- •Содержание Введение
- •Основы стандартизации
- •Роль стандартизации в народном хозяйстве
- •1.2. Краткие сведения из истории развития стандартизации
- •1.3. Государственная система стандартизации (гсс)
- •1.3.1. Задачи стандартизации
- •1.3.2. Основные понятия и определения в системе стандартизации
- •1.3.3. Органы и службы стандартизации
- •1.3.4. Нормативные документы по стандартизации
- •Действующие общероссийские классификаторы [18]
- •Год утверждения стандарта
- •1.3.5. Виды стандартов
- •1.3.6. Порядок разработки государственных стандартов
- •1.3.7. Государственный контроль и надзор за соблюдением требований государственных стандартов
- •1.3.8. Нормализационный контроль технической документации
- •1.4. Методические основы стандартизации
- •1.4.1. Система предпочтительных чисел
- •1.4.2. Принципы стандартизации
- •1.4.3. Методы стандартизации
- •1.4.4. Комплексная стандартизация
- •1.4.5. Опережающая стандартизация
- •1.5. Межотраслевые системы (комплексы) стандартов
- •1.5.1. Единая система конструкторской документации (ескд)
- •1.5.2. Единая система технологической документации (естд)
- •1.5.3. Комплексы стандартов по безопасности жизнедеятельности
- •1.5.4. Система разработки и постановки продукции на производство (српп)
- •1.5.5. Единая система программных документов (еспд)
- •1.6. Межгосударственная система стандартизации (мгсс)
- •1.6.1. Общая характеристика системы
- •1.6.2. Порядок разработки межгосударственных стандартов
- •1.7. Международная, региональная и национальная стандартизация
- •1.7.1. Международная организация по стандартизации (исо)
- •1.7.2. Международная электротехническая комиссия (мэк)
- •1.7.3. Международные организации, участвующие в работах по стандартизации, метрологии и сертификации
- •1.7.4. Региональные организации по стандартизации, метрологии и сертификации
- •1.7.5. Национальные организации по стандартизации зарубежных стран
- •1.8. Экономическая эффективность стандартизации
- •1.9. Направления развития стандартизации в рф
- •2. Основы взаимозаменяемости
- •2.1. Основные понятия и определения
- •2.2. Взаимозаменяемость гладких цилиндрических деталей
- •2.2.1. Общие положения
- •2.2.2. Обозначение полей допусков, предельных отклонений и посадок на чертежах
- •2.2.3. Неуказанные предельные отклонения размеров
- •2.2.4. Расчет и выбор посадок
- •2.3. Шероховатость поверхности
- •2.4. Точность формы и расположения
- •2.4.1. Общие термины и определения
- •2.4.2. Отклонения и допуски формы
- •2.4.3. Отклонения и допуски расположения
- •2.4.4. Суммарные отклонения и допуски формы и расположения поверхностей
- •2.4.5. Зависимый и независимый допуск формы и расположения
- •2.4.6. Обозначение на чертежах допусков формы и расположения
- •2.4.7. Неуказанные допуски формы и расположения
- •Правила определения баз
- •Правила определения номинального размера
- •Правила определения определяющего допуска размера
- •2.5. Волнистость поверхности
- •2.6. Система допусков и посадок для подшипников качения
- •Решение
- •2.7. Допуски на угловые размеры. Взаимозаменяемость конических соединений
- •2.7.1. Допуски угловых размеров
- •2.7.2. Система допусков и посадок для конических соединений
- •2.8. Взаимозаменяемость резьбовых соединений
- •2.8.1. Основные параметры метрической крепежной резьбы
- •2.8.2. Общие принципы взаимозаменяемости цилиндрических резьб
- •Компенсации погрешности шага
- •2.8.3. Допуски и посадки резьб с зазором
- •2.8.4. Допуски резьб с натягом и с переходными посадками
- •2.8.5. Стандартные резьбы общего и специального назначения
- •2.9. Допуски зубчатых и червячных передач
- •2.9.1. Система допусков для цилиндрических зубчатых передач [50]
- •2.9.1.1. Кинематическая точность передачи
- •Зубчатой передачи (а) и зубчатого колеса (б)
- •Щие на его кинематическую точность: а – постоянная хорда Sc; б – длина общей нормали w
- •2.9.1.2. Плавность работы передачи
- •2.9.1.3. Контакт зубьев в передаче
- •2.9.1.4. Боковой зазор
- •2.9.1.5. Обозначение точности колес и передач
- •2.9.1.6. Выбор степени точности и контролируемых параметров зубчатых передач
- •2.9.2. Допуски зубчатых конических и гипоидных передач
- •2.9.3. Допуски червячных цилиндрических передач
- •2.10. Взаимозаменяемость шлицевых соединений
- •2.10.1. Допуски и посадки соединений с прямобочным профилем зубьев
- •2.10.2. Допуски и посадки шлицевых соединений с эвольвентным профилем зубьев
- •И толщине зуба "s"
- •2.10.3. Контроль точности шлицевых соединений [50]
- •Прямобочных (а) и эвольвентных (б) соединений
- •2.11. Расчет допусков размеров, входящих в размерные цепи
- •2.11.1. Основные термины и определения, классификация размерных цепей
- •2.11.2. Метод расчета размерных цепей, обеспечивающий полную взаимозаменяемость
- •Размерная цепь
- •2.11.3. Теоретико-вероятностный метод расчета размерных цепей
- •2.11.4. Метод групповой взаимозаменяемости
- •2.11.5. Метод регулирования и пригонки
- •2.11.6. Расчет плоских и пространственных размерных цепей
- •3. Основы метрологии
- •3.1. Краткая история развития метрологии
- •3.2. Правовые основы метрологической деятельности
- •3.2.2. Юридическая ответственность за нарушение нормативных
- •3.3. Объекты и методы измерений, виды контроля
- •3.3.2. Международная система единиц физических величин
- •3.3.3. Методы измерений
- •3.3.4. Виды контроля
- •3.4. Средства измерений
- •3.4.1. Виды средств измерений
- •3.4.2. Измерительные сигналы [5]
- •3.4.3. Метрологические показатели средств измерений
- •3.4.4. Метрологические характеристики средств измерений
- •3.4.5. Классы точности средств измерений
- •3.4.6. Метрологическая надёжность средств измерения
- •Течение определённого времени при нормальных режимах и рабочих условиях эксплуатации. Она характеризуется интенсивностью отказов, вероятностью безотказной работы и наработкой на отказ.
