Метрология и стандартизация

Министерствообразования
Российскойфедерации.
Тюменскийгосударственный нефтегазовый университет
Институт транспортаКафедра: Метрологии,стандартизации и сертификации Реферат
На тему:«Метрология и стандартизация».
Выполнил:
студент гр. ___________
Relax
Проверил:
Тюмень 2001
 Содержание
Стр.
 
I. Метрология итехнические измерения.                                                        3         
1.1. Метрология                                                                                       3                   
1.2. Средстваизмерений                                                                        4
1.3. Методыизмерений                                                                         5         
1.4. Основные параметрысредств измерений                                   6         
1.5. Погрешностиизмерения                                                                8         II. Основные понятия о стандартизации. Государственная системастандартизации.                                                                        10
         
2.1. Стандартизация и стандарт.                                                      10        
          2.2. Категории стандартов                                                                           14
          2.3. Видыстандартов                                                                                     16
          2.4  Планирование работ постандартизации                                     17
          2.5. Патентная чистотастандартов                                                        18
          2.6. Внедрение и пересмотрстандартов                                               19
                                                                                                                  
III. Краткие сведения о международной стандартизации.                       20                           
          3.1.Стандартизация, проводимая в рамках СЭВ                               22                                    
Список использованной литературы                                                    24                         

I. МЕТРОЛОГИЯ ИТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ.
1.1.Метрология
Метрология — наука обизмерениях физических вели­чин, методах и средствах обеспечения их единства испособах дости­жения требуемой точности.
Основные задачи метрологии, (ГОСТ 16263—70) —установление единиц физических величин, государственных эталонов и образцовыхсредств измерений, разработка теории, методов и средств измерений и контроля,обеспечение единства измерений и единообразных средств измерений, разработкаметодов оценки погрешностей, со­стояния средств измерения и контроля, а такжепередачи размеров единиц от эталонов или образцовых средств измерений рабочимсред­ствам измерений.
Измерение физической величины выполняютопытным путем с помощью технических средств. В результате измерения получаютзначение физической величины
Q= q*U,
где q— числовое значениефизической величины в принятых еди­ницах; U — единицафизической величины.
Значение физической величины Q, найденноепри измерении, на­зывают действительным. В ряде случаев нетнеобходимости опреде­лять действительное значение физической величины, напримерпри оценке соответствия физической величины установленному допуску. При этомдостаточно определить принадлежность физической вели­чины некоторой области Т:
Q /> Т или Q /> Т.
Следовательно, при контроле определяют соответствиедействительного значения физической величины установленным значениям. Примеромконтрольных средств являются калибры, шаблоны, уст­ройства с электроконтактнымипреобразователями.
Нормативно-правовойосновой метрологического обеспечения точности измерений является государственнаясистема обеспечения единство измерений (ГСИ). Основныенормативно-технические до­кументы ГСИ — государственные стандарты, Всоответствии с реко­мендациями XI Генеральной конференции по мерам и весам в1960 г. принята Международная система единиц (СИ), на основе которой дляобязательного применения разработан ГОСТ 8.417—81 (СТ СЭВ 1052—78) (введен вдействие с 01.01.1980г.).
Основнымиединицами физических величин в СИ являются: длины — метр (м), массы — килограмм(кг), времени — секунда (с), силы электрического тока — ампер (А),термодинамической темпе­ратуры — Кельвин (К), силы света — Кандела (кд),количества ве­щества — моль (моль). Дополнительные единицы СИ: радиан (рад) истерадиан (ср) — для измерения плоского и телесного углов соот­ветственно.
Производные единицыСИ получены из основных с помощью уравнений связи между физическими величинами.Так, единицей силы является ньютон: 1Н == 1 кг*м-1*с-2,единицей давления — Паскаль 1 Па = 1 кг*м-1*с-2 и т. д. ВСИ для обозначения десятичных кратных (умноженных на 10 в положительнойстепени) и дельных (умноженных на 10 в отрицательной степени) приняты следующиеприставки: экса (Э) — Ю18, пета (П) — 1015, тера (Т) — 1012,гига (Г) – 109, мега (М) — 106, кило (к) — 103,гекто (г) — 102, дека (да) — 101, децн (д) — 10-1,санти (с) — 10-2, милли (м) — 10-3, мнкро (мк) — 10-6,нано (н) —  10-9, пико (п) — 10-12, фемто (ф) — 10-15,атто (а) — 10-18. Так, в соответствии с СИ тысячная доля мил­лиметра(микрометр) 0,001 мм == 1 мкм.
1.2.Средстваизмерений.
 
