лаборатория, чтобы быть аккредитованной.

Международный стандарт - cтандарт, принятый международной организацией, занимающейся стандартизацией и доступный широкому кругу потребителей.

Метод испытания - установленные технические правила  проведения испытаний.

Национальный стандарт - cтандарт, принятый национальным органом по стандартизации и доступный широкому кругу потребителей.

Нормативный документ - документ, устанавливающий правила, общие принципы или характеристики, касающиеся различных видов деятельности или их результатов.

Объект стандартизации - oбъект, который должен быть стандартизован.

Обязательный стандарт - cтандарт, применение которого обязательно по общему закону или в соответствии с обязательной ссылкой в регламенте.

Орган по аккредитации - oрган, который управляет системой аккредитации лабораторий и проводит аккредитацию.

Орган по сертификации - oрган, проводящий сертификацию соответствия.

Основополагающий  стандарт - cтандарт, имеющий широкую область распространения или содержащий общие положения для определенной области.

Оценка соответствия - cистематическая проверка степени соответствия продукции, процесса или услуги заданным требованиям.

Проект стандарта - предлагаемый вариант стандарта, служащий для широкого обсуждения, голосования  или утверждения в качестве стандарта.

Протокол испытаний - документ, содержащий результаты испытания  и другую информацию, относящуюся  к испытаниям.

Сертификат соответствия - документ, изданный в соответствии с правилами системы сертификации, указывающей, что обеспечивается необходимая  уверенность в том, что данная , продукция, процесс или услуга соответствует конкретному стандарту или другому нормативному документу.

Сертификация - процедура, посредством которой третья сторона  дает письменную гарантию, что продукция, процесс или услуга соответствует  заданным требованиям.

Система аккредитации - cистема, располагающая собственными правилами процедуры и управления для осуществления аккредитации лабораторий.

Система сертификации - cистема, располагающая собственными правилами процедуры и управления для проведения сертификации соответствия.

Система сертификации однородной продукции (процессов, услуг) - система сертификации, относящаяся  к определенной продукции, процессам  или услугам, для которых применяются  одни и те же конкретные стандарты  и правила и та же самая процедура.

Соответствие - cоответствие продукции, процесса или услуги установленным требованиям.

Стандарт - документ, разработанный на основе консенсуса и утвержденный признанным органом, в котором устанавливаются для всеобщего и многократного ис- пользования правила, общие принципы или характеристики, касающиеся различных видов деятельности или их результатов, и который направлен на достижение оптимальной степени упорядочения в определенной области.

Стандарт метода испытаний - cтандарт, устанавливающий требования, которым должна удовлетворять продукция или группа продукции, чтобы обеспечить ее соответствие своему назначению.

Стандарт на продукцию - cтандарт, устанавливающий требования, которым должна удовлетворять продукция или группа продукции, чтобы обеспечить ее соответствие своему назначению.

Стандарт на процесс - cтандарт, устанавливающий требования, которым должен удовлетворять процесс, чтобы обеспечить соответствие процесса его назначению.

Стандарт на услугу - cтандарт, устанавливающий требования, касающиеся совместимости продукции или систем в местах их сочленения.

Стандартизация - деятельность, направленная на достижение оптимальной степени упорядочения в определенной области посредством  установления положений для всеобщего  и многократного использования  в отношении реально существующих или потенциальных задач.

Третья сторона - лицо или орган, признаваемые независимыми от участвующих сторон в рассматриваемом вопросе.

Участник системы  сертификации - oрган по сертификации, действующий согласно правилам данной системы, но не имеющий возможности участвовать в управлении системой.

23 Виды погрешностей 

Выделяют следующие  виды погрешностей:

• абсолютная погрешность;
• относительна погрешность;
• приведенная погрешность;
• основная погрешность;
• дополнительная погрешность;
• систематическая погрешность;
• случайная погрешность;
• инструментальная погрешность;
• методическая погрешность;
• личная погрешность;
• статическая погрешность;
• динамическая погрешность.

Погрешности измерений  классифицируются по следующим признакам.

По способу математического  выражения погрешности делятся  на абсолютные погрешности и относительные  погрешности.

По взаимодействию изменений во времени и входной  величины погрешности делятся на статические погрешности и динамические погрешности.

По характеру  появления погрешности делятся  на систематические погрешности  и случайные погрешности.

По характеру  зависимости погрешности от влияющих величин погрешности делятся  на основные и дополнительные.

По характеру  зависимости погрешности от входной  величины погрешности делятся на аддитивные и мультипликативные.

Абсолютная погрешность – это значение, вычисляемое как разность между значением величины, полученным в процессе измерений, и настоящим (действительным) значением данной величины.

Абсолютная погрешность  вычисляется по следующей формуле:

ΔQn =Qn −Q0,

где AQn – абсолютная погрешность;

Qn – значение некой величины, полученное в процессе измерения;

Q0 – значение той же самой величины, принятое за базу сравнения (настоящее значение).

