Московский государственный университет печати

Буркин А.П.


         

Методическое руководство по изучению дисциплины "Метрология, стандартизация и сертификация"

для специальности "Технология полиграфического производства"


Буркин А.П.
Методическое руководство по изучению дисциплины "Метрология, стандартизация и сертификация"
Начало
Об электронном издании
Оглавление

Введение

Рекомендуемый алгоритм изучения дисциплины

Рекомендуемый график изучения дисциплины

1.

Тема 1. Основные понятия и определения метрологии. Введение в теоретическую метрологию

1.1.

Основные изучаемые вопросы

1.2.

Литература к теме

1.3.

Методические указания

1.4.

Вопросы для самопроверки

2.

Тема 2. Теория погрешностей измерений и обработка результатов измерений

2.1.

Основные изучаемые вопросы

2.2.

Литература к теме

2.3.

Методические указания

2.4.

Вопросы для самопроверки

3.

Тема 3. Основы техники измерений параметров

3.1.

Основные изучаемые вопросы

3.2.

Литература к теме

3.3.

Методические указания

3.4.

Вопросы для самопроверки

4.

Тема 4. Стандартизация

4.1.

Основные изучаемые вопросы

4.2.

Литература к теме

4.3.

Методические указания

4.4.

Вопросы для самопроверки

5.

Тема 5. Сертификация

5.1.

Основные изучаемые вопросы

5.2.

Литература к теме

5.3.

Методические указания

5.4.

Вопросы для самопроверки

6.

Рекомендуемая литература

7.

Приложение

8.

Формы контроля

В этой теме изучаются основные методы, средства измерений, их классификация. Даются понятия о мере, международной системе единиц СИ, о проблеме обеспечения единства измерений, о государственной метрологической службе.

Основные понятия и определения метрологии: метрология, физическая величина, значение физической величины, измерение, единица физической величины, погрешность измерения, истинное и действительное значение величины, единство измерений. Международная система единиц СИ. Кратные и дольные единицы. Обозначения и запись единиц. Постулаты метрологии. Элементы процесса измерения. Классификация измерений: по способу нахождения числового значения; по точности; по способу выражения результатов измерения. Средства измерений, классификация по различным признакам.

Метрологические характеристики средств измерений. Классы точности средств измерений. Обеспечение единства измерений. Метрологическая служба государства.

Метрологическое обеспечение эксплуатации и ремонта техники, используемой в полиграфическом производстве. Организация метрологической службы в полиграфии.

  1. Козлов М.Г. Метрология и стандартизация. Петербургский институт печати. М. - С-пб, 2001. Глава 1. до п.1.5., глава 2.
  2. Сергеев А.Г., Латышев М.В., Терегеря В.В. Метрология, стандартизация и сертификация. М.: Логос, 2001. Глава 1, глава 2. п.2.1, глава 3.
  3. Крылова Г.Д. Основы стандартизации, сертификации и метрологии. М.: Аудит. Изд. Юнити, 2002. Глава 26, глава 27, глава 30.
  4. Сергеев А.Г., Крохин В.В. Метрология. Учебное пособие. М.: Логос, 2000. с. 6-104, 254-298.
  5. Телицын А.М. Метрология и технологические измерения в полиграфии. М.: Книга, 1991. с. 11-26.
  6. Раннев Г.Г., Тарасенко А.П. Методы и средства измерений. М.: Академия, 2003. с. 8-24.
  7. Шишкин И.Ф. Метрология, стандартизация и управление качеством. М.: Изд - во стандартов, 1990. с. 16-31, 35-45.
  8. Никифоров А.Д., Бакиев Т.А. Метрология, стандартизация и сертификация. Высшая школа, 2003. с. 177-193.
  9. Кушнир Ф.В., Савенко В.Г. Электрорадиоизмерения. М.: Энергия, 1975. с. 5-15.

Предметом познания в современном представлении являются объекты, свойства и явления окружающего мира.

Общепринятые или установленные законодательным путем характеристики (меры) различных свойств, общих в качественном отношении для многих физических объектов (физических систем, их состояний и происходящих в них процессов), но в количественном отношении индивидуальных для каждого из них, называются физическими величинами. Следует иметь в виду, что объектами измерений являются не только физические величины, но и, например, экономические показатели, показатели качества, эстетические показатели и т.п.

