Методы и средства измерений, испытаний и контроля. 2

Содержание

Введение           2

1. Обеспечение единства измерений      3

1.1 Единство  измерений        6

1.2 Проверка  средств измерений       11

1.3 Калибровка  средств измерений       15

1.4 Методы поверки (калибровки) и поверочные схемы   17

1.5 Сертификация средств измерений      20 

2. Практические  задания        27

Заключение            30

Список  литературы         31 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

    В практической жизни человек всюду  имеет дело с измерениями. На каждом шагу встречаются измерения таких  величин, как длина, объем, вес, время и др.

    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 продукций.

    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 19-го 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.

    В данной контрольной работе рассмотрим вопросы об обеспечении единства измерений, проверка средств измерений, калибровка средств измерений, методы поверки (калибровки) и поверочные схемы, а так же сертификация средств измерений. 
 
 
 
 
 
 

    1 Обеспечение единства  измерений

    Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ) - государственное управление субъектами, нормами, средствами и видами деятельности по обеспечению заданного уровня единства измерений в стране. Деятельность по обеспечению единства измерений направлена на охрану законных интересов граждан и установлению правопорядка и экономики, а также на содействие экономическому и социальному развитию страны путем защиты от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений во всех сферах общества.

    Обеспечение единства измерений осуществляется на нескольких уровнях:

    − государственном;

    − федеральных органов исполнительной власти;

    − юридического лица.

    Основной  целью Государственной системы  обеспечения единства измерений (ГСИ) является создание общегосударственных правовых, нормативных, организационных, технических и экономических условий для решения задач по обеспечению единства измерений.

    Основными задачами ГСИ являются:

    − разработка оптимальных принципов  управления деятельностью по обеспечению  единства измерений;

    − организация и проведение фундаментальных  научных исследований с целью  создания более совершенных и  точных методов и средств воспроизведения  единиц и передачи их размеров;

    − установление системы единиц величин  и шкал измерений, допускаемых к  применению;

    − установление основных понятий в  метрологии, унификация их терминов и  определений;

    − установление экономически рациональной системы государственных эталонов, их создание, утверждение, применение и совершенствование;

    − установление систем передачи размеров единиц величин от государственных эталонов средствам измерений, применяемым в стране;

    − создание и совершенствование вторичных  и рабочих эталонов, комплектных  поверочных установок и лабораторий;

    − установление общих метрологических  требований к эталонам, средствам измерений, методикам выполнения измерений, методикам поверки (калибровки) средств измерений и всех других требований, соблюдение которых является необходимым условием обеспечения единства измерений;

    − разработка и экспертиза разделов метрологического обеспечения федеральных и иных государственных программ, в том числе программ создания и развития производства оборонной техники; осуществление государственного метрологического контроля: поверка средств измерений;

    - испытания с целью утверждения типа средств измерений, лицензирование деятельности юридических и физических лиц по изготовлению, ремонту, продаже и прокату средств измерений;

    − осуществление государственного метрологического надзора за выпуском, состоянием и  применением средств измерений, аттестованными методиками выполнения измерений, эталонами единиц физических величин, соблюдением метрологических норм и правил; разработка принципов оптимизации материально-технической и кадровой базы органов государственной метрологической службы;

    − аттестация методик выполнения измерений;

    − калибровка и сертификация средств  измерений, не входящих в сферы государственного метрологического контроля и надзора;

    − аккредитация метрологических служб  и иных юридических и физических лиц по различным видам метрологической деятельности;

    − аккредитация поверочных, калибровочных, измерительных, испытательных и  аналитических лабораторий, лабораторий  неразрушающего и радиационного  контроля в составе действующих  в Российской Федерации систем аккредитации;

    − участие в работе международных организаций, деятельность которых связана с обеспечением единства измерений;

    − разработка совместно с уполномоченными  федеральными органами исполнительной власти порядка определения стоимости  метрологических работ и регулирование тарифов на эти работы;

    − организация подготовки и переподготовка кадров метрологов;

    − информационное обеспечение по вопросам обеспечения единства измерений;

    − совершенствование и развитие ГСИ. 

