Введение

Дисциплину «Метрология» студенты на третьем курсе. Рабочей программой дисциплины предусмотрено выполнение курсовой работы.

Курсовая работа – самостоятельно выполняемая студентами работа. Целью ее проведения является закрепление знаний, получаемых при изучении лекционного материала, а также приобретение практических навыков работы с метрологическими документами, правилами и нормами.

Курсовую работу выполняют по индивидуальному варианту, в котором предусмотрена разработка методики выполнения измерений некоторой величины или их группы. Актуальность темы вызвана тем, что в соответствии с Федеральным законом РФ «Об обеспечении единства измерений» № 102-ФЗ от 26 июня 2008 г. измерения должны проводиться по аттестованным в установленном порядке методикам. Тематика заданий соответствует специализации кафедры стандартизации, метрологии и сертификации университета.

При выполнении работы и подготовке к ее защите рекомендуется использовать конспект лекций по дисциплине и литературу из списка, приведенного в методических указаниях.

Во время защиты курсовой работы оценивают срок и качество ее выполнения, а также знание теоретического материала по теме. По результатам защиты выставляют оценку по 5-балльной шкале.

I. Тематика курсовой работы

Тематика КР связана с понятием «методика выполнения измерений» и посвящена разработке конкретной методики измерения некоторой величины.

Метод – это совокупность приемов и операций практического и теоретического освоения действительности. В свою очередь, методика – это целенаправленная последовательность методов, т.е. метод рассматривается как составная часть методики.

МВИ – это совокупность операций и правил, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с установленной наперед погрешностью. Она включает в себя:

- совокупность СИ;

- схему соединения средств с объектом измерений и между собой;

- процедуру проведения измерений;

- алгоритмы расчета результатов и погрешности измерений и др.

МВИ излагают в отдельном документе, носящем обязательный статус (стандарт) или рекомендательный характер (инструкция, рекомендация и т.п.).

Название КР должно иметь следующий вид: «Государственная система измерений. ___________. Методика выполнения измерений», т.е. в средней части названия может указываться:

- измеряемая величина и ее диапазон, например «Температура в диапазоне от … до …»;

- измеряемая величина и область ее применения, например «Влажность зерна»;

- несколько измеряемых величин, объедененных в одно общее понятие, например «Органолептическая оценка молока» (вкус, цвет, запах и т.д.).

2. Оформление курсовой работы

Пояснительную записку к КР оформляют в соответствии с ГОСТ 7.32-2001 [18]. Пояснительная записка должна иметь следующие основные разделы:

1. Титульный лист – предполагаемый объем – 1 страница.

2. Реферат – 1 страница. В реферат включают:

- ключевые слова – термины, характеризующие тематику и содержание работы (ГСИ, МЕТРОЛОГИЯ, МВИ, ИЗМЕРЕНИЕ, …) – 5-7 названий;

- объем и состав работы: «КР ___ страниц, ___ рисунков, ___ таблиц, ___ источников, ___ приложений»;

- объект исследования – это некоторая область деятельности (зерно, молоко, мясо …);

- предмет исследований – это изучаемый процесс в рамках объекта исследований, т.е. объект всегда шире предмета, например измеряемая величина объекта (масса, температура, влажность …);

- цель работы – «разработка МВИ … (см. среднюю часть названия КР)»;

- методы исследований:

а) эмпирические: наблюдение, сравнение, измерение, моделирование, опрос, интервью, тестирование, экспертные оценки и др.;

б) теоретические: идеализация, изучение, обобщение и др.;

основные результаты работы – «создана МВИ … (см. среднюю часть названия КР), которая оформлена в виде отдельного документа согласно ГОСТ 8.563-96 [1]»;

степень внедрения – «МВИ может быть представлена к метрологической аттестации»;

область применения – промышленность, сельское хозяйство и т.д.

3. Содержание – 1 страница.

4. Нормативные ссылки – 1 страница.

Раздел начинается с фразы: «В настоящей КР использованы ссылки на следующие стандарты …».

5. Определения – 1 страница.

Раздел начинается с фразы: «В настоящей КР применяются следующие термины с соответствующими определениями …» (5-7 определений).

6. Обозначения и сокращения – 1 страница.

Раздел начинается с фразы: «В настоящей КР применяются следующие обозначения и сокращения с соответствующими расшифровками».

7. Введение– 2-3 страницы. Во введении отражают:

- актуальность темы – «В соответствии с ФЗ РФ «Об обеспечении единства измерений» № 102-ФЗ от 26 июня 2008 г. измерения должны проводиться по аттестованным в установленном порядке методикам (см. ст. 1, 2, 5, 11) …»;

- объект и предмет исследований;

- цель и задачи исследования:

а) изучение порядка разработки и аттестации МВИ;

б) обоснование выбора метода измерения заданной величины;

в) разработка МВИ заданной величины;

г) оформление МВИ в виде отдельного документа;

- методы исследований.

