Методика расчета неопределенности измерения массовой доли веществ удаляемых при прокаливании

Учреждение образования  «БЕЛОРУСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ»

 

Факультет заочный

Кафедра физико-химических методов сертификации продукции

Специальность 1-54 01 03 «Физико-химические методы и приборы контроля качества продукции»

Специализация 1-54 01 03 01 «Сертификация промышленных товаров»

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

по дисциплине «Организация и технология испытаний»

 

Тема «Методика расчета неопределенности измерения массовой доли веществ удаляемых при прокаливании»

 

 

 

 

Исполнитель

студент 6 курса группы ФХМП-2                                              Лесниченко Т. В.

 

Руководитель                                                                               Колногоров К. П.

 

 

 

Курсовая работа защищен с оценкой_____________________________________

Руководитель________________________________________________________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Минск 2013 г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

Курсовая работа 28с., 6 рис., 7 табл., 5 источников, 1 прил.

НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ, РАСЧЕТ, МЕТОДИКА, МАССОВАЯ ДОЛЯ ВЕЩЕСТВ УДАЛЯЕМЫХ  ПРИ ПРОКАЛИВАИИ, МОДЕЛЬ, РЕЗУЛЬТАТ, ВХОДНАЯ ВЕЛИЧИНА, СХОДИМОСТЬ

 

Целью выполнения курсовой работы является разработка методики расчета неопределенности измерений массовой доли веществ удаляемых при прокаливании.

Представлена характеристика разделов методики, описаны этапы  процесса оценивания неопределенностей, выявлены входные величины, являющиеся источниками неопределенностей  измерений. На основании анализа  входных величин составлена диаграмма  причины-следствия. Проведен расчет суммарной  и расширенной неопределенности определения массовой доли веществ  удаляемых при прокаливании. Составлен  бюджет неопределенности.

В результате разработана  методика расчета неопределенности измерений массовой доли веществ удаляемых при прокаливании.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

Введение……………………………………………………………………………….….5

1 Методика выполнения  измерений……………………………….………………..….6

2 Теоретические аспекты  расчета неопределенности….………….……………..….8

2.1 Понятие и классификация  неопределенности…..………………………….….8

2.2 Оценивание неопределенностей……………………………………….………10

3 Разработка методики  расчета неопределенности измерений.…..……………..…16

4 Пример расчета неопределенности………………………………………………....18

Список использованной литературы………………………………………………….22

Приложение А………………………………………………………………….……….23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

В последнее время в  связи с возрастающей ролью измерений  при оценке соответствия проблема их метрологического обеспечения приобретает  большее значение. Постоянно растут требования к качеству измерений.

Результаты межлабораторных  исследований, которые проводились  для оценивания показателей точности метода измерений, могут являться источниками  данных для оценивания неопределенности.

Слово «неопределенность» означает сомнение относительно достоверности  результата измерения. Из-за отсутствия различных слов для этого общего понятия неопределенности и специальных  величин, которые дают количественные меры этого понятия, как, например, стандартное  отклонение, необходимо использовать слово «неопределенность» в этих двух различных смыслах.

Формальное определение  термина «неопределенность измерения», следующее:

неопределенность (измерения) есть параметр, связанный с результатом  измерения, который характеризует  дисперсию значений, которые могли  быть обосновано приписаны измеряемой величине.

Неопределенность измерения  обычно включает мало составляющих. Некоторые  из этих составляющих могут быть оценены  из статистического распределения  результатов рядов измерений  и могут характеризоваться экспериментальными стандартными отклонениями.

Другие составляющие, которые  могут быть характеризоваться стандартными отклонениями, оценивают из предполагаемых распределений вероятностей, основанных на опыте или другой информации.

Однако отечественные  нормативные правовые акты чаще используют понятия "неопределенность измерения" и ориентированы на традиционный и устоявшийся подход, основанный на понятиях "погрешность" и "характеристики погрешности".

Понятие неопределенность измерения вводится для описания точности измерения как степени доверия к полученному результату.

Важно отметить, что дискуссия  по поводу концепции неопределенности и ее применения продолжается до сих  пор как внутри страны, так и  за рубежом.

Целью выполнения курсовой работы является разработка методики расчета неопределенности измерений массовой доли веществ удаляемых при прокаливании стеклоткани.

Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:

- изучить теоретические  основы расчета неопределенностей  /1,2/;

- изучить методику определения  массовой доли веществ удаляемых  при прокаливании стеклоткани   по ГОСТ 6943.8 /3/, а именно используемое  оборудование и реактивы, их метрологические  характеристики, ход анализа, порядок  обработки результатов;

- проанализировать документы,  касающиеся порядка разработки  методик расчета неопределенностей.

1 Методика выполнения  измерений

1.1  Сущность  метода

Методика предназначена  для определения массовой доли веществ  удаляемых  при прокаливании стеклоткани  в соответствии с ГОСТ 6943.8-79.

Метод основан на высушивании, охлаждении, взвешивании, прокаливании и вновь взвешивании образцов стеклоткани.

1.2  Аппаратура, материалы

Шкаф сушильный с температурой воздуха не менее 120ºС.

Печь муфельная с температурой нагрева до 1000 ºС.

Весы лабораторные по ГОСТ 24104 – 2001.

Тигли и держатели из жаростойкого материала.

Эксикатор по ГОСТ 25336-82.

Кальций хлористый по ГОСТ 450 – 77.

Силикагель по ГОСТ 3956 – 76.

Шаблоны, ножи, ножницы.

Сосуды, закрывающиеся герметически.

Щипцы из нержавеющей стали.