1. Единство  измерений

    Единство  измерений — состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин и погрешности измерений не выходят за установленные границы с заданной вероятностью.

    Правовой  основой обеспечения единства измерений  служит законодательная метрология, которая представляет собой свод государственных актов и нормативно-технических документов различного уровня, регламентирующих метрологические правила, требования и нормы.

    Технической основой ГСИ являются:

1. Система (совокупность) государственных эталонов единиц и шкал физических величин — эталонная база страны.
2. Система передачи размеров единиц и шкал физических величин от эталонов ко всем СИ с помощью эталонов и других средств поверки.
3. Система разработки, постановки на производство и выпуска в обращение рабочих СИ, обеспечивающих исследования, разработки, определение с требуемой точностью характеристик продукции, технологических процессов и других объектов.
4. Система государственных испытаний СИ (утверждение типа СИ), предназначенных для серийного или массового производства и ввоза из-за границы партиями.
5. Система государственной и ведомственной метрологической аттестации, поверки и калибровки СИ.
6. Система стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов.
7. Система стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов.

    Различают децентрализованное и централизованное воспроизведение единиц. При децентрализованном единицы воспроизводятся там, где выполняются измерения (м² и др. производные физические величины). При централизованном информации о единицах передастся с. места их централизованного хранении и воспроизведении. Оно осуществляется с помощью специальных технических средств, называемых эталонами.

    Основные  единицы (секунда, метр, килограмм, кельвин, кандела, ампер и моль) воспроизводятся  только централизованно.

    Эталон  единицы величины — средство измерений, предназначенное для воспроизведения и хранения единицы величины (или кратных либо дольных значений единицы величины) с целью передачи ее размера другим средствам измерений данной величины. От эталона единица величины передается разрядным эталонам, а от них — рабочим средствам измерений.

    Эталоны классифицируют на первичные, вторичные  и рабочие.

    Первичный эталон — это эталон, воспроизводящий единицу физической величины с наивысшей точностью, возможной в данной области измерений на современном уровне научно-технических достижений. Первичный эталон может быть национальным (государственным) и международным.

    Государственный эталон единицы величины — эталон единицы величины, признанный решением уполномоченного на то государственного органа в качестве исходного на территории Российской Федерации.

    Международные эталоны хранит и поддерживает Международное  бюро мер и весов (МБМВ). Важнейшая  задача деятельности МБМВ состоит в  систематических международных сличениях национальных эталонов крупнейших метрологических лабораторий разных стран с международными эталонами, а также и между собой, что необходимо для обеспечения достоверности, точности и единства измерений как одного из условий международных экономических связей.

    Сличению  подлежат как эталоны основных величин  системы SI, так и производных. Установлены  определенные периоды сличения. Например, эталоны метра и килограмма сличают  каждые 25 лет, а электрические и  световые эталоны — один раз в 3 года.

    Первичному эталону соподчинены вторичные и рабочие (разрядные) эталоны. Размер воспроизводимой единицы вторичным эталоном сличается с государственным эталоном.

    Вторичные эталоны (их иногда называют «эталоны-копии») могут утверждаться либо Госстандартом РФ, либо государственными научными метрологическими центрами, что связано с особенностями их использования.

    Рабочие эталоны воспринимают размер единицы  от вторичных эталонов и, в свою очередь, служат для передачи размера менее  точному рабочему эталону (или эталону более низкого разряда) и рабочим средствам измерений.

    Каждый  эталон состоит из воспроизводящей  части и приспособлений или устройств, обеспечивающих съем и передачу информации о размере единицы.

    Стандартные образцы состава и свойств  веществ и материалов — это образцы веществ и материалов, химический состав или физические свойства которых типичны для данной группы веществ (материалов), определены с необходимой точностью, отличаются высоким постоянством и удостоверены сертификатом. Они играют важную роль в обеспечении единства измерений.