Техническиесредства, используемые при измерениях и имеющие нормированныеметрологические свойства, называют средствами измерения.
Эталоны — средстваизмерений, официально утвержденные и обеспечивающие воспроизведение и (или)хранение единицы физиче­ской величины с целью передачи ее размера нижестоящимпо пове­рочной схеме средствам измерений.
Меры — средстваизмерений, предназначенные для воспроизве­дения заданного размера физическомвеличины, В технике часто ис­пользуют наборы мер, например, гирь,плоскопараллельных конце­вых мер длины (плиток), конденсаторов и т. п.
Образцовые средстваизмерений —меры, измерительные приборы или преобразователи, утвержденные в качествеобразцовых для поверки по ним других средств измерений. Рабочие средства применяютдля измерений, не связанных с передачей размера единиц.
Порядок передачиразмера единиц физической величины от эта­лона или исходного образцовогосредства к средствам более низких разрядов (вплоть до рабочих) устанавливают всоответствии с пове­рочной схемой. Так, по одной из поверочных схемпередача единицы длины путем последовательного лабораторного сличения и поверокпроизводится от рабочего эталона к образцовым мерам высшего раз­ряда, от нихобразцовым мерам низших разрядов, а от последних к рабочим средствам измерения(оптиметрам, измерительным маши­нам, контрольным автоматам и т. п.).
 
 
1.3.Методыизмерений.
 
При измеренияхиспользуют разнообразные методы (ГОСТ 16263—70), представляющие собойсовокупность приемов использования различных физических принципов и средств.При прямых измерениях значения физической величины находят из опытныхданных, при косвенных — на основании известной зависимости от величин,подвергаемых прямым измерениям. Так, диа­метр детали можно непосредственноизмерить как расстояние между диаметрально противоположными точками (прямоеизмерение) либо определить из зависимости, связывающей этот диаметр, длину дугии стягивающую ее хорду, измерив непосредственно последние вели­чины (косвенноеизмерение),
Абсолютные измерения основаны на прямыхизмерениях основ­ных величин и использовании значений физических констант (на­пример,измерение длины штангенциркулем). При относительных измерениях величинусравнивают g одноименной,играющей роль еди­ницы или принятой за исходную. Примером относительного изме­ренияявляется измерение диаметра вращающейся детали по числу оборотовсоприкасающегося с ней аттестованного ролика.
При методе непосредственной опенкизначение физической вели­чины определяют непосредственно по отсчетномуустройству при­бора прямого действия (например, измерение давления пружин­нымманометром), при методе сравнения с мерой измеряемую вели­чинусравнивают с мерой. Например, с помощью гирь уравновеши­вают на рычажных весахизмеряемую массу детали. Разновидностью метода сравнения с мерой является методпротивопоставления, при котором измеряемая величина и величина,воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнения,позволяющий установить соотношение между этими величинами (например, изме­рениесопротивления по мостовой схеме с включением в диагональ моста показывающего прибора).
 При дифференциальном, методеизмеряемую величину сравнивают с известной величиной, воспроизводимой мерой.Этим методом, на­пример, определяют отклонение контролируемого диаметра деталина оптиметре после его настройки на ноль по блоку концевых мер длины. Нулевойметод — также разновидность метода сравнения с мерой, при которомрезультирующий эффект воздействия величин на прибор сравнения доводят до нуля.Подобным методом измеряют электрическое сопротивление по схеме моста с полнымего уравнове­шиванием. При методе совпадений разность между измеряемойвели­чиной и величиной, воспроизводимой мерой, определяют, используя совпаденияотметок шкал или периодических сигналов (например, при измеренииштангенциркулем используют совпадение отметок основной и нониусной шкал). Поэлементныйметод характеризуется измерением каждого параметра изделия в отдельности(например, эксцентриситета, овальности, огранки цилиндрического вала). Ком­плексныйметод характеризуется измерением суммарного показа­теля качества, накоторый оказывают влияния отдельные его состав­ляющие (например, измерениерадиального биения цилиндрической детали, на которое влияют эксцентриситет,овальность и др.; кон­троль положения профиля по предельным контурам и т. п.).
1.4.Основныепараметры средств измерений.
 