- •В процессе эксплуатации может производиться корректировка межповерочного интервала.
- •3.4.7. Метрологическая аттестация средств измерений
- •3.5. Погрешность измерений
- •3.5.1. Систематические и случайные погрешности
- •3.5.2. Причины возникновения погрешностей измерения
- •3.5.3. Критерии качества измерений
- •3.5.4. Планирование измерений
- •3.6. Выбор измерительного средства
- •3.6.1. Подготовка и выполнение измерительного эксперимента [4]
- •Номинальные значения влияющих физических величин
- •3.6.2. Обработка результатов наблюдений и оценивание
- •Если (p)/s(X) 0,8, (3.7)
- •3.6.3. Выбор измерительных средств по допустимой погрешности измерения
- •3.6.3.1. Выбор измерительных средств для контроля размеров
- •Погрешностей измерения
- •По отношению к полю допуска
- •3.6.3.2. Выбор изметительных средств для других параметров [27]
- •Пmin - наименьшее значение измеряемой величины. Верхний предел рабочей части величины
- •Где Пmax - наибольшее предельное значение измеряемой величины.
- •Примеры выбора средств изменений
- •3.7. Обеспечение единства измерений
- •3.7.1. Единство измерений
- •3.7.2. Поверка средств измерений
- •3.7.3. Калибровка средств измерений
- •3.7.4. Методы поверки (калибровки) и поверочные схемы [18]
- •3.7.5. Сертификация средств измерений
- •3.8. Государственная метрологическая служба рф
- •3.8.1. Метрологические службы
- •3.8.2. Государственный метрологический контроль и надзор
- •3.8.3. Права и обязанности государственных инспекторов по обеспечению единства измерений
- •3.9. Основы квалиметрии [47]
- •3.10. Общие характеристики измерительных приборов
- •3.10.1. Аналоговые измерительные приборы
- •Оптические (внизу) первичные преобразователи [46]
- •(Внизу) первичные измерительные преобразователи [46]
- •Первичные измерительные преобразователи [46]
- •3.10.2. Цифровые измерительные приборы
- •Цифровых измерительных систем [46]
- •3.11. Расчет точности кинематических цепей
- •Откуда найдем приближенное выражение для ошибки положения ведомого звена действительного механизма:
- •3. Основы метрологии
- •3.1. Краткая история развития метрологии
- •3.2. Правовые основы метрологической деятельности
- •3.2.2. Юридическая ответственность за нарушение нормативных
- •3.3. Объекты и методы измерений, виды контроля
- •3.3.2. Международная система единиц физических величин
- •3.3.3. Методы измерений
- •3.3.4. Виды контроля
- •3.4. Средства измерений
- •3.4.1. Виды средств измерений
- •3.4.2. Измерительные сигналы [5]
- •3.4.3. Метрологические показатели средств измерений
- •3.4.4. Метрологические характеристики средств измерений
- •3.4.5. Классы точности средств измерений
- •3.4.6. Метрологическая надёжность средств измерения
- •Течение определённого времени при нормальных режимах и рабочих условиях эксплуатации. Она характеризуется интенсивностью отказов, вероятностью безотказной работы и наработкой на отказ.
- •В процессе эксплуатации может производиться корректировка межповерочного интервала.
- •3.4.7. Метрологическая аттестация средств измерений
- •3.5. Погрешность измерений
- •3.5.1. Систематические и случайные погрешности
- •3.5.2. Причины возникновения погрешностей измерения
- •3.5.3. Критерии качества измерений
- •3.5.4. Планирование измерений
- •3.6. Выбор измерительного средства
- •3.6.1. Подготовка и выполнение измерительного эксперимента [4]
- •Номинальные значения влияющих физических величин
- •3.6.2. Обработка результатов наблюдений и оценивание
- •Если (p)/s(X) 0,8, (3.7)
- •3.6.3. Выбор измерительных средств по допустимой погрешности измерения
- •3.6.3.1. Выбор измерительных средств для контроля размеров
- •Погрешностей измерения
- •По отношению к полю допуска
- •3.6.3.2. Выбор изметительных средств для других параметров [27]
- •Пmin - наименьшее значение измеряемой величины. Верхний предел рабочей части величины
- •Где Пmax - наибольшее предельное значение измеряемой