    Стандартные образцы используются для градуировки, поверки и калибровки химического  состава и различных свойств  материалов (механических, теплофизических, оптических и др.). Они могут применяться непосредственно для контроля качества сырья и промышленной продукции путем сличения. По существу стандартные образцы служат для поддержания единства измерений, то есть являются средствами измерений. Стандартные образцы подвергаются специальным испытаниям, по результатам которых они получают свидетельства (сертификат) и вносятся в государственный реестр стандартных образцов, а он, в свою очередь, является составной частью (разделом) Государственного реестра средств измерений.

    Образцы состава и образцы свойств  в зависимости от уровня утверждения подразделяются на государственные, отраслевые и предприятий.

    В России действует Государственная  служба стандартных образцов (ГССО) в составе НПО ВНИИМ им Д. И. Менделеева.

    Передача  информации о размерах единиц. Правильность и точность заложенной в средства измерений информации о размере единиц устанавливается при утверждении типа средств измерений. Сохранность этой информации контролируется при первичной и всех последующих поверках средств измерений.

    Использование для градуировки, аттестации и поверки средств измерений непосредственно государственных эталонов не допускается. Эти эталоны являются национальным достоянием, ценностями особой государственной важности.

    По  государственным эталонам устанавливаются  значения физических величин вторичных  эталонов. Среди вторичных эталонов различают: эталоны-свидетели, предназначенные для проверки сохранности государственного эталона и замены его в случае порчи или утраты; эталоны сравнения, применяемые для сличения эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличены друг с другом; эталоны-копии, используемые для передачи информации о размере рабочим эталонам.

    На  рис. 1 приведен один из вариантов схемы передачи информации о размере единицы от государственного эталона к средствам измерений, из которой видно, что от вторичных эталонов информацию о размере единицы получают нижестоящие эталоны (1-го, 2-го, 3-го и 4-го разрядов) и рабочие средства измерений.

    Рис.1 Общий вид государственной поверочной схемы

    Не  допускается использование рабочих средств измерений для передачи информации о размере единицы другим средствам измерений.

    Количество  ступеней от рабочего эталона до средства измерений зависит от требуемой  точности передачи размера единицы  и особенностей данной единицы. Известно, что на каждой ступени передачи информации точность теряется в 3-5 раз (иногда в 1,25-10 раз).

    Таким образом, при многоступенчатой передаче эталонная точность не доходит до потребителя. Поэтому для высокоточных средств измерений число ступеней может быть сокращено вплоть до передачи им информации о размере единицы непосредственно от эталона-коппи. 

2. Проверка  средств измерений

    Проверка  средств измерений - совокупность операций, выполняемых органами Государственной метрологической службы (другими уполномоченными на то органами, организациями) с целью определения и подтверждения соответствия средства измерения установленным требованиям. Цель поверки — выяснить, соответствуют ли характеристики средства измерения регламентированным значениям и пригодно ли оно к применению по прямому назначению.

    Средства  измерений, подлежащие метрологическому контролю и надзору, подвергаются проверке при выпуске из производства или  ремонта, при ввозе по импорту, при  продаже и выдачи на прокат ,а  также при эксплуатации.

    Поверку проводят аккредитованные на право поверки метрологические службы. Специалисты, проводящие поверку средств измерений, должны быть обучены и аттестованы. Порядок аккредитации метрологических служб описан в правилах ПР 50.2.014-2002, порядок аттестации поверителей средств измерений описан в ПР 50.2.012-94. Результаты поверки средств измерения, признанных годными к применению, оформляют выдачей свидетельства о поверке, нанесением поверительного клейма или иными способами, установленными нормативными документами по поверке. 

    Другими официально уполномоченными органами, которым может быть предоставлено  право проведения поверки средств  измерения, являются аккредитованные  метрологические службы юридических  лиц. Аккредитация на право поверки  проводится уполномоченным на то органом государственного управления. Конкретные перечни средств измерения, подлежащих поверке, составляют юридические и физические лица — владельцы этих средств и направляют составленные перечни в органы Государственной метрологической службы. Последние в процессе осуществления государственного надзора за соблюдением метрологических правил и норм контролируют правильность составления перечней.