 Длина деления шкалы (рис. 1) —расстояние между осями (центрами) двух соседних отметок шкалы, измеренное вдольвоображаемой линии, проходя­щей через середины самых коротких отметок шкалы. Ценаделения  шкалы — разность значений величины, соответствующих двумсоседним от­меткам шкалы (1 мкм для оптиметра, длиномера и т. п.).
/>/>
Градуировочнаяхарактеристика — зависимостьмежду значениями величин на выходе и входе средства измерений. Градуировочнуюхарактеристику сни­мают для уточнения результатов изме­рений.
Диапазонпоказаний— область зна­чений шкалы, ограниченная конечным и начальным значениями шкалы,т. е. Наибольшим и наименьшим значениями измеряемой величины. Например, дляоптиметра типа ИКВ-3 диапазон пока­заний составляет ±0,1 мм.
  Рис.1.Схема, поясняющая основные параметры средств измерений.
 
Диапазонизмерений— область зна­чений измеряемой величины с нормиро­ванными допускаемымипогрешностями средства измерений. Для того же опти­метра типа ИКВ-3 диапазонизмерений длин составляет 0—200 мм.
Отсчетпоказаний измерительного средства выполняют в соответ­ствии с уравнением
/>
где А —значение отсчета; М — размер меры, по которому отсчетное устройствоустановлено на ноль; п — число целых делений, отсчи­тываемое по шкаламотсчетного устройства; i — цена деления шкалы; k — номер шкалы, т— доля деления шкалы с наименьшей ценой деления, оцененная визуально.
Влияющаяфизическая величина— физическая величина, не из­меряемая данным средством, но оказывающая влияние нарезуль­таты измеряемой величины (например, температура, оказывающая влияние нарезультат измерения линейного размера).
Нормальные(рабочие) условия применения средств измерений — условия ихприменения, при которых влияющие величины имеют нормальные значения илинаходятся в пределах нормальной (рабо­чей) области значений. Так, согласно ГОСТ9249—59 нормальная температура равна 20 °С, при этом рабочая область температурсо­ставляет 20 °С /> 1°. Нормальныеусловия для выполнения линей­ных и угловых измерений регламентированы ГОСТ8.050—73.
Чувствительностьизмерительного прибора — отношение измене­ния сигнала на выходеизмерительного прибора к вызывающему его изменению измеряемой величины. Так,если при измерении диаме­тра вала с номинальным размером х = 100 ммизменение измеряемой величины />= 0,01 ммвызвало перемещение стрелки показываю­щего устройства на /> = 10 мм, абсолютнаячувствительность прибора составляет /> относительнаячув­ствительность
/>
Для шкальныхизмерительных приборов абсолютная чувствитель­ность численно равнапередаточному отношению. С изменением цены деления шкалы чувствительностьприбора остается неизменной. На разных участках шкалы часто чувствительностьможет быть различной. Стабильность средства измерений — свойство,выражающее неизменность во времени его метрологических характеристик (по­казаний).
Измерительные приборы бывают контактные(существует меха­нический контакт с поверхностью контролируемого изделия) и бесконтактные(непосредственного соприкосновения измерительного наконечника с поверхностьюконтролируемого изделия нет). К по­следним, например, относятся оптические,радиоизотопные, индук­тивные. Важной характеристикой контактных приборовявляется измерительное усилие, создаваемое в месте контактаизмерительного наконечника с поверхностью контролируемого изделия и направ­ленноепо линии измерения.
В соответствии с ГОСТ 16504—81геометрический объект кон­троля содержит одну или несколько контрольныхточек. Введем дополнительные термины, необходимые для оценки результатовкон­троля (измерений). Зона контроля (измерения) — область взаимо­действиясредства контроля (измерения) с объектом контроля (изме­рения). Контролируемая(измеряемая) поверхность — поверхность объекта контроля (измерения), накоторой расположена одна или несколько контрольных точек. Линия контроля(измерения) — пря­мая, проходящая через контролируемый (измеряемый) размер.Плоскость контроля (измерения) — плоскость, проходящая через линиюконтроля (измерения) и выбранную линию расположения контрольных точек.
В ГОСТ 16263—70 выделены следующие общиедля средств из­мерений структурные элементы: преобразовательный и чувствитель­ныйэлементы, измерительная цепь, измерительный механизм, отсчетное устройство сошкалой и указателем и регистрирующее уст­ройство. Кроме того, контактныеизмерительные приборы обычно снабжены одним или несколькими наконечниками. Измерительныйнаконечник — элемент в измерительной цепи, находящийся в кон­такте собъектом контроля (измерения) в контрольной точке под не­посредственнымвоздействием измеряемой величины. Базовый на­конечник — элементизмерительной цепи, расположенный в плоско­сти измерения и служащий дляопределения длины линии измерения. Опорный наконечник — элемент,определяющий положение линии измерения в плоскости измерения. Координирующийнаконечник — элемент, служащий для определения положения плоскости измере­нияна объекте контроля (измерения).
1.5. Погрешностиизмерения.
 
