Лекции по "Метрология"

Обеспечение качества товаров и услуг как основная 
цель деятельности по стандартизации, метрологии 
и сертификации

Триада методов и видов деятельности по обеспечению качества и безопасности

Качество - степень соответствия присущих характеристик требованиям. Понятие качества включает три элемента: -объект, - характеристики, - потребности (требования).

Объектом качества - могут быть продукция, процесс, организация или отдельное лицо, а также любая комбинация из них. Примером подобной комбинации является такое всеобъемлющее свойство, как "качество жизни".

Характеристики - совокупность отличительных свойств, которыми обладают товары и услуги.

Требования - это прежде всего потребности. Существует иерархия потребностей. В ее основании лежат основные потребности (обеспечение пищей, одеждой, жильем), далее (в порядке возрастания) - потребности в безопасности, в удобстве и комфортности пользования, эстетические, социальные потребности. Вершину пирамиды составляют потребности развития (потребность в творчестве, стремление к самовыражению).

Оценка качества - это систематическая проверка того, насколько объект способен выполнить установленные требования. Требования устанавливаются в документах - стандартах, технических условиях, контрактах и пр. Невыполнение требования является несоответствием. Для устранения причин несоответствия организация осуществляет корректирующие действия.

Основной формой проверки является контроль.

Контроль качества продукции - контроль количественных и (или) качественных характеристик продукции.

В процедуру контроля качества могут входить операции измерения, анализа, испытания. Измерения как самостоятельная процедура являются объектом метрологии.

Анализ продукции, в частности структуры и состава материалов и сырья, осуществляется аналитическими методами - химическим анализом, микробиологическим анализом, микроскопическим анализом и пр.

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

Система качества (СК)

На современном этапе принята СК, установленная в международных стандартах - ИСО серии 9000. Фундаментальным понятием в учении о СК является понятие процессы жизненного цикла продукции (ЖЦП).

Процессы жизненного цикла продукции

Маркетинговые исследования-проектирование и разработка продукции-процесс закупок-процесс производства-проверка-упаковывание и хранение-распределение и реализация-эксплуатация-утилизация

ОСНОВОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ является ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВО.

Техническое законодательство - один из результатов деятельности по техническому регулированию.

Безопасность - главный приоритет системы технического регулирования и обязательное требование.

Законодательство РФ о техническом регулировании состоит из Федерального закона от 27.12.2002 № 184-ФЗ "О техническом регулировании"  и принимаемых в соответствии с ним федеральных законов и иных нормативных правовых актов РФ. Указанный Закон вступил в силу с 1 июля 2003 г.

В Законе просматриваются главные элементы технического регулирования:

- установление, применение  и исполнение обязательных требований  к продукции, процессам ЖЦП, работам  и услугам;

- установление и применение  на добровольной основе требований  к продукции и процессам ЖЦП;

- правовое регулирование  в области оценки соответствия.

 

МЕТРОЛОГИЯ

рассматривается как область науки, в первую очередь физики, которая должна обеспечивать на государственном уровне единство измерений. Проще говоря, в науке должна существовать система, позволяющая представителям различных наук, например физики, химии, биологии, медицины, геологии и т.д., разговаривать на одном языке и понимать друг друга. Средствами достижения этого результата являются составные части метрологии: системы единиц, эталоны, стандартные образцы, справочные данные, терминология, теория погрешностей, система стандартов.

Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности

Метрологию разделяют на три относительно самостоятельных раздела:

- теоретическая (фундаментальная) М.;

- законодательная М.;

- практическая (прикладная) М.

Объектом измерений являются физические величины (ФВ) и нефизические (измерения в экономике, информатике, управлении качеством)

Основные термины и определения метрологии:

Физическая величина (ФВ)-величина,свойственная материальным объектам(процессам,явлениям),изучаемых в естественных(физика,химия) и технич.науках.;

Размер ФВ-количественное содержание в данном объекте свойства, соответствующего понятию «ФВ»;

Значение ФВ-это оценка её размера в виде некоторого числа принятых для нее единиц;

Единица измерения;

Истинное значение ФВ;

Действительное значение ФВ;

Измеряемая ФВ;

Физический параметр

Примечание: при оценивании качества продукции нередко применяется выражение «измеряемые параметры».

