Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего и профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Учебное пособие

по дисциплине

«Метрология, стандартизация, сертификация»

Красноярск-2010

Содержание

Часть 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТРОЛОГИИ Глава 1. ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ МЕТРОЛОГИИ 4

1.1. Метрология - наука об измерениях 4

1.2. Классификация и основные характеристики измерений 5

Глава 2. ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ И ИХ ЕДИНИЦЫ 9

2.1. Системы единиц физических величин 9

2.2. Относительные и логарифмические величины и единицы 10

Глава 3. МЕЖДУНАРОДНАЯ СИСТЕМА ЕДИНИЦ (СИ) 10

3.1. Установление единой международной системы единиц 10

3.2. Основные единицы СИ 11

3.3 Дополнительные единицы СИ 12

3.4. Производные единицы СИ 12

3.5. Кратные и дольные единицы 13

Глава 4. ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ. СЛУЧАЙНЫЕ ПОГРЕШНОСТИ. 14

4.1. Основные понятия и определения 14

4.2. Описание случайных погрешностей с помощью функций распределения 17

4.3. Моменты случайных погрешностей 20

4.4. Виды распределения результатов наблюдения и случайных погрешностей 23

4.5. Точечные оценки истинного значения и среднеквадратического отклонения 30

4.6. Оценка с помощью интервалов 36

4.7. Проверка нормальности распределения результатов наблюдений 44

4.8. Обнаружение грубых погрешностей 52

Глава 5. СИСТЕМАТИЧЕСКИЕ ПОГРЕШНОСТИ. 53

5.1. Классификация систематических погрешностей 53

Глава 6. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ИСПРАВЛЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ 59

6.1. Обработка результатов прямых равнорассеянных наблюдений 59

6.2. Обработка неравнорассеянных рядов наблюдений 62

6.3. Обработка результатов косвенных измерений 65

6.4. Критерии ничтожных погрешностей 69

Глава 7. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ. ПОГРЕШНОСТИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ 70

7.1. Метрологические характеристики средств измерений 70

7.2. Нормирование метрологических характеристик средств измерений 75

7.3. Классы точности средств измерений 76

7.4. Регулировка и градуировка средств измерений 78

7.5. Калибровка средств измерений 80

7.6. Общие методы измерений 81

Часть 2. ОРГАНИЗАЦИЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ Глава 8. МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ (МО) 84

8.1. Государственная система обеспечения единства измерений 85

8.2. Цели, задачи и содержание МО 85

8.3. Система эталонов единиц ФВ 86

Глава 9. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЙ НАДЗОР ЗА СРЕДСТВАМИ ИЗМЕРЕНИЙ 87

9.1. Государственные и отраслевые поверочные схемы 87

9.2. Виды поверок и способы их выполнения 88

9.3. Достоверность поверки 90

9.4. Определение объема поверочных работ 90

9.4. Определение объема поверочных работ 90

Глава 10. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ И КОНТРОЛЯ 92

10.1. Назначение измерений и контроля параметров технических устройств 92

10.2. Метрологическое обеспечение при разработке, производстве и эксплуатации технических устройств 93

10.3. Поверка, ревизия и экспертиза средств измерений 94

10.4. Государственные испытания средств измерений 95

Глава 11. СИСТЕМА ЭКСПЛУАТАЦИИ И РЕМОНТА ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ 97

11.1. Назначение и содержание работ по эксплуатации 97

11.2. Применение средств измерений и контроля 98

11.3. Техническое обслуживание средств измерений и контроля 99

Глава 12. ОСНОВЫ СТАНДАРТИЗАЦИИ 102

12.1. Государственная система стандартизации. Основные понятия и определения 102

12.2. Цели и задачи стандартизации 103

12.3. Виды и методы стандартизации 104

12.4. Категории и виды стандартов 105

12.5. Основные принципы стандартизации 107

12.6. Государственные и отраслевые системы стандартов 108

12.7. Международная стандартизация. Стандарты серий ISO 9000 и ISO 14000 111

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 114

Часть 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТРОЛОГИИ Глава 1. ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ МЕТРОЛОГИИ

Все не так легко, как кажется

1.1. Метрология - наука об измерениях

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

Измеренияявляются 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.

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: измерениеесть 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.