Под погрешностью измерения подразу­меваютотклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. Точностьизмерений — качество измерения, отражающее близость их результатов кистинному значению изме­ряемой величины. Количественно точность измерения можетбыть выражена обратной величиной модуля относительной погрешности. Абсолютнаяпогрешность измерения — разность между значением величины, полученным приизмерении, и ее истинным значением, выражаемая в единицах измеряемой величины. Относительнаяпогрешность измерения — отношение абсолютной погрешности, изме­рения кистинному значению измеряемой величины. Систематиче­ская погрешностьизмерения — составляющая погрешности измере­ния, остающаяся постоянной илиизменяющаяся по определенному закону при повторных измерениях одной и той жевеличины; слу­чайная погрешность — составляющая погрешности измерения,из­меняющаяся при этих условиях случайным образом. Следует выде­лять также грубуюпогрешность измерения, существенно превышаю­щую ожидаемую погрешность.
Взависимости от последовательности причины возникновения различают следующиевиды погрешностей. Инструментальная по­грешность — составляющаяпогрешности измерения, зависящая от погрешностей применяемых средств (качестваих изготовления). По­грешность метода измерения — составляющаяпогрешности измере­ния, вызванная несовершенством метода измерений. Погрешностьнастроили — составляющая погрешности измерения, возникающая из-занесовершенства осуществления процесса настройки. Погреш­ность отсчитывания —составляющая погрешности измерения, вы­званная недостаточно точнымотсчитыванием показаний средств из­мерений (например, погрешность параллакса). Погрешностьпо­верки — погрешность измерений при поверке средств измерений. Такимобразом, в зависимости от способа выявления следует разли­чать поэлементные(составляющие) и суммарные погрешности измерения.
Результатнаблюдения —значение величины, полученное при отдельном наблюдении; результат измерения— значение величины, найденное путем ее измерения, т. е. После обработкирезультатов наблюдения.
Поправка—значение величины, одноименной с измеряемой, при­бавляемое к полученному приизмерении значению величины с целью исключения систематической погрешности. Сходимость— качество измерений, отражающих близость результатов измерений, выпол­няемых водинаковых условиях, воспроизводимость — то же, в раз­личных условиях (вразное время, в различных местах, различными методами и средствами). Точностьотражает близость к нулю случай­ных и систематических погрешностей средстваизмерения, правиль­ность — систематических, сходимость —случайных. Для средств измерения различают статическую погрешность какотклонение по­стоянного значения измеряемой величины на выходе средства изме­ренияот истинного ее значения в установившемся состоянии и дина­мическуюпогрешность как разность между погрешностью средства измерения вдинамическом режиме (в неустановившемся состоянии) и его статическойпогрешностью, соответствующей значению вели­чины в данный момент времени.
Погрешностьсредства измерения, возникающая при использо­вании его в нормальных условиях,когда влияющие величины на­ходятся в пределах нормальной области значений,называют основной. Если значение влияющей величины выходит за пределы нор­мальнойобласти значений, появляется дополнительная погрешность.
