МИНОБРНАУКИ РОССИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)» (СПбГТИ(ТУ)) ЦЕНТР СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ Курс 3 Группа 722 Специальность 240134 «Переработка нефти и газа» РЕФЕРАТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «Метрология, стандартизация, сертификация» ТЕМА: «Объекты и задачи метрологии» Выполнил (а) студент (ка): И. Н. Клещев Проверил: Жуков И.В. ____________ __________________ (оценка) Санкт – Петербург 2014 (подпись преподавателя) Содержание Введение ……………………………………………………………………...стр 3 Глава 1. К основным задачам теоретической метрологии относятся …....стр 5 1.1 Основные задачи метрологической службы предприятия …………….стр 5 Глава 2. Классификация измерений ……………….……………………….стр 7 Глава 3. Объекты метрологии: величины, их классификация и характеристики ………………………………………………………………..стр 9 Заключение …………………………………………………………………стр 11 Список использованной литературы ……………………………...……стр 12 Введение Метроло́гия — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Предметом метрологии является извлечение количественной информации о свойствах объектов с заданной точностью и достоверностью; нормативная база для этого — метрологические стандарты. Основное понятие метрологии – измерение. Измерение это нахождение значения величины опытным путем с помощью специальных технических средств или, другими словами, совокупность операций, выполняемых для определения количественного значения величины. Метрология состоит из 3 основных разделов: 1. Теоретическая. Рассматривает общие теоретические проблемы (разработка теории и проблем измерений физических величин, их единиц, методов измерений). 2. Прикладная. Изучает вопросы практического применения разработок теоретической метрологии. В её ведении находятся все вопросы метрологического обеспечения. 3. Законодательная. Устанавливает обязательные технические и юридические требования по применению единиц физической величины, методов и средств измерений. Законодательная метрология – это раздел метрологии, включающий комплексы взаимосвязанных и взаимообусловленных общих правил, а также другие вопросы, нуждающиеся в регламентации и контроле со стороны государства, направленные на обеспечение единства измерений и единообразия средств измерений. Законодательная метрология служит средством государственного регулирования метрологической деятельности посредством законов и законодательных положений, которые вводятся в практику через Государственную метрологическую службу и метрологические службы государственных органов управления и юридических лиц. К области законодательной метрологии относятся испытания и утверждение типа средств измерений и их поверка и калибровка, сертификация средств измерений, государственный метрологический контроль и надзор за средствами измерений. Метрологические правила и нормы гармонизированы с рекомендациями и документами соответствующих международных организаций. Тем самым законодательная метрология способствует развитию международных экономических и торговых связей и содействует взаимопониманию в международном метрологическом сотрудничестве. Теоретическая метрология рассматривает общие вопросы теории измерений: основные представления метрологии, теорию единства измерений (теории воспроизведения единиц физических величин и передачи их размеров), теории построения средств измерений, теории точности измерений. Прикладная метрология занимается изучением вопросов практического применения в различных сферах деятельности результатов теоретических исследований. Термины и определения метрологии Единство измерений — состояние измерений, характеризующееся тем, что их результаты выражаются в узаконенных единицах, размеры которых в установленных пределах равны размерам единиц, воспроизводимым первичными эталонами, а погрешности результатов измерений известны и с заданной вероятностью не выходят за установленные пределы. 1. Физическая величина — одно из свойств физического объекта, общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них. 2. Измерение — совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения измеряемой величины с ее единицей и получения значения этой величины. 3. Средство измерений — техническое средство, предназначенное для измерений и имеющее нормированные метрологические характеристики. 4. Поверка — совокупность операций, выполняемых в целях подтверждения соответствия средств измерения метрологическим требованиям. 5. Погрешность измерения — отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. 6. Погрешность средства измерения — разность между показанием средства измерений и действительным значением измеряемой физической величины. 7. Точность средства измерений — характеристика качества средства измерений, отражающая близость его погрешности к нулю. 8. Лицензия — это разрешение, выдаваемое органам государственной метрологической службы на закрепленной за ним территории физическому или юридическому лицу на осуществление ему деятельности по производству и ремонту средств измерения. 9. Эталон единицы величины — техническое средство предназначенное для передачи, хранения и воспроизведения единицы величины. Глава 1. К основным задачам теоретической метрологии относятся: - установление рациональной номенклатуры единиц физических величин; - создание и совершенствование системы воспроизведения, хранения и передачи размеров единиц; - установление номенклатуры, методов нормирования, оценки и контроля показателей точности результатов измерений и метрологических характеристик средств измерений; - разработка оптимальных (в соответствии с принятыми для каждой измерительной задачи критериями оптимальности) принципов, приемов и способов обработки результатов измерения. На практике задачи метрологии претворяют в жизнь специально созданные метрологические службы. 