ПРАВИТЕЛЬСТВА МОСКВЫ

     Экономический факультет

     Кафедра Информатики и информационных систем

     Направление  Информационные системы

     Форма обучения  Очная

     Реферат

     По учебной дисциплине

     «Метрология, стандартизация и сертификация» 

     на  тему: «Погрешности измерений, их классификация. Системы и схемы сертификации» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     2011

Содержание 
 

     Введение

     Всякий  процесс измерения независимо от условий, в которых его проводят, сопряжён с погрешностями, которые  искажают представление о действительном значении измеряемой величины.

     Источниками появления погрешностей при измерениях могут служить различные факторы, основными из которых являются несовершенство конструкции средств измерений  или принципиальной схемы метода измерения, неточность изготовления средств измерений, несоблюдение внешних условий при измерениях, субъективные погрешности и т. п.

     Степень приближения результата измерения  к истинному значению определяется размером погрешности, то есть качество измерений характеризуется их погрешностями.

     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.

     Тема  второй части работы «Системы и схемы  сертификации» выбрана не случайно, так как сертификация является одним  из важнейших механизмов управления качеством, дающим возможность объективно оценить продукцию (услуги), предоставить потребителю подтверждение ее безопасности, экологической чистоты, а также повысить ее конкурентоспособность.

     Погрешности измерений

     Погрешность измерений — это отклонение значений величины, найденной путем ее измерения, от истинного (действительного) значения измеряемой величины.

     Погрешность прибора - это разность между показанием прибора и истинным (действительным) значением измеряемой величины.

     Разница между погрешностью измерения и  погрешностью прибора заключается  в том, что погрешность прибора связана с определенными условиями его поверки.

     Все погрешности средств измерений  в зависимости от внешних условий  делятся на основные и дополнительные.

     Основная  погрешность - это погрешность средства измерения при нормальных условиях эксплуатации.

     В рабочих условиях, которые могут отличаться более широким диапазоном влияющих величин, при необходимости нормируется дополнительная погрешность.

     В общем виде суммарная абсолютная погрешность средства измерения  при влияющих факторах

где — основная погрешность средства намерения; — дополнительная погрешность, вызванная изменением i-го влияющего фактора.

По  форме представления

     Погрешность может быть абсолютной, относительной  и приведенной.

     Абсолютная погрешность - алгебраическая разность между номинальным и действительным значениями измеряемой величины. Абсолютная погрешность измеряется в тех же единицах измерения, что и сама величина, в расчетах её принято обозначать греческой буквой - ∆. На рисунке ниже ∆X и ∆Y - абсолютные погрешности.

              или , 
 

где — результат измерения; — истинное значение измеряемой величины; — действительное значение измеряемой величины. Абсолютная погрешность может быть задана:

• либо одним числом
• либо в виде линейной зависимости
• в виде функции или графика, таблицы.

     Если  значение погрешности не изменяется во всем диапазоне измерения ( ), то такая погрешность называется аддитивной (или погрешностью нуля).

     Если  погрешность изменяется пропорционально  измеряемой величине ( ), то ее называют мультипликативной.

     В большинстве случаев аддитивная и мультипликативная составляющие присутствуют одновременно ( ).

     Относительная погрешность измерения представляет собой отношение абсолютной погрешности измерения к истинному (действительному) значению измеряемой величины и выражается в процентах или долях измеряемой величины:

     Приведенная погрешность представляет собой отношение (абсолютной погрешности средства измерений) к условно принятому значению величины, постоянному во всем диапазоне измерений или в части диапазона. (в %):

     Нормирующее значение принимается равным:

• конечному значению рабочей шкалы, если нулевая отметка находится на краю или вне рабочей части шкалы;
• сумме конечных значений шкалы (без учета знака), если нулевая отметка находится внутри шкалы;
• длине шкалы, если она существенно неравномерна. В этом случае поскольку длина выражается в миллиметрах, то абсолютную погрешность надо выражать также в миллиметрах;
• номинальному значению х, если средство измерения предназначено для измерения отклонения измеряемой величины от номинального значения.

     В зависимости от условий измерения  погрешности подразделяются на статические и динамические.

     Статическая погрешность - погрешность результата измерений, свойственная условиям статического измерения, то есть при измерении постоянных величин после завершения переходных процессов в элементах приборов и преобразователей.

     Статическая погрешность средства измерений  возникает при измерении с  его помощью постоянной величины. Если в паспорте на средства измерений  указывают предельные погрешности  измерений, определенные в статических  условиях, то они не могут характеризовать точность его работы в динамических условиях.