8. Обзорная часть (теоретический материал на тему «Порядок разработки и аттестации МВИ») – 5-10 страниц.

9. Практическая часть (результаты исследований в виде документа на МВИ) – 5-10 страниц.

10. Заключение (выводы) – 1 страница.

11. Список использованных источников (литература, адреса интернет) – 1 страница.

Печатная литература оформляется по ГОСТ 7.1-2003 [19], а электронные ресурсы – по ГОСТ 7.82-2001 [20].

12. Приложения.

В приложения могут быть включены:

- промежуточные формулы и расчеты;

- таблицы вспомогательных данных;

- описание аппаратуры и приборов, применяемых при проведении измерений и др.

Правила оформления пояснительной записки. Записку оформляют на листах формата А4 с одной стороны. Написание, как правило, должно быть печатное. Рекомендуется использовать шрифт «Times New Roman» 14-го кегля с одинарным интервалом между строками и выравниванием текста по ширине страницы. Поля от границы листа до границы текста: сверху и снизу – 1,5 см, слева – 3, справа – 1,5. Все страницы записки кроме первой – титульного листа – нумеруют внизу по центру. Формулы, рисунки и таблицы выравнивают по центру рабочего поля. Название таблицы пишут вверху слева: «Таблица 1 – Название таблицы». Название рисунка – под рисунком по центру: «Рисунок 1 – Название рисунка».

3. ПОРЯДОК РАЗРАБОТКИ И АТТЕСТАЦИИ МВИ

Процедура разработки МВИ в общем виде приведена в МИ 2377-96 [2, п. 4.1] и показана на рисунке 1.

3.1. Разработка, согласование и утверждение ТЗ на МВИ

ТЗ – это промежуточный документ, который должен включать в себя требования к МВИ. Типичные требования, указываемые в нем, приведены в ГОСТ 8.563-96 [1, п. 5.1] и МИ 2377-96 [2, п. 4.2]. К ним относят следующие.

3.1.1. Назначение МВИ

- Область применения – объект измерений.

- Наименование измеряемой величины объекта (при измерении величин, не установленных в ГОСТ 8.417-2002 [5], указывают их развернутые определения, например органолептическая оценка).

- Характеристики измеряемой величины (диапазон, частотный спектр т.п.) и др.

3.1.2. Требования к погрешности измерений

Значение общей погрешности МВИ или требования к ее составляющим могут быть указаны путем ссылки на нормативный документ, в котором они установлены. Например, в ГОСТ 3624-92 «Молоко и молочные продукты. Титриметрические методы определения кислотности» указано, что требуемая погрешность составляет порядка 1°Тернера.

В противном случае, когда отсутствует нормативный документ, необходимо обосновать значение общей погрешности, проанализировав возможные ее составляющие. Обозначение (абсолютная, относительная, приведенная) и форму представления (номинальное значение, интервал) общей погрешности и ее составляющих следует установить в соответствии с МИ 1317-2004 [6] и МИ 2246-93 [15].

Типичные составляющие погрешности измерений приведены в ГОСТ 8.563-96 [1, приложение А], МИ 1967-89 [3, п. 4-5] и МИ 2246-93 [15, приложение 1 и 2]. Их делят на 3 группы.

Рисунок 1 – Общий порядок разработки МВИ

Группа А. Методические составляющие:

- неадекватность измеряемой величины параметру модели, которая характеризует объект измерения. Например, при измерении диаметра трубы мы предполагаем, что она имеет форму цилиндра;

- отличие используемого алгоритма вычислений от функции, строго связывающей результат наблюдений с измеряемой величиной. Например, длина окружности равна , где π – число иррациональное.

Группа Б. Инструментальные составляющие:

- погрешность СИ. В паспорте прибора указывают основную и дополнительную погрешности. Так, вольтметр АВМ-1071 имеет основную погрешность ±3%. Дополнительная погрешность, обусловленная изменением напряжения питания на ±10%, составляет ±0,5%;

- динамические погрешности СИ, вызываемые инерционными свойствами СИ. Возникают в случаях использования СИ, которое еще не готово к работе: при первоначальном включении или после проведения очередного измерения;

- погрешности передачи измерительной информации, например, при передаче электрических величин существенное влияние оказывает сетевая помеха (50 Гц).

Группа В. Погрешности, вносимые оператором (субъективные):

- погрешности считывания значений измеряемой величины со шкал и диаграмм. Вычисляются из расчета возможностей «среднего» оператора. Например, цена деления равномерной шкалы вольтметра равна x [B]. Считается, что «средний» оператор может интерполировать в пределах деления шкалы шагами по 0,2 деления. Тогда значение личной погрешности будет равно [B];

- погрешности обработки результатов наблюдений. Возникают при усреднении, суммировании измеренных значений;

- погрешности, вызванные воздействием оператора на объект и СИ. Возникают вследствие искажения оператором температурного поля, механических воздействий на объект измерений и т.д.