1.1 Основные задачи метрологического обеспечения предприятия: 1) Обеспечение единства измерений при разработке, производстве и испытаниях продукции; 2) анализ и установление рациональной номенклатуры измеряемых параметров и оптимальных норм точности измерений при контроле показателей качества продукции, параметров технологических процессов, контроле характеристик технологического оборудования: 3) организация и обеспечение метрологического обслуживания средств измерений: учета, хранения, поверки, калибровки, юстировки, наладки, ремонта; 4) разработка и внедрение в производственный процесс методик выполнения измерений, гарантирующих необходимую точность измерений; 5) осуществление надзора за контрольным, измерительным и испытательным оборудованием в реальных условиях эксплуатации, за соблюдением установленных метрологических правил и норм; 6) проведение метрологической экспертизы конструкторской и технологической документации; 7) организация и обеспечение метрологического обслуживания испытательного оборудования: учет, аттестация в соответствии с установленными требованиями, ремонт; 8) организация и обеспечение метрологического обслуживания средств допускового контроля: учет, аттестация, ремонт; 9) организация и обеспечение метрологического обслуживания измерительных каналов измерительных систем: учет, аттестация, поверка, калибровка, наладка; 10) организация и выполнение особо точных измерений; 11) обеспечение достоверного учета расхода материальных, сырьевых и топливно-энергетических ресурсов; 12) внедрение современных методов и средств измерений, автоматизированного контрольно-измерительного оборудования, измерительных систем; 13) оценивание технических и экономических последствий неточности измерений; 14) разработка и внедрение нормативных документов, регламентирующих вопросы метрологического обеспечения; 15) оценивание экономической эффективности. Кроме этого, одной из основных задач является работа над повышением эффективности метрологического обеспечения. ревизия и оптимизация парка контрольного, измерительного и испытательного оборудования, исходя из принципа "необходимо и достаточно"; замена парка морально устаревшего КИИО современным оборудованием, внедрение новых методов измерений; автоматизация измерительных процессов, внедрение ИСС, АСКУЭ; оптимизация точности измерений по экономическому критерию: анализ степени важности измерительной информации, использование более точных СИ на ответственных участках, использование СИ с более грубым классом точности, где это целесообразно; Глава 2. Классификация измерений Классификация критериям. средств измерений может проводиться по следующим 1. По характеристике точности измерения делятся на равноточные и неравноточные. Равноточными измерениями физической величины называется ряд измерений некоторой величины, сделанных при помощи средств измерений (СИ), обладающих одинаковой точностью, в идентичных исходных условиях. Неравноточными измерениями физической величины называется ряд измерений некоторой величины, сделанных при помощи средств измерения, обладающих разной точностью, и (или) в различных исходных условиях. 2. По количеству измерений измерения делятся на однократные и многократные. Однократное измерение – это измерение одной величины, сделанное один раз. Однократные измерения на практике имеют большую погрешность, в связи с этим рекомендуется для уменьшения погрешности выполнять минимум три раза измерения такого типа, а в качестве результата брать их среднее арифметическое. Многократные измерения – это измерение одной или нескольких величин, выполненное четыре и более раз. Многократное измерение представляет собой ряд однократных измерений. Минимальное число измерений, при котором измерение может считаться многократным, – четыре. Результатом многократного измерения является среднее арифметическое результатов всех проведенных измерений. При многократных измерениях снижается погрешность. 3. По типу изменения величины измерения делятся на статические и динамические. Статические измерения – это измерения постоянной, неизменной физической величины. Примером такой постоянной во времени физической величины может послужить длина земельного участка. Динамические измерения – это измерения изменяющейся, непостоянной физической величины. 4. По предназначению измерения делятся на технические и метрологические. Технические измерения средствами измерений. – это измерения, выполняемые техническими Метрологические измерения – это измерения, выполняемые с использованием эталонов. 5. По способу представления результата измерения делятся на абсолютные и относительные. Абсолютные измерения – это измерения, которые выполняются посредством прямого, непосредственного измерения основной величины и (или) применения физической константы. Относительные измерения – это измерения, при которых вычисляется отношение однородных величин, причем числитель является сравниваемой величиной, а знаменатель – базой сравнения (единицей). Результат измерения будет зависеть от того, какая величина принимается за базу сравнения. 