Обобщеннойхарактеристикой средства измерений, определяе­мой пределами основных идополнительных погрешностей, а также другими свойствами, влияющими на точность,значения которых устанавливаются в стандартах на отдельные виды средств измере­ния,является класс точности средства измерений (ГОСТ 8.401—80). Классточности характеризует свойства средства измерения, но не является показателемточности выполненных измерений, поскольку при определении погрешности измерениянеобходимо учитывать по­грешности метода, настройки и др.II. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О СТАНДАРТИЗАЦИИГОСУДАРСТВЕННАЯСИСТЕМА СТАНДАРТИЗАЦИИ 2.1. Стандартизация и стандарт. 
Основные термины иопределения в области стандартиза­ции установлены Комитетом ИСО по изучениюнаучных принципов стандартизации (СТАКО). Эти определения приняты многими стра­нами,в том числе и СССР.
Стандартизация—это установление и применение правил с целью упорядочения деятельности вопределенной области на пользу и при участии всех заинтересованных сторон, вчастности для достижения всеобщей оптимальной экономии при соблюдении условийэксплуатации (использования) и требований безопасности. Стандартизация,основанная на объединенных достижениях науки, техники и передового опыта, определяетоснову не только настоя­щего, но и будущего развития промышленности.
Изопределения следует, что стандартизация — это плановая деятельность поустановлению обязательных правил, норм и требо­ваний, выполнение которыхобеспечивает экономически оптимальное качество продукции, повышениепроизводительности общественного труда и эффективности использованияматериальных ценностей при соблюдении требований безопасности.
Стандарт—нормативно-технический документ по стандарти­зации, устанавливающий комплекс норм,правил, требований к объ­екту стандартизации и утвержденный компетентныморганом. Стандарт, разработанный на основе достижений науки, техники, передо­вогоопыта, должен предусматривать оптимальные для общества решения. Стандартыразрабатывают как на материальные предметы (продукцию, эталоны, образцы веществи т. п.), так и на нормы, правила, требования к объектаморганизационно-методического и общетехнического характера. Стандарт — это самоецелесообразное решение повторяющейся задачи для достижения определенной цели.Стандарты содержат показатели, которые гарантируют возможность повышениякачества продукции и экономичности ее производства, а также повышения уровня еевзаимозаменяемости.
Техническиеусловия(ТУ) — нормативно-технический документ по стандартизации, устанавливающийкомплекс требований к кон­кретным изделиям, материалу и другой продукции, ееизготовлению и контролю. ТУ разрабатываются в соответствии с ГОСТ 2.115—70 иутверждаются руководством министерства (или предприятия) на срок, зависящий отнормативных сроков обновления продукции.
Для усиления ролистандартизации в техническом прогрессе, повышении качества продукции иэкономичности ее производства в соответствии с постановлением СМ СССР от11.01.1965 г. разра­ботана и введена в действие в народном хозяйстве Государственнаясистема стандартизации (ГСС). Она представляет собой комплексвзаимоувязанных правил и положений, определяющих цели и за­дачи стандартизации,структуру органов и служб стандартизации, их права и обязанности, организацию иметодику проведения работ по стандартизации во всех отраслях народногохозяйства СССР и союзных республик, порядок разработки, оформления,согласования, утверждения, издания, внедрения стандартов и другойнормативно-технической документации, а также контроля за их внедрением исоблюдением. Таким образом, ГСС определяет организационные, ме­тодические ипрактические основы стандартизации во всех звеньях народного хозяйства (рис.2).