    Технически  процедура поверки представляет собой сравнение числового значения физической величины, измеренной поверяемым средством измерения, со значением, измеренным средством измерения более высокой точности — эталоном. При этом погрешность эталона должна быть в три раза меньше погрешности поверяемого средства измерения.

    В соответствии с документом ПР 50.2.006-94 «Порядок проведения поверки средств измерений» эти средства могут быть подвергнуты первичной, периодической, внеочередной, экспертной и инспекционной поверке.

    Первичной поверке подлежат средства измерения утвержденных типов (только в течение срока действия свидетельства об утверждении типа) при выпуске из производства и ремонта, а также при ввозе по импорту. Как правило, поверке подлежит каждый экземпляр средства измерения, но в обоснованных случаях допускается выборочная поверка. Первичной поверке могут не подвергаться средства измерения при ввозе по импорту на основании заключенных международных соглашений о признании результатов поверки, проведенной в зарубежных странах. Первичную поверку органы Государственной метрологической службы могут проводить на контрольно-поверочных пунктах, организуемых юридическими лицами, выпускающими и ремонтирующими средства измерения. Результаты первичной поверки действительны в течение межповерочного интервала.

    Периодическая поверка средств измерений, находящихся в эксплуатации или на хранении, проводится через, установленные при утверждении типа, межповерочные интервалы. Средства измерения, находящиеся на длительном хранении, периодической поверке могут не подвергаться. Пользователь должен представить средство измерения на поверку расконсервированным, с техническим описанием, инструкцией по эксплуатации, методикой поверки, паспортом или свидетельством о последней поверке и необходимыми комплектующими устройствами.

    Органы  Государственной метрологической  службы и юридические лица обязаны вести учет результатов периодических поверок. По его результатам эти органы по согласованию с метрологической службой юридического лица могут корректировать межповерочный интервал с учетом специфики применения средства измерения.

    Периодическая поверка может проводиться на территории пользователя средством измерения, органа Государственной метрологической службы или юридического лица, аккредитованного на право поверки. Место поверки выбирает пользователь, исходя из экономических соображений и возможности транспортировки поверяемых средств измерения и эталонов.

    Внеочередная  поверка средств измерения (СИ) выполняется в процессе их эксплуатации (хранения) в следующих случаях:

• при повреждении поверительного клейма;
• при утрате свидетельства о поверке;
• при вводе в эксплуатацию после длительного хранения (более одного межповерочного интервала);
• при проведении повторной юстировки или настройки;
• при известном или предполагаемом ударном воздействии или неудовлетворительной работе.

    Экспертная  поверка проводится при возникновении разногласий по вопросам, относящимся к метрологическим характеристикам, исправности средств измерений и пригодности их к применению.

    Инспекционная поверка проводится для выявления пригодности средств измерения к применению при осуществлении государственного метрологического надзора. Она выполняется в присутствии представителя проверяемого юридического или физического лица. Результаты поверки отражают в акте. Инспекционную поверку можно проводить не в полном объеме, предусмотренном методикой поверки.

    Межповерочный интервал для каждого типа СИ устанавливает  ГЦИ СИ при испытаниях с целью  утверждения типа. Данные о межповерочном  интервале содержится в описании типа СИ.

    При установлении интервала поверки, его  выбирают таким образом, что бы новое  подтверждение соответствия характеристик СИ установленным для него требованиям проводилось до появления любого измерения в точности, имеющего существенное значение для целей оборудования. В зависимости  от результатов поверкок при предыдущих проверках состояния средств измерений, интервалы между ними, при необходимости, должны быть сокращены, чтобы гарантировать сохранение точности. Однако у поверяющей организации отсутствуют какие либо законные основания для единоличного принятия решения о сокращении МПИ, поэтому сокращать межповерочный интервал следует только при согласовании с владельцем этого СИ.