     Динамической называют погрешность, зависящую от скорости изменения измеряемой величины во времени. Возникновение динамической погрешности обусловлено инерционностью элементов измерительной цепи средства измерений. Динамической погрешностью средства измерений является разность между погрешностью средства измерений в динамических условиях и его статической погрешностью, соответствующей значению величины в данный момент времени. При разработке или проектировании средства измерений следует учитывать, что увеличение погрешности измерений и запаздывание появления выходного сигнала связаны с изменением условий.

По  характеру проявления

     Систематическая погрешность измерения называют погрешность, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же физической величины. Систематические погрешности являются в общем случае функцией измеряемой величины, влияющих величин (температуры, влажности, напряжения питания и пр.) и времени. В функции измеряемой величины систематические погрешности входят при поверке и аттестации образцовых приборов.

     Систематическая погрешность может быть постоянной и переменной.

• Постоянная систематическая погрешность сохраняет свой знак и величину при выполнении серии измерений.
• Переменная систематическая погрешность функционально зависит от значения измеряемой величины, времени, температуры и других известных факторов.

     Причинами возникновения систематических  составляющих погрешности измерения  являются:

• отклонение параметров реального средства измерений от расчетных значений, предусмотренных схемой;
• неуравновешенность некоторых деталей средства измерений относительно их оси вращения, приводящая к дополнительному повороту за счет зазоров, имеющихся в механизме;
• упругая деформация деталей средства измерений, имеющих малую жесткость, приводящая к дополнительным перемещениям;
• погрешность градуировки или небольшой сдвиг шкалы;
• неточность подгонки шунта или добавочного сопротивления, неточность образцовой измерительной катушки сопротивления;
• неравномерный износ направляющих устройств для базирования измеряемых деталей;
• износ рабочих поверхностей, деталей средства измерений, с помощью которых осуществляется контакт звеньев механизма;
• усталостные измерения упругих свойств деталей, а также их естественное старение;
• неисправности средства измерений.

     Примером  систематической погрешности, закономерно  изменяющейся во времени, может служить  смещение настройки прибора во времени.

     Случайной погрешностью называют погрешность, которая при повторных измерениях одной и той же величины не остаётся постоянной. Случайные погрешности делится на прогрессирующие и грубые,

     Прогрессирующая (дрейфовая) погрешность — непредсказуемая погрешность, медленно меняющаяся во времени. Она представляет собой нестационарный случайный процесс.

     Грубая погрешность (промах) — погрешность, возникшая вследствие недосмотра экспериментатора или неисправности аппаратуры (например, если экспериментатор неправильно прочёл номер деления на шкале прибора или если произошло замыкание в электрической цепи).

     и определяются совместным действием  ряда причин:

• внутренними шумами элементов электронных схем;
• наводками на входные цепи средств измерений;
• пульсацией постоянного питающего напряжения;
• дискретностью счета;

     Систематические и случайные погрешности чаще всего появляются одновременно.

     Примером  систематической погрешности, закономерно  изменяющейся во времени, может служить  смещение настройки прибора во времени.

     Случайной погрешностью измерения называется погрешность, которая при многократном измерении одного и того же значения не остается постоянной. Например, при измерении валика одним и тем же прибором в одном и том же сечении получаются различные значения измеренной величины.

     Систематические и случайные погрешности чаше всего появляются одно временно.

     Для выявления систематической погрешности производят многократные измерения образцовой меры и по полученным результатам определяют среднее значение размера. Отклонение среднего значения от размера образцовой меры характеризует систематическую погрешность, которую называют «средней арифметической погрешностью», или «средним арифметическим отклонением».

     Систематическая погрешность всегда имеет знак отклонения, то есть «+» или «-».

     При подготовке к точным измерениям необходимо убедиться в отсутствии постоянной систематической погрешности в  данном ряду измерений. Для этого существуют специальные методы.

По  причине возникновения

• Инструментальные (приборные погрешности) — погрешности, которые определяются погрешностями применяемых средств измерений и вызываются несовершенством принципа действия, неточностью градуировки шкалы, ненаглядностью прибора.
• Методические погрешности — погрешности, обусловленные несовершенством метода, а также упрощениями, положенными в основу методики.
• Субъективные (операторные , личные погрешности) — погрешности, обусловленные степенью внимательности, сосредоточенности, подготовленности и другими качествами оператора.

     В технике применяют приборы для  измерения лишь с определённой заранее  заданной точностью — основной погрешностью, допускаемой в нормальных условиях эксплуатации для данного прибора.

     Если  прибор работает в условиях, отличных от нормальных, то возникает дополнительная погрешность, увеличивающая общую  погрешность прибора. К дополнительным погрешностям относятся: температурная, вызванная отклонением температуры  окружающей среды от нормальной, установочная, обусловленная отклонением положения прибора от нормального рабочего положения, и т.п. За нормальную температуру окружающего воздуха принимают 20°C, за нормальное атмосферное давление 101,325 кПа.

