Билет#1

1. Понятие метрологического обеспечения. Государственная система метрологического обеспечения.

Возможность применения результатов измерений для правильного и эффективного решения любой измерительной задачи определяется следующими условиями:

- результаты измерений выражаются в узаконенных единицах;

- значения показателей точности результатов измерений известны с необходимой заданной достоверностью;

- значения показателей точности результатов измерений обеспечивают оптимальное (в соответствии с выбранными критериями) решение задачи, для которой проводились измерения.

Если результаты измерений удовлетворяют первым двум требованиям, то о них известно все, что необходимо знать для принятия обоснованного решения о возможности их использования. Такие результаты можно сопоставлять, они могут использоваться в различных сочетаниях, различными людьми и организациями. В этом случае говорят, что обеспечено единство измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах, а погрешности не выходят за установленные границы с заданной вероятностью.

Третье из перечисленных выше условий гласит, что недостаточная точность измерений приводит к увеличению ошибок контроля, к экономическим потерям, а завышенная – к излишним затратам на приобретение более качественных средств измерений. Следовательно, это не только метрологическое, но и экономическое условие, т.к. связано с затратами и потерями при проведении измерений, являющихся экономическими критериями.Если соблюдаются все три условия, то говорят о метрологическом обеспечении, под которым подразумевается установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерений.Научной основой метрологического обеспечения является метрология – наука об измерениях, организационной – метрологическая служба России. Технические средства метрологического обеспечения включают в себя различные системы, в том числе, эталонов, передачи размеров единиц от эталона рабочим средствам измерений, стандартных образцов, стандартных справочных данных и др.[12]. Правила и нормы по метрологическому обеспечению единства измерений установлены в Законе РФ «Об обеспечении единства измерений» и в нормативных документах Государственной системы обеспечения единства измерений. С принятием в апреле 1993 г. Закона РФ «Об обеспечении единства измерений» начался новый этап развития метрологии, который характеризуется переходом от административного принципа управления метрологической деятельностью к законодательному. Вместе с тем этот Закон позволяет сохранить принцип государственного характера метрологического дела при значительной степени гармонизации российской системы измерений с метрологической практикой. В данном Законе определены сферы деятельности, в которых соблюдение метрологических требований обязательно и на которые распространяется государственный метрологический контроль. Госнадзор за обеспечением единства измерений осуществляют государственные инспектора, права и обязанности которых закреплены законодательно.

2. Понятие случайной величины, систематической ошибки, промаха и грубой ошибки.

Систематические погрешности подразделяются на методические, инструментальные и субъективные.

Методические погрешности происходят от несовершенства метода измерения, использования упрощающих предположений и допущений при выводе применяемых формул, влияния измерительного прибора на объект измерения. Например, измерение температуры с помощью термопары может содержать методическую погрешность, вызванную нарушением температурного режима объекта измерения вследствие внесения термопары.

Инструментальные погрешности зависят от погрешностей применяемых средств измерения. Неточность градуировки, конструктивные несовершенства, изменения характеристик прибора в процессе эксплуатации и т. д. являются причинами основных погрешностей инструмента измерения. Дополнительные погрешности, связанные с отклонением условий, в которых работает прибор, от нормальных, отличают от инструментальных (ГОСТ 8.009-84), т. к. они связаны скорее с внешними условиями, чем с самим прибором.

Субъективные погрешности вызываются неправильными отсчетами показаний прибора человеком (оператором). Например, погрешность от параллакса, вызванная неправильным направлением взгляда при наблюдении за показаниями стрелочного прибора. Использование цифровых приборов и автоматических методов измерения позволяет исключить такого рода погрешности.

Во многих случаях систематическую погрешность в целом можно представить как сумму двух составляющих аддитивной _а и мультипликативной _м.

Такой подход позволяет легко скомпенсировать влияние систематической погрешности на результат измерения путем введения раздельных поправочных коэффициентов для каждой из этих двух составляющих.

Случайная погрешность – это составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины. Наличие случайных погрешностей выявляется при проведении ряда измерений постоянной физической величины, когда оказывается, что результаты измерений не совпадают друг с другом. Часто случайные погрешности возникают из-за одновременного действия многих независимых причин, каждая из которых в отдельности слабо влияет на результат измерения.

Во многих случаях влияние случайных погрешностей можно уменьшить путем выполнения многократных измерений с последующей статистической обработкой полученных результатов.

В некоторых случаях оказывается, что результат одного измерения резко отличается от результатов других измерений, выполненных при тех же контролируемых условиях. В этом случае говорят о грубой погрешности (промахе измерения). Причиной могут послужить ошибка оператора, возникновение сильной кратковременной помехи, толчок, нарушение электрического контакта и т. д. Такой результат, содержащий грубую погрешность необходимо выявить, исключить и не учитывать при дальнейшей статистической обработке результатов измерений.