ГСС непрерывно совершенствуется идополняется. Все изменения и дополнения, которые вносятся в действующиестандарты, публи­куются в Информационном указателе стандартов (ИУС). В комплексстандартов ГСС входят: ГОСТ 1.0—68—ГОСТ 1.5—68; ГОСТ 1.7—78, ГОСТ 18—79; ГОСТ1.9—67; ГОСТ 1.11—75; ГОСТ 1.13—75;
ГОСТ 1 15—82; ГОСТ 1.16—78—ГОСТ 1.18—78;ГОСТ 1.19—75;
ГОСТ 1.20—69; ГОСТ1.21—75; ГОСТ 1.22—76; ГОСТ 1.23—77;
ГОСТ 1.25—76; ГОСТ1.26—77.
Главная цель ГСС — с помощью стандартов,устанавливающих показатели, нормы и требования, соответствующие передовомууровню отечественной и зарубежной науки, техники и производства, содействоватьобеспечению пропорционального развития всех от­раслей народного хозяйствастраны. Эта система имеет также сле­дующие цели:
Улучшение качества работы, качествапродукции и обеспечение его оптимального уровня;
Обеспечение условийдля развития специализации в области проектирования и производства продукции,снижения ее трудо­емкости, металлоемкости и улучшения других показателей;
Обеспечение увязкитребований к продукции с потребностями обороны страны;
Обеспечение условиядля широкого развития экспорта товаров высокого качества, отвечающихтребованиям мирового рынка;
Рациональноеиспользование производственных фондов и эко­номия материальных и трудовыхресурсов;
Развитиемеждународного экономического и технического сотруд­ничества;
Обеспечение охраныздоровья населения, безопасности труда работающих, охраны природы и улучшенияиспользования при­родных ресурсов.
Для достижения указанных целей необходиморешить следующие задачи:
установление прогрессивных систем стандартовна основе ком­плексных целевых программ, определяющих требования к конструкцииизделий, технологии их производства, качеству сырья, материа­лов,полуфабрикатов и комплектующих изделий, а также созда­ющих условия дляформирования требуемого качества конечной продукции на стадии еепроектирования, серийного производства и эффективного использования(эксплуатации);
определениеединой системы показателей качества продукции, методов и средств контроля ииспытаний, а также необходимого уровня надежности в зависимости от назначенияизделий и условий их эксплуатации;
установлениенорм, требований и методов в области проектиро­вания и производства продукции сцелью обеспечения ее оптималь­ного качества и исключения нерациональногомногообразия видов, марок и типоразмеров продукции;
развитиеунификации промышленной продукции и агрегатирования машин как важнейшегоусловия специализации, повышения экономичности производства, производительноститруда, уровня взаимозаменяемости, эффективности эксплуатации и ремонта изделий;
обеспечениеединства и достоверности измерений в стране, созда­ние и совершенствованиегосударственных эталонов единиц физи­ческих величин, а также методов и средствизмерений высшей точ­ности;  
      />
Рис. 2. Принципиальныеметодические и научно-технические основы Государственной системы стандартизациив СССР