Линейка металлическая по ГОСТ 427 – 75.

1.3  Условия проведения измерений

При выполнении измерений  должны соблюдаться следующие внешние  условия:

– температура  окружающего воздуха 23 ºС ;

– относительная влажность воздуха – (50 ± 15) %;

– атмосферное давление – (760 ± 60) мм рт. ст., или (1,01 ± 0,08)10⁵ Па;

– напряжение питающей сети –  (220 ± 10)В.

– частота переменного тока – (50±1) Гц.

– высушивание проводится при температуре 107±2 ºС.

– прокаливание проводится при температуре 605 – 645 ºС .

1.4  Проведение  измерения

1.4.1 Взвешивание производят  с погрешностью  ±0,001 г.

1.4.2 Каждую пробу помещают в отдельный тигель или держатель из жаростойкого антикоррозийного материала с известной массой и высушивают в сушильном шкафу при температуре 107±2 ºС не менее 30 мин.

1.4.3 Тигли или держатели  с пробами помещают в муфельную  печь и выдерживают при температуре  605 – 645 ºС.

Затем тигли или держатели  с пробами охлаждают и взвешивают.

 

1.5 Требования  безопасности

1.5.1  Требования  электробезопасности - по ГОСТ 12.3.019, ГОСТ 12.2.003, ГОСТ 12.2.007.0.

1.5.2  Требования  пожарной безопасности - по ГОСТ 12.1.004, пожарной защиты - по ГОСТ 12.4.009.

1.6  Обработка  результатов

Массовую долю веществ, удаляемых  при прокаливании К в процентах по каждой пробе вычисляют по формуле:

 

                                            _К= ^{m – m}1  ×100%;

                                          ^m                                                         (1.1)

где m- масса пробы после высушивания, г;

       m₁ – масса пробы после прокаливания, г.

Вычисление производят с  точностью до второго десятичного  знака с последующим округлением  до первого десятичного знака.

1.7 Контроль погрешности результатов измерений

За окончательный результат  испытания принимают среднее  арифметическое результатов всех испытаний.  Вычисления производят до второго десятичного  знака.

1.8  Оформление  результатов измерений

1.8.1 За окончательный результат испытания принимают среднее арифметическое результатов всех испытаний и заносят в протокол.  

1.8.2 Протокол испытаний  должен содержать:

- наименование завода  – изготовителя и его товарный  знак;

- наименование и обозначение  продукции;

- количество испытанных  проб;

- температура высушенных  проб;

- условия охлаждения проб  после высушивания;

- отдельные значения массовой  доли веществ удаляемых при  прокаливании;

- среднее арифметическое  значение массовой доли веществ  удаляемых при прокаливании;

- обозначение стандарта;

- дату и место проведения  испытаний;

- фамилию лица, проводившего  испытания.

 

 

 

 

2 Теоретические  аспекты  расчета неопределенностей

2.1 Понятие и классификация неопределенностей

Неопределенность (измерения) есть параметр, связанный с результатом  измерения, который характеризует  дисперсию значений, которые могли  быть обосновано приписаны измеряемой величине.

 Неопределенность  результата  измерения  отражает  отсутствие  точного знания  значения  измеряемой  величины.  Результат  измерения   после внесения  поправки  на  известные  систематические   эффекты  все  еще  являются  только  оценкой  измеряемой  величины  вследствие  неопределенности, возникающей  из-за  случайных   эффектов  и  неточной  поправки  результата  на систематические  эффекты. 

Результат  измерения (после  внесения  поправки)  может быть, не зная того, очень близким к  значению измеряемой величины (и поэтому  иметь  пренебрежительно  малую  погрешность),  даже  если  он может  иметь  большую  неопределенность.  Таким  образом, неопределенность  результата  измерения  не  следует  путать  с

неизвестным остатком погрешности.

На практике существует много  возможных источников неопределенности при измерении, включая:

- неполное определение  измеряемой величины;

- несовершенную реализацию  определения измеряемой величины;

- нерепрезентативную выборку  измерений;

-  неадекватное  знание  эффектов  от  условия  окружающей  среды, влияющих  на  измерения,  или  несовершенное  измерение   параметров окружающей среды;

-  субъективная  систематическая   погрешность  оператора  при   снятии показаний аналоговых  приборов;

- конечная  разрешающая   способность  прибора  или   порог чувствительности;

- изменения в повторных  наблюдениях измеряемой величины  при явно одинаковых условиях.

В соответствии с Международной  рекомендацией INC-1 неопределенности разделяют  на две категории в соответствии с методами их оценки: «А» и «В».

Оценка (неопределенности) по типу А – метод оценивания  неопределенности  путем статистического анализа ряда наблюдений.

Оценка (неопределенности) по типу В – метод оценивания  неопределенности  иным  способом,  чем статистический анализ рядов наблюдений.

Целью  классификаций  на  тип «А»  и  тип «В»  является  показ  двух различных  способов  оценки  составляющих  неопределенности,  и  она используется  только  для  удобства  обсуждения.  Она  не  предназначена  для  показа  того  факта,  что  существует  какое-либо  различие  в  природе  этих составляющих,  являющихся  результатом  этих  двух  типов  вычисления.  Оба типа оценивания основаны на распределениях вероятностей  и составляющие неопределенности,  являющиеся  результатом  использования  каждого  типа, определяются количественно дисперсией     или стандартным отклонением.

Неопределенность делится  на стандартную, суммарную стандартную и расширенную.

Основным количественным выражением неопределенности измерений  является стандартная неопределенность.

Стандартная неопределенность  -неопределенность  результата  измерения,  выраженная  как  стандартное отклонение.