Нормирование метрологических характеристик средств измерений

     6.5. В случае, указанном в п. 6.1.4, возможно путем некоторых упрощений МВИ обеспечить меньшие затраты на реализации МВИ при удовлетворении всех требований к ним. Сравнивая между собой методические (пп. 4.2.1 - 4.2.3; 5.1.1) и инструментальные (пп. 4.3.1-4.3.3) погрешности; составляющие погрешности косвенных измерений, обусловленные корреляцией погрешностей прямых измерений (пп. 5.2; 5.3; 5.5); личную погрешность измерений (п. 4.4), решают, какие изменения целесообразно ввести в МВИ для того, чтобы с наибольшей выгодой увеличить характеристики погрешности измерений до примерно 50-60% пределов их допускаемых значений при удовлетворении всех остальных требований к МВИ.

       6.6. После внесения любых изменений в МВИ необходимо проверить, удовлетворяются ли условия п. 6.1.1 и все остальные требования к МВИ.

Если  результаты этой проверки положительные, т.е. удовлетворяются условия п. 6.1.1 и остальные требования к МВИ, нужно нормировать для данной МВИ пределы допускаемых значений характеристик погрешностей МВИ, т.е. погрешностей любых результатов измерений, которые будут получены при использовании реализаций данной МВИ в заданных условиях.

       Нормы целесообразно назначить такими, чтобы они превышали полученные расчетные значения наибольших возможных значений характеристик погрешности измерений на 10-20%, но не превышали заданных требований к характеристикам погрешности МВИ.

      После этого выбор методов и средств измерений и разработку МВИ можно считать законченными. МВИ может быть рекомендована для применения, т.е. для стандартизации (если стандартизация данной МВИ признана полезной), для разработки и изготовления реализаций данной МВИ.

      6.7. Если результаты проверки, указанной в п. 6.6, отрицательные, то необходимо вновь рассмотреть вопрос о целесообразных изменениях МВИ, обеспечивающих удовлетворение условия п. 6.1.1 и всех остальных требований к МВИ. Подобная процедура должна повторяться до получения положительных результатов проверки, указанной в п. 6.6.

       Если не удается подобрать из существующих тип средств измерений, нужно разработать необходимые средства измерений или, если возможно, изменить (облегчить) заданные для разработки МВИ исходные требования. При необходимости допускается вносить изменения в применяемые средства измерений, не влияющие на их основной режим работы. Перед применением такое средство измерений надо аттестовать как нестандартизованное средство измерений.

      6.8. В процессе разработки МВИ следует установить методы и средства контроля соответствия характеристик погрешности реализаций МВИ принятым для нее нормам (п. 6.6). В документе, регламентирующем МВИ (стандарт, описание, паспорт и т.п.), должны быть указаны необходимая периодичность контроля, допустимые характеристики достоверности контроля и рекомендуемые методики контроля.

ПРИЛОЖЕНИЕ 
Справочное

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ПОЯСНЕНИЕ ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ТЕРМИНОВ

 

1. ВТОРИЧНЫЙ  ПРОЦЕСС - возбуждаемый объектом  измерений процесс, отличающийся  по физической природе от измеряемой величины, хотя бы один параметр которого связан с измеряемой величиной известной функциональной зависимостью.

Вторичный процесс используется в качестве входного сигнала средств измерений  в тех случаях, когда первичные  измерительные преобразователи или чувствительные элементы измерительных приборов, реагирующие непосредственно на измеряемую величину, по каким-либо причинам не используются.

Тот параметр вторичного процесса (воздействующего  на вход средства измерений), который  функционально связан с измеряемой величиной, назван информативным параметром вторичного процесса. Вторичный процесс может иметь и другие, неинформативные параметры, изменения которых влияют на информативные параметры выходных сигналов средств измерений, т.е. на результаты измерений.

Назначение  вторичного процесса может выполнять  вторичная величина, отличающаяся по физической природе от измеряемой величины, связанная с измеряемой величиной  известной функциональной зависимостью. В этом случае вторичная величина является той величиной, на которую непосредственно реагирует средство измерений, соединенное с объектом измерений.

Пример. При измерении температуры среды  с помощью оптического пирометра  вторичным процессом является тепловое излучение среды (в оптическом диапазоне длин волн), а информативным параметром вторичного процесса является интенсивность теплового излучения, воздействующего на пирометр. Функция зависимости информативного параметра (интенсивности) вторичного процесса (теплового излучения) от измеряемой величины (температуры среды) имеет неинформативный параметр - длину волны излучения.

Примечание. См. примечание 3 к пояснению термина «косвенное измерение».

2. ИЗМЕРЯЕМАЯ ВЕЛИЧИНА - параметр (или функционал параметров) модели объекта измерений, отражающий свойство объекта измерений, определение которого является задачей измерений.

3. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ  ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ - составляющие  погрешности измерений, обусловленные влиянием свойств используемых средств измерений (в том числе, основной погрешностью; чувствительностью средств измерений к свойствам объекта измерений, не определяемым данной МВИ, к неинформативным параметрам сигнала, воздействующего на вход средства измерений, к внешним условиям; динамическими характеристиками средств измерений; пространственной разрешающей способностью средства измерений; взаимодействием средства измерений с объектом измерения).

4. КОСВЕННОЕ  ИЗМЕРЕНИЕ - определение значения  измеряемой величины, представляющей собой известную функцию (функционал) других величин, путем вычисления значения данной функции (функционала) по результатам прямых измерений величин - аргументов функции.