    Так же владелец средств измерений может  и должен сам поставить вопрос о сокращении межповерочных интервалов, если метрологическая надежность средств  измерений оказывается недостаточной, исходя из установленных им критериев. Так как цель периодически повторяющегося контроля состояния измерительного оборудования - гарантировать невозможность ухудшения точности оборудования и предотвратить использование его, если существует значительная вероятность получения ошибочных результатов измерений. 

3. Калибровка  средств измерений

    В настоящее время в Российской Федерации с переходом к рынку  возникла необходимость поиска новых  форм организации метрологической  деятельности, которые соответствовали бы рыночным отношениям в экономике. Одной из таких форм является организация Российской системы калибровки (РСК), схема которой приведена на рис 2.

    Рис. 2 Схема Российской службы калибровки

    Контроль  средств измерений на предмет  их пригодности к применению в мировой практике осуществляется двумя основными видами: поверкой и калибровкой.

    Калибровка  средства измерений — это совокупность операций, выполняемых калибровочной лабораторией с целью определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик и (или) пригодности средства измерений к применению в сферах, не подлежащих государственному метрологическому контролю и надзору в соответствии с установленными требованиями.

    Результаты  калибровки средств измерений удостоверяются калибровочным знаком, наносимым на средства измерений, или сертификатом о калибровке, а также записью в эксплуатационных документах.

    Поверку (обязательная госповерка) может выполнять, как правило, орган государственной  метрологической службы, а калибровку — любая аккредитованная и не аккредитованная организация.

    Поверка обязательна для средств измерений, применяемых в сферах, подлежащих Государственному метрологическому контролю (ГМК), калибровка же — процедура  добровольная, поскольку относится  к средствам измерений, не подлежащим ГМК. Предприятие вправе самостоятельно решать вопрос о выборе форм и режимов контроля состояния средств измерений, за исключением тех областей применения средств измерений, за которыми государства всего мира устанавливают свой контроль — это здравоохранение, безопасность труда, экология и др.

    Освободившись от государственного контроля, предприятия  попадают под не менее жесткий  контроль рынка. Это означает, что  свобода выбора предприятия по «метрологическому  поведению» является относительной, все равно необходимо соблюдать метрологические правила.

    В развитых странах устанавливает  и контролирует исполнение этих правил негосударственная организация, именуемая  «национальной калибровочной службой». Эта служба берет на себя функции регулирования и разрешения вопросов, связанных со средствами измерений, не подпадающими под контроль государственных метрологических служб.

    Желание иметь конкурентоспособную продукцию  побуждает предприятия иметь  измерительные средства, дающие достоверные  результаты.

    Внедрение системы сертификации продукции дополнительно стимулирует поддержание измерительных средств на соответствующем уровне. Это согласуется с требованиями систем качества, регламентируемыми стандартами ИСО серии 9000.

    Построение  Российской системы калибровки (РСК) основывается на следующих принципах: добровольность вступления; обязательность получения размеров единиц от государственных эталонов; профессионализм и компетентность персонала; самоокупаемость и самофинансирование.

    Основное  звено РСК — калибровочная  лаборатория. Она представляет собой  самостоятельное предприятие или  подразделение в составе метрологической  службы предприятия, которое может осуществлять калибровку средств измерений для собственных нужд или для сторонних организаций. Если калибровка проводится для сторонних организаций, то калибровочная лаборатория должна быть аккредитована органом РСК. Аккредитацию осуществляют государственные научные метрологические центры или органы Государственной метрологической службы в соответствии со своей компетенцией и требованиями, установленными в ГОСТ 51000.2-95 «Общие требования к аккредитующему органу».

    Порядок аккредитации метрологической службы утвержден постановлением Госстандарта РФ от 28 декабря 1995 г. № 95 «Порядок аккредитации метрологических служб юридических лиц на право проведения калибровочных работ». 

4. Методы  поверки (калибровки) и поверочные схемы

    Допускается применение четырех методов поверки (калибровки) средств измерений: непосредственное сличение с эталоном; сличение с помощью компаратора; прямые измерения величины; косвенные измерения величины.