Абсолютная погрешность  меры – это значение, вычисляемое как разность между числом, являющимся номинальным значением меры, и настоящим (действительным) значением воспроизводимой мерой величины.

Относительная погрешность – это число, отражающее степень точности измерения.

Инструментальная  погрешность – это погрешность, возникающая из—за допущенных в процессе изготовления функциональных частей средств измерения ошибок.

23 Методы определения  погрешностей

Методы определения  погрешностей измерений используются для того, чтобы:

• на основании результатов измерений получить настоящее (действительное) значение измеряемой величины;
• определить точность полученных результатов, т. е. степень их соответствия настоящему (действительному) значению.

В процессе определения  и учета погрешностей оцениваются:

• математическое ожидание;
• среднеквадратическое отклонение.

Точечная оценка параметра (математического ожидания или среднеквадратического отклонения) – это оценка параметра, которая может быть выражена одним числом. Точечная оценка является функцией от экспериментальных данных и, следовательно, сама должна быть случайной величиной, распределенной по закону, зависящему от закона распределения для значений исходной случайной величины Закон распределения значений точечной оценки будет зависеть также от оцениваемого параметра и от числа испытаний (экспериментов).

Точечная оценка бывает следующих видов:

• несмещенная точечная оценка;
• эффективная точечная оценка;
• состоятельная точечная оценка.

Несмещенная точечная оценка – это оценка параметра погрешности, математическое ожидание которой равно этому параметру.

Эффективная точечная оценка – это точечная оценка. дисперсия которой меньше, чем дисперсия другой какой угодно оценки этого параметра.

Состоятельная точечная оценка – это оценка, которая при увеличении числа испытаний стремится к значению параметра, подвергающегося оценке.

Основные методы определения оценок:

• метод максимального правдоподобия (метод Фишера);
• метод наименьших квадратов.

Грубые погрешности – это погрешности, намного превышающие предполагаемые в данных условиях проведения измерений систематические и случайные погрешности. Промахи и грубые погрешности могут появляться из—за грубых ошибок в процессе проведения измерения, технической неисправности средства измерения, неожиданного изменения внешних условий. Для того чтобы исключить грубые погрешности, рекомендуется до начала измерений приближенно определить значение измеряемой величины.

28 Теоретические основы  метрологии 

Измерения являются одним из важнейших путей познания природы человеком. Они дают количественную характеристику окружающего мира, раскрывая  человеку действующие в природе  закономерности. Все отрасли техники  не могли бы существовать без развернутой  системы измерений, определяющих как  все технологические процессы, контроль и управление ими, так и свойства и качество выпускаемой продукции.

Велико значение измерений в современном обществе. Они служат не только основой научно-технических  знаний, но имеют первостепенное значение для учета материальных ресурсов и планирования, для внутренней и  внешней торговли, для обеспечения  качества продукции, взаимозаменяемости узлов и деталей и совершенствования  технологии, для обеспечения безопасности труда и других видов человеческой деятельности.

Особенно возросла роль измерений в век широкого внедрения новой техники, развития электроники, автоматизации, атомной  энергетики, космических полетов. Высокая  точность управления полетами космических  аппаратов достигнута благодаря  современным совершенным средствам  измерений, устанавливаемым как  на самих космических аппаратах, так и в измерительно-управляющих центрах.

Большое разнообразие явлений, с которыми приходится сталкиваться, определяет широкий круг величин, подлежащих измерению. Во всех случаях проведения измерений, независимо от измеряемой величины, метода и средства измерений, есть общее, что составляет основу измерений — это сравнение опытным путем данной величины с другой подобной ей, принятой за единицу. При всяком измерении мы с помощью эксперимента оцениваем физическую величину в виде некоторого числа принятых для нее единиц, т.е. находим ее значение.

В настоящее время установлено следующее определение измерения: измерение есть нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.

Отраслью науки, изучающей измерения, является метрология.

Слово "метрология" образовано из двух греческих слов: метрон — мера и логос — учение. Дословный перевод слова "метрология" — учение о мерах. Долгое время метрология оставалась в основном описательной наукой о различных мерах и соотношениях между ними. С конца прошлого века благодаря прогрессу физических наук метрология получила существенное развитие. Большую роль в становлении современной метрологии как одной из наук физического цикла сыграл Д. И. Менделеев, руководивший отечественной метрологией в период 1892–1907 гг.

Метрология в  ее современном понимании — наука об измерениях, методах, средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

Единство измерений — такое состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности измерений известны с заданной вероятностью. Единство измерений необходимо для того, чтобы можно было сопоставить результаты измерений, выполненных в разных местах, в разное время, с использованием разных методов и средств измерений.

Точность измерений  характеризуется близостью их результатов  к истинному значению измеряемой величины.

Таким образом, важнейшей  задачей метрологии является усовершенствованием  эталонов, разработкой новых методов  точных измерений, обеспечение единства и необходимой точности измерений.

Существует несколько  видов измерений. При их классификации  обычно исходят из характера зависимости  измеряемой величины от времени, вида уравнения измерений, условий, определяющих точность результата измерений и  способов выражения этих результатов.