Примечания:

1. К  косвенным целесообразно относить  и измерения функционалов функций одного аргумента, проводимые путем прямых измерений функции и последующего вычисления функционала по полученным результатам прямых измерений. Например, к косвенным удобно отнести измерение действующего значения электрического напряжения, если оно проводится путем прямых измерений мгновенных значений напряжения в дискретные моменты времени и последующего вычисления корня квадратного из частного от деления суммы квадратов результатов прямых измерений на число членов в сумме, т.е. на число дискретных моментов времени, в которые проводились прямые измерения напряжения.

2. К  косвенным отнесены также совокупные  и совместные измерения, так  как их результаты вычисляются  по результатам прямых измерений  аргументов известных функций.  Специфические особенности расчета характеристик погрешности результата косвенного измерения функции, выраженной одним уравнением, присущи также расчету характеристик погрешностей измерений функций, выраженных системами уравнений.

3. По своим физическим принципам измерения с использованием «вторичного процесса» могли бы быть включены в группу косвенных измерений. Однако целесообразно разделить измерения, при которых результат измерения вычисляется (оператором или автоматически) по результатам прямых измерений, и измерения, при которых используется функциональная зависимость измеряемой величины от другой по физической природе величины, но вычисления при определении результата измерений не применяются, а функциональная зависимость между измеряемой величиной и информативным параметром вторичного процесса учитывается в номинальной функции преобразования средств измерений, применяемых при данном измерении. При измерениях с применением вторичного процесса нет необходимости учитывать специфические методические погрешности, влияющие на погрешность измерений, когда результат измерений определяется путем вычислений по результатам прямых измерений. Для практических расчетов измерения с применением вторичного процесса целесообразно отнести к прямым, если результаты измерений определяются непосредственно по показателям средств измерений.

5. МЕТОДИКА  ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ (МВИ) - совокупность  приемов (процедура) использования  определенных типов соединенных  с объектом измерений и между  собой средств измерений и  других технических средств, предназначенная для получения результатов измерений

Примечание. При заданной группе объектов измерений; заданной измеряемой величине и ее значениях в заданном диапазоне; скорости (частоте) изменения измеряемой величины в заданном диапазоне или заданном частотном спектре сигнала, информативным параметром которого является измеряемая величина; заданных внешних условиях - МВИ должна обеспечивать получение результатов измерений измеряемой величины с погрешностью, характеристики которой не выходят за заданные допускаемые пределы. МВИ - это своеобразный «технологический процесс» измерений.

6. МЕТОДИЧЕСКИЕ  ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ - составляющие  погрешности измерений, обусловленные:

- отличием  принятой модели объекта измерений  от модели, адекватно отражающей  его свойство, определяемое путем измерений;

- влиянием  изменений параметров функции  зависимости информативного параметра  вторичного процесса (или вторичной  величины) от измеряемой величины (при использовании вторичного  процесса или вторичной величины);

- влиянием способов применения в МВИ средств измерений;

- влиянием  алгоритмов (формул) вычислений результатов  измерений (при косвенных измерениях);

- влиянием  других факторов, не связанных  со свойствами используемых средств  измерений.

Методическая  погрешность измерений не зависит от свойств средств измерений. Она тождественно равна погрешности измерений при использовании в МВИ гипотетических «идеальных» средств измерений. Методическая погрешность характеризует потенциальные свойства данной МВИ, которые она имела бы при использовании «идеальных» средств измерений.

Примечание. «Идеальным» считается средство измерений, обладающее следующими свойствами: его погрешность в реальных условиях применения равна нулю; его взаимодействие с объектом измерений, с другим средством измерений, с техническим средством, подключенным к его выходу, не оказывает влияния на погрешность измерений; его пространственная разрешающая способность (если она имеет для него смысл) бесконечно велика (т.е. при измерениях величин, являющихся функциями пространственных координат, средство измерений различает изменения измеряемой величины, вызываемые бесконечно малыми изменениями аргументов - пространственных координат).

7. ПОГРЕШНОСТЬ  МВИ - обобщенное понятие, объединяющее  погрешности измерений, присущие всем результатам измерений, получаемым с применением реализации данной МВИ, при условиях, регламентированных для данной МВИ.

8. РЕАЛИЗАЦИЯ  МВИ - практическое осуществление  МВИ: специализированная измерительная  установка, соответствующая данной  МВИ;

соединение (может быть, временно собранное) объекта измерений, средств измерений и других технических средств, предусмотренное данной МВИ;

для наиболее простых МВИ - одно средство измерений, позволяющее осуществить процедуру (приемы), предусмотренную данной МВИ, и получить результат измерений.

Примечание. Если условия применения реализации МВИ соответствуют заданным условиям применения МВИ, то характеристики погрешностей измерений, проводимых с применением данной реализации МВИ, не должны выходить за пределы, нормированные для данной МВИ.

9. РЕЗУЛЬТАТ  ИЗМЕРЕНИЯ - оценка (реализация случайной  величины) истинного значения измеряемой  величины, полученная «путем измерений».

Примечание. Здесь случайная величина- это совокупность результатов измерений определенной измеряемой величины, которые могут быть получены с помощью определенной реализации МВИ.

 
 
 
 
 
 
 

Заключение

 

Нормирование  метрологических  характеристик средств  измерений

 

      Под  нормированием понимается установление  границ на допустимые отклонения  реальных метрологических характеристик средств измерений от их номинальных значений. Только посредством нормирования метрологических характеристик можно добиться их взаимозаменяемости и обеспечить единство измерений в государстве. Реальные значения метрологических характеристик определяют при изготовлении средств измерений и затем проверяют периодически во время эксплуатации. Если при этом хотя бы одна из метрологических характеристик выходит за установленные границы, то такое средство измерений либо подвергают регулировке, либо изымают из обращения.

        Нормы на значения метрологических характеристик устанавливаются стандартами на отдельные виды средств измерения. При этом делается различие между нормальными и рабочими условиями применения средств измерения.