Измерение ФВ

Результат измерения

Погрешность измерения

Точность измерения

Средство измерений:

- мера;

- измерительный прибор;

- измерительный преобразователь;

- измерительные установки  и системы.

 

 

 

 

 

 

 

 

Основные единицы международной системы СИ

внесистемные единицы:

разрешенные ГОСТ (тонна, минута, час, сутки, гектар, литр, астрономическая единица, световой год, диоптрия, процент, бел - логарифмическая единица);

запрещенные (центнер, килограмм силы, дин, мм.рт.ст., лошадиная сила.

Но некоторые единицы еще живут - кгс, мм.рт.ст., лошадиная сила и др.

Применяются логарифмические единицы (при больших значениях ФВ) и относительные единицы (для одноименных ФВ).

ШКАЛА

ДЛИНА ШКАЛЫ – РАССТОЯНИЕ МЕЖДУ НАЧАЛЬНОЙ И КОНЕЧНОЙ МЕТКАМИ, ПРОВЕДЕННОЕ ЧЕРЕЗ СЕРЕДИНЫ САМЫХ КОРОТКИХ ОТМЕТОК

ЦЕНА ДЕЛЕНИЯ – С=Х/n

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ – S=1/C

Примеры шкал

ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ШКАЛЫ, системы сопоставимых числовых значений температуры. Существуют абсолютные термодинамические температурные шкалы, в основе которых лежит какое-либо свойство вещества, зависящее от температуры (тепловое расширение, температурная зависимость электрического сопротивления и др.); к ним относится шкала Кельвина (абсолютная термодинамическая температурная шкала, единица - К), которая принята за Международную практическую температурную шкалу. Другие температурные шкалы различаются точками отсчета и размером единицы температуры:шC (Цельсия шкала), шR (Реомюра шкала), шF (Фаренгейта шкала). 1шR=5/4шC, 1шF=5/9шC, 1 K=1шC. В шкалах Цельсия и Реомюра за 0 принята температура плавления льда, которая в шкале Фаренгейта равна +32шF.

Примеры шкал

Для перевода градусов Цельсия в кельвины необходимо пользоваться формулой T=t+T0 где T- температура в кельвинах, t- температура в градусах цельсия, T0=273.15 кельвина. Поразмеру градус цельсия равен кельвину

Международная практическая температурная шкала (МПТШ-68), температурная шкала, установленная в 1968 г. Международным комитетом мер и весов на основе 11 первичных воспроизводимых температурных точек, каждой из которых присвоено определенное значение температуры. В МПТШ-68 различают международную практич. температуру Кельвина (символ T68) и международную практическую температуру Цельсия (символ t68); соотношение между T68 и t68 t68 = T68 - 273,15 К.

Мооса шкала

десятибалльная шкала относительной твёрдости минералов. Предложена немецким учёным Ф. Моосом (Ф. Мос; F. Mohs) в 1811. Состоит из 10 эталонов твёрдости: тальк — 1; гипс — 2; кальцит — 3; флюорит — 4; апатит — 5; ортоклаз — 6; кварц — 7; топаз — 8; корунд — 9; алмаз — 10. Относительная твёрдость определяется путём царапания эталоном М. ш. поверхности испытываемого объекта. При этом, если эталон, имеющий твёрдость 5, царапает исследуемый образец, а последний оставляет след на поверхности эталона с твёрдостью 4, то твёрдость

ШКАЛЫ

НОМИНАТИВНАЯ шкала - для распределения объектов исследования на непересекающиеся группы. Данные в этой шкале являются свойствами объектов исследования. Самый простой вид номинативной шкалы - дихотомическая (да - нет,

1 - 2, А - Б и пр.)