По  способу измерения

• Погрешность прямых измерений - вычисляются по формуле

     где: t = S_xα_s; S_x — средняя квадратическая погрешность среднего арифметического, а α_s — коэффициент Стьюдента, а А — число, численно равное половине цены деления измерительного прибора.

• Погрешность косвенных воспроизводимых измерений — погрешность вычисляемой (не измеряемой непосредственно) величины:

     Если  F = F(x₁,x₂...x_n), где — непосредственно измеряемые независимые величины, имеющие погрешность , тогда:

• Погрешность косвенных не воспроизводимых измерений - вычисляется по принципу прямой погрешности, но вместо ставится значение полученное в процессе расчётов.

     Сертификация

     Слово «сертификация» в переводе с латинского (sertifico) означает — подтверждаю, удостоверяю. Его можно толковать также исходя из сочетания латинских слов certum — верно и facere — сделано.

     Впервые определение понятию «сертификация» было дано Международной организацией по стандартизации (ИСО) в 1982 г.

     На  сегодняшний день согласно последней (1996 г.) редакции Руководства ИСО/МЭК 2 понятие сертификации можно изложить в следующих словах:

     Сертификация — это процедура подтверждения соответствия результата производственной деятельности, товара, услуги нормативным требованиям, посредством которой третья сторона документально удостоверяет, что продукция, работа (процесс) или услуга соответствует заданным требованиям.

     Под «третьей стороной» в процедуре  сертификации подразумевается независимая, компетентная организация, осуществляющая оценку качества продукции по отношению к участникам купли-продажи. Первой стороной принято считать изготовителя, продавца продукции, второй — покупателя, потребителя.

     Таким образом, сертификация - основное средство в условиях рыночной экономики, позволяющее гарантировать соответствие продукции требованиям нормативной документации. С позиции государственных интересов, такой инструмент, как сертификация, должен, с одной стороны, обеспечить улучшение качества продукции и услуг и гарантию безопасности их для потребителя, а с другой - не служить препятствием для развития предпринимательства, процедурно и финансово усложняя процесс получения сертификата.

Функции сертификации

  Основной  функцией сертификации является защита человека, его имущества и природной среды от отрицательных последствий современного научно-технического развития, от недобросовестных производителей и продавцов, создание условий для честной конкурентной борьбы. Составными частями системы регулирования безопасности и качества товаров и услуг являются: система выдачи разрешений (лицензий) на право ведения предпринимательской деятельности, нормативы безопасности и качества, стандартизация, метрология, методы испытания изделий, процедура оценки и подтверждения соответствия изделия, технологии или услуги требованиям нормативных документов.

  Важной  функцией сертификации является защита национального рынка от зарубежных недобросовестных конкурентов. Вместе с тем сертификация оказывает значительное влияние на расширение международного экономического сотрудничества. Сложившиеся в течение десятилетий различия в национальных стандартах и процедурах проведения сертификации превратились в так называемые технические барьеры для международной торговли.

  Значительную роль в ликвидации технических барьеров в международной торговле играет ряд организаций, в том числе международные организации по стандартизации и сертификации. В частности, участники Всемирной Торговой Организации (ВТО), созданной на базе Генерального соглашения по тарифам и торговле (ГАТТ), осуществляют специальные меры по гармонизации национальных стандартов и по процедурам сертификации, чтобы исключить препятствия для международной торговли.

Системы сертификации

     Система сертификации является вторым по важности термином процедуры подтверждения соответствия. Этот термин определяется как «система, имеющая свои собственные правила процедуры и руководства для проведения сертификации соответствия». Основным в этом определении является то, что сертификация в рамках системы должна проводиться по единым правилам. Создаются на трех уровнях:

• национальном
• региональном
• международном

     Система сертификации однородной продукции  — система сертификации, распространяющаяся на виды продукции, объединённые по признакам общности назначения, характера требований, общим правилам и процедурам сертификации; в отдельных случаях — распространяющаяся на совокупность видов продукции, объединённых общностью одного или нескольких свойств.

     Сертификация  может нести добровольный и обязательный характер:

     Обязательное  подтверждение соответствия проводится только в случаях, установленных  соответствующим техническим регламентом, и исключительно на соответствие требованиям этого регламента.

     При ввозе на территорию Российской Федерации продукции, подлежащей обязательному подтверждению соответствия, в таможенные органы одновременно с таможенной декларацией заявителем представляется декларация о соответствии или сертификат соответствия. При этом полученные за пределами Российской Федерации документы о подтверждении соответствия, знаки соответствия, протоколы исследований и измерений продукции, могут быть признаны в соответствии с международными договорами Российской Федерации.