6. По методам получения результатов измерения делятся на прямые, косвенные, совокупные и совместные. Прямые измерения – это измерения, выполняемые при помощи мер, т. е. измеряемая величина сопоставляется непосредственно с ее мерой. Примером прямых измерений является измерение величины угла (мера – транспортир). Косвенные измерения – это измерения, при которых значение измеряемой величины вычисляется при помощи значений, полученных посредством прямых измерений, и некоторой известной зависимости между данными значениями и измеряемой величиной. Совокупные измерения – это измерения, результатом которых является решение некоторой системы уравнений, которая составлена из уравнений, полученных вследствие измерения возможных сочетаний измеряемых величин. Совместные измерения – это измерения, в ходе которых измеряется минимум две неоднородные физические величины с целью установления существующей между ними зависимости. Глава 3 Объекты метрологии: величины, их классификация и характеристики Основными объектами метрологии являются величины и измерения. Величина - свойство измеряемого объекта, общее в качественном отношении для всех одноименных объектов, но индивидуальное - в количественном. Величины подразделяются на физические и нефизические. Физическая величина – одно из свойств физического объекта (физической системы, явления или процесса), общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них Не физические величины - свойства экономических, психологических и тому подобных объектов, не относящихся к физическим объектам. Их измерение производится опосредовано, через физические величины. Например, экономическая характеристика - цена - имеет денежное выражение относительно определенных единиц измерения (килограмм, метр и т.п.). Такое психологическое свойство личности, как быстрота реакции выражается в единицах времени (например, время принятия решений). Долгое время считалось, что объектами метрологии могут быть лишь физические величины. Однако в последнее время возникла необходимость измерения и нефизических величин, в основном через физические величины. Таким образом, сфера применения метрологии значительно расширилась. Вместе с тем необходимо отметить, что отдельные авторы (М.Н. Селиванов, И.М. Лифиц) считают, что к нефизическим величинам целесообразно применять термин не «измерение», а «оценивание». В то же время в новом ФЗ ОЕИ применяется только термин «измерение». Из определения термина «величина» следует, что она имеет две характеристики: качественную, или размерность, определяемую как наименование, и количественную, или размер, определяемую как значение измеряемой величины. Получение информации о размере физической и нефизической величины является целью и конечным результатом любого измерения. Совокупность наименований физических величин и единиц их измерений составляют систему измерений. Значения измеряемых величин, как отмечалось, индивидуальны и в определенной мере случайны, что обусловлено основным постулатом метрологии: «Любой отсчет является случайным». Несмотря на это в метрологии принято различать следующие значения физических величин: истинное, действительное и результат наблюдения. Истинное значение физических величин - значение, которое идеальным образом отражало бы в качественном и количественном отношениях соответствующую физическую величину. Действительное значение физических величин - значение физических величин, найденное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному значению, что для поставленной измерительной задачи может его заменить. Результат наблюдения - однократное фактически измеренное значение физических величин. Значения физических величин выражаются в установленных, принятых единицах измерения. Единица величины - фиксированное значение величины, которое принято за единицу данной величины и применяется для количественного выражения однородных с ней величин. Измерение конкретной физической величины производят путем ее сравнения с величиной, принятой за единицу этой величины. Результатом измерения будет определенное число, показывающее соотношение измеряемой величины с единицей физической величины. Средства измерений,эталон, методики выполнения измерений и физические,и не физические(производственные величины). Средства измерений –техническое устройство предназначенное для измерения. Измерение– совокупность операций выполняющих с помощью технических средств хранящих единицу величины позволяющих способствовать измеряемую величину с ее единицей и получать значение величины. Эталон– средство измерения предназначенное для воспроизведения и хранения единицы величины с целью передачи ее средствам измерения данной величины. ВИДЫ ЭТАЛОНА. Первичный эталон обеспечивает воспроизводим ость единицы в особых условиях. Вторичный эталон – эталон получаемый размер единицы путем сравнения с первичным эталоном. Третий эталон – эталон сравнения –это вторичный эталон применяется для сравнения эталона, которые по тем или иным причинам не могут быть сравнены между собой. Четвертый эталон – рабочий эталон применяется для непосредственной передачи размера единицы. Заключение Рассмотрев содержание метрологии в целом как раздела науки, посвященной обеспечению единства измерений, становится очевидным, что мы имеем дело в основном с понятиями физики, поскольку под единицами величины всегда подразумевались величины физические. Тем не менее, обращаясь к известному афоризму Д.И.Менделеева, вынесенного эпиграфом к данной работе, можно сказать, что любая наука должна включать в себя измерительные процедуры. В самом деле, многие современные области науки обратились к измерению физических величин. Без измерений физических величин немыслима современная химия, биология, медицина, экология и целый ряд других наук, в развитии которых необходимо «размышлять о природе вещей», т. е. привлекать понятия и категории физики и, следовательно, метрологии в том ключе, в котором изложено ее содержание в данной книге. Список использованной литературы 1) Лифиц И.М. Стандартизация, метрология и подтверждение соответствия: учебник/ И.М.Лифиц. – М.: Изд-во Юрайт. 2010. – 315 с. 2) Управление качеством: учебное пособие / Ю.Т. Шестопал, В.Д. Дорофеев, Н.Ю. Шестопал, А.А. Андреева. – М.: ИНФРА, 2011. – 330 с. 3) Шарифуллин А.В. Основы технического ругулирования в нефтегазовом деле и нефтехимии: учебное пособие / А.В. Шарифуллин, Л.Р. Байбекова, И.Н. Гончарова. – СПб: Проспект науки. 2012. – 224 с.