Международная система единиц (СИ)

В 1954 году Х Генеральной конференцией по мерам и весам были установлены основные единицы Международной системы единиц СИ. Основные принципы, которые при этом были соблюдены:

  • охват системой СИ всех областей науки и техники;
  • создание основы образования производных единиц для различных физических величин;
  • принятие удобных для практики размеров основных единиц, уже получивших широкое распространение;
  • выбор единиц таких величин, воспроизведение которых с помощью эталонов возможно с наибольшей точностью.

Основные единицы системы СИ с указанием обозначений русскими и латинскими буквами приведены в табл. 1. Производные единицы СИ образуются из основных и дополнительных по правилам образования когерентных производных единиц в соответствии с соотношением <?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>
, где <?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>
- целые положительны и отрицательные числа.

Некоторым из них даны названия в честь великих ученых: Ньютон, Герц, Паскаль, Кулон, Ом, Беккерель, Сименс и др. Обозначения таких единиц пишутся с заглавной буквы.

Таблица 1. Основные единицы системы СИ

Величина

Величина

Единица измерений

Сокращенное обозначение

Русское

Международное

1. Длина

Метр

м

m

2. Масса 

Килограмм

кг

kg

3. Время

Секунда

с

s

4. Сила электричес-

     кого тока

Ампер

А

А

5. Термодинамичес-

     кая температура

Кельвин

К

К

6. Сила света

Кандела

кд

cd

7. Количество света

Моль

моль

mol

Международная система единиц имеет ряд достоинств:

  • универсальность;
  • унификация для всех видов измерений; так вместо ряда единиц работы и энергии (килограмм-сила-метр, эрг, калория, киловатт-час, электрон-вольт и др.) - используется одна единица для измерения работы и всех видов энергии - джоуль;
  • применение удобных для практики основных и большинства производных единиц;
  • когерентность (связность, согласованность) системы;
  • четкое разграничение в СИ единиц массы (килограмм) и силы (ньютон);
  • упрощение записи уравнений и формул;
  • облегчение педагогического процесса в средней и высшей школе;
  • лучшее взаимопонимание при научно-технических и экономических связях между различными странами.

Элементы процесса измерений

Любые измерения физических величин включают следующие элементы:

  • объект измерения - это физическая величина, подлежащая измерению;
  • средства измерения - это технические средства, имеющие нормированную точность;
  • принцип измерений - совокупность физических явлений, на которых основаны измерения;
  • метод измерений - совокупность приёмов использования принципов и средств измерений;
  • условия измерений - это наличие влияющих величин среды;
  • субъект измерения - оператор, получатель измерительной информации.

Классификация измерений

По способу нахождения числового значения измеряемой величины различают:

  • прямые измерения, при которых искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных;
  • косвенные измерения, при которых искомое значение величины находят на основании математической зависимости от аргументов, получаемых при прямых измерениях;
  • совместные измерения - это одновременные измерения нескольких разноименных величин для нахождения зависимости между ними;
  • совокупные измерения - это одновременное измерение нескольких одноименных величин с последующей математической обработкой результатов измерения.

По точности измерения делятся на три группы:

  • измерения максимально возможной точности;
  • контрольно-поверочные измерения, выполняемые службами надзора и измерительными лабораториями предприятий. Погрешность таких измерений должна быть не выше заданной;
  • технические измерения, в которых погрешность определяется метрологическими характеристиками средств измерений.

Классификация средств измерений (СИ)

Средства измерений классифицируются по ряду признаков:

По роли, выполняемой в процессе измерений, СИ подразделяются на следующие виды:

  • меры - это СИ, служащие для воспроизведения физических величин заданного размера;
  • измерительные преобразователи;
  • устройства сравнения;
  • измерительный прибор;
  • измерительная установка - это совокупность СИ и вспомогательных устройств, например установка для поверки измерительных приборов;
  • измерительная система- это совокупность СИ и вспомогательных устройств, связанных каналами связи.

По роли, выполняемой в системе обеспечения единства измерений, СИ делятся на:

  • эталоны единиц - это СИ, обеспечивающие воспроизведение и хранение единицы с целью передачи её размера нижестоящим по поверочной схеме СИ. Бывают первичные, вторичные, рабочие и специальные;
  • рабочие эталоны (образцовые СИ) предназначены для поверки и градуировки по ним других СИ. По точности бывают четырёх разрядов;
  • рабочие СИ, применяемые для измерений в технологическом процессе. Они подразделяются на классы точности.