Обязательное  подтверждение соответствия

     Обязательное  подтверждение соответствия является формой государственного контроля за безопасностью продукции. Ее осуществление связано с определенными обязанностями, налагаемыми на предприятия» в том числе материального характера. Поэтому она может осуществляться лишь в случаях, предусмотренных законодательными актами РФ, то есть законами, техническими регламентами и нормативными актами Правительства РФ.

     К законам, вводящим обязательное подтверждение  соответствия в конкретных сферах деятельности, относятся такие законы, как «О защите прав потребителей», «Об охране труда», «Об оружии», «О связи», «Об информации, информатизации и защите информации», «О пожарной безопасности», «О безопасности дорожного движения» и другие законы (всего более 20). Выпущено свыше 10 Постановлений Правительства РФ по вопросам сертификации.

     Декларирование  соответствия осуществляется по одной из следующих схем:

• принятие декларации о соответствии на основании собственных доказательств;
• принятие декларации о соответствии на основании собственных доказательств,

     доказательств, полученных с участием органа по сертификации и (или) аккредитованной испытательной  лаборатории (центра), то есть треть  ей стороны. Эта схема применяется  н том случае, если отсутствие третьей  стороны привод и т к не достижению целей подтверждения соответствия.

     Круг  заявителей и схема декларирования устанавливается соответствующим  техническим регламентом.

     Обязательная  сертификация осуществляется органом по сертификации на основании договора с заявителем. Схемы сертификации, применяемые для сертификации определенных видов продукции, устанавливаются соответствующим техническим регламентом.

     Проведение  обязательной сертификации продукции  включает следующие этапы:

1. Подача заявителем письменной заявки на сертификацию;
2. Принятие органом по сертификации решения по заявке;
3. Отбор, идентификация образцов и их испытание;
4. Оценка производства;
5. Анализ полученных результатов органом по сертификации и принятие решения о возможности выдачи сертификата соответствия;
6. Выдача сертификата и лицензии на применение знака соответствия;
7. Инспекционный контроль за сертифицированной продукцией.

     Приведем  краткое содержание каждого из этапов проведения обязательной сертификации.

     1.  Заявитель направляет письменную заявку в выбранный им орган по сертификации. Заявка должна содержать: информацию о заявителе, продукции и нормативных документах, на соответствие которым должна проводиться сертификация; обязательство заявителя оплатить работы по проведению сертификации; и, что важно, — рекомендуемую им схему сертификации, предусматривающую определенную совокупность действий, которые, при их осуществлении, должны подтвердить соответствие (или несоответствие) продукции установленным требованиям.

     К заявке прилагаются документы органов  государственного надзора, протоколы и другие документы, свидетельствующие о соответствии продукции данным требованиям.

2.  Орган по сертификации, рассмотрев заявку, направляет заявителю свое решение. Решение должно содержать информацию об условиях проведения сертификации: наименование испытательных лабораторий, которые могут провести испытания; сроки работ, порядок их оплаты, а также свое предложение по схеме сертификации, имея в виду обеспечение необходимой доказательности сертификации. Согласно «Положению о системе сертификации ГОСТ Р» к сертификации допускается продукция, пригодная для использования по назначению, имеющая необходимую маркировку и техническую документацию, содержащую необходимую информацию о продукции.
3.  Образцы для испытаний отбирает, как правило, испытательная лаборатория или другая организация по ее поручению. В отдельных случаях этим занимается орган по сертификации.

     Испытания проводятся в испытательных лабораториях, аккредитованных на право проведения тех испытаний, которые предусмотрены в нормативных документах, используемых при сертификации данной продукции. Протоколы испытаний представляют заявителю и в орган по сертификации. Испытания проводятся на образцах, конструкция и технология изготовления которых должны быть такими же, как у продукции, поставляемой потребителю. Осуществляемая на данном этапе идентификация продукции должна подтвердить ее подлинность, в частности, соответствие наименованию и номеру партии, указанному на маркировке.

4.  Оценка производства осуществляется в зависимости от выбранной схемы сертификации. Проводится анализ состояния производства, его сертификация либо сертификация системы управления качеством. Метод оценки производства указывается в сертификате соответствия продукции.
5.  Анализ результатов испытаний и оценки производства на основе протоколов испытаний и других документов, поступивших в орган по сертификации, заканчивается заключением эксперта, о соответствии продукции установленным требованиям. Заключение эксперта — главный документ, на основании которого орган по сертификации принимает решение о выдаче сертификата соответствия. При положительном решении оформляется сертификат, где указаны основания для его выдачи и регистрационный номер, без которого сертификат недействителен.

     Сертификат  на такие виды продукции, на которые  распространяются особые требования в  области безопасности (например, санитарные, ветеринарные) выдается только при наличии гигиенического, ветеринарного и других специальных сертификатов, доказывающих их безвредность и другие специфические качества. Обязательной составной частью сертификата соответствия является сертификат пожарной безопасности.