ИНТЕРВАЛЬНАЯ шкала - каждое из возможных значений, по этой шкале, отстоит от ближайшего на равном расстоянии. Размер интервала - величина постоянная и фиксированная для всех участках шкалы. Может применяться для обозначения степени выраженности признака. Ноль в этой шкале - величина условная и означает полное отсутствие обозначаемого признака. Естественной точки отсчета в этой шкале нет.

РАНГОВАЯ шкала - (порядковая, ординарная) - измерение по этой шкале расчленяет всю совокупность имеренных признаков на такие множества, которые связаны между собой отношениями «больше-меньше», т.е. все признаки располагаются по рангу - от самого большого (высокого, сильного) до самого маленького (низкого, слабого). Пример ранговой шкалы - школьные оценки (от 1 до 5)

шкала ОТНОШЕНИЙ - (шкала равных отношений) - отличается наличием фиксированного нуля, который означает полное отсутствие измеряемого признака. Применима для точных измерений.

ШКАЛЫ

В зависимости от того, по какой шкале идёт измерение. В современной теории измерений существует пять основных видов шкал:

- шкалы качественных признаков шкала наименований (номинальная); порядковая (ранговая) шкала;

- шкалы с количественными  признаками интервальная шкала;

шкала отношений; абсолютная шкала.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример записи чисел: L=135000 мкм проще записать как L=135*10^3 мкм, либо L =0,135 м. Или L =0.000015 мм записать как L =0,15*10^-4 мм, можно выразить и через кратные или дольные единицы например, L =15х10^-6 мм=15 нм

Правила написания единиц ФВ

представлять   значения   ФВ   необходимо   в   виде   чисел   из   диапазона [0,1÷1000]*10^n , где n = 0; ±1; ±2;...

все приставки образования кратных и дольных единиц с маленькой буквы, кроме М (мега), Г (гиго), Т (тера), П (пента) и Э (экса).

Единицы, названные именами ученых, пишутся с большой буквы: А (ампер), В (вольт), Вт (ватт), К (кулон) и др.

При образовании производной ФВ от нескольких основных величин между единицами проставляется "точка" (знак умножения). Например, Нм →Н*м; кгсм/с →кг*см/с

Запрещены трехэтажные дроби. Например, Вт*см/А/К→Вт*см*К/А.

Между числом и единицей величины должен быть пробел (скобки не ставятся). Например, 10см →10 см.

Погрешности результатов измерения могут быть записаны следующим образом: 10 м ± 0,5 м либо (10 ± 0,5) м; но не 10 ± 0,5 м.

ИЗМЕРЕНИЯ 
1. по способу нахождения искомого значения измеряемой величины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В зависимости от выражения результатов измерения различают:

 абсолютные измерения – основаны на прямых измерениях одной или нескольких величин с использованием значений физических const

относительные измерения – измерения соотношения измеряемой величины к одноименной величине, играющей роль 1, или изменения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную

2. ПО ЧИСЛУ ИЗМЕРЕНИЙ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. ПО РЕЖИМУ РАБОТЫ СИ:

-СТАТИЧЕСКИЕ

- зависимость не только  от инерционных (динамических) свойств  СИ, но и от скорости изменения  самой измеряемой величины 

-ДИНАМИЧЕСКИЕ

- когда показания средства измерения не зависят от его динамических свойств, или когда этой зависимостью можно пренебречь

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ

В зависимости от способа применения меры различают:

методы непосредственной оценки - искомое значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству средства измерения, которое проградуировано в соответствующих единицах

методы сравнения - измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой (например, сравнение массы на рычажных весах)

МЕТОДЫ СРАВНЕНИЯ В ДАННОМ МЕТОДЕ НАЛИЧИЕ СРАВНИВАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА – ОБЯЗАТЕЛЬНОЕ УСЛОВИЕ

Нулевой (полного уравновешивания) - результирующий эффект воздействия измеряемой величины и встречного воздействия меры на сравнивающее устройство сводят к нулю

Дифферинциальный - разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, отсчитывается по шкале прибора