Классы точности средств измерений

Класс точности СИ - это обобщенная характеристика всех СИ данного типа, обеспечивающая правильность их показаний и устанавливающая оценку снизу точности показаний.

Обозначения классов точности наносятся на циферблаты, щитки и корпуса СИ, приводятся в нормативно-технических документах (НТД).

Для указания классов точности СИ используется следующий ряд предпочтительных чисел (1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; 6) <?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>
, где n = 1, 0, -1, -2, -3 и т. д.

Для СИ с равномерной, почти равномерной или степенной шкалой, нулевое значение сигнала у которых находится на краю диапазона измерений, обозначение класса точности одной из перечисленных цифр означает, что значение измеряемой величины не отличается от того, что показывает прибор, более чем на соответствующее число процентов от верхнего предела измерений. Иными словами, эта цифра указывает значение основной допустимой приведенной погрешности (см. методические указания к теме 2). У приборов с существенно неравномерной

шкалой цифра класса точности заключается в окружности (например, <?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>
. Это означает, что проценты исчисляются непосредственно от того значения, которое показывает прибор. То есть эта цифра указывает значение основной допустимой относительной погрешности.

Имеются и другие формы представления классов точности.

При изучении вопросов обеспечения единства измерений в стране необходимо обратить внимание на существование двух метрологических служб: главной - государственной и подчиненной ей ведомственной метрологической службы. Выяснить цели, задачи и структуру этих служб.

Рассмотреть структуру метрологической службы предприятия, на котором работает студент.

  1. Описать задачи и содержание курса МС и С, роль этой науки и техники в народном хозяйстве. Дать исторический очерк развития метрологии в нашей стране.
  2. Дать определение понятий «метрология», «физическая величина», «измерение», «единица физической величины», «система единиц». Перечислите основные и важнейшие для полиграфии производные единицы системы СИ. Показать, что от выбора системы единиц зависят значения физических величин, но не зависят физические законы.
  3. Дать определение и привести примеры прямых, косвенных, совокупных и совместных измерений. В чем принципиальная разница между методом непосредственной оценки и методом сравнения?
  4. Что такое «средство измерений»? Чем средство измерения отличается от других технических средств, используемых при измерении? Дать определение основных видов средств измерений. Привести примеры мер физических величин.
  5. Что такое «эталон», «рабочий эталон» и «рабочее» средство измерений? Привести классификацию указанных средств измерений. Описать эталоны единиц физических величин: массы, длины, единицы времени, единицы термодинамической температуры.
  6. Как передается размер эталона рабочим средствам измерений? Привести пример конкретной поверочной схемы.
  7. Дать определение понятий «единство измерений» и «единообразие средств измерений». Как поддерживается единство измерений в отдельной стране (на пример России) и в международном масштабе?
  8. Перечислите основные элементы процесса измерения. Охарактеризуйте каждый этап измерения. Укажите источники возникновения различных видов погрешностей. Приведите примеры.
  9. Описать задачи, структуру и функции Государственной системы обеспечения единства измерений (ГСИ).
  10. Что такое класс точности СИ? Перечислите способы указания классов точности. Приведите примеры.
  11. Дать определения понятий «погрешность измерений», «точность измерений», «правильность измерений», «достоверность измерений», «поверка», «градуировка», «калибровка». Привести примеры.
  12. Привести классификацию средств измерений по роли, выполняемой в процессе измерений. Поясните их содержание, виды. Привести примеры.
  13. Приведите классификацию средств измерений в системе обеспечения единства измерений (по метрологическим функциям). Их признаки, виды. Примеры.
  14. Перечислите метрологические характеристики средств измерений. Дайте их определения, содержание, примеры.
  15. Опишите содержание основных единиц системы СИ, используемых в полиграфии: длины, времени, температуры, силы света и массы.
  16. Сформулируйте основные принципы построения систем единиц физических величин. Приведите значения следующих физических величин, используя кратные и дольные приставки:<?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>
    <?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>
  17. Формулы размерности. Основные теоремы. Примеры.
  18. Стандартные образцы. Их назначение, метрологические характеристики. Дайте примеры стандартных образцов, используемых в полиграфии.
  19. Объясните, что такое поверка средств измерений, способы её проведения. Что такое поверочная схема, виды поверочных схем.
  20. Приведите наименования, обозначения и числовые значения кратных и дольных приставок. Опишите основные правила округления чисел. Приведите примеры.

© Центр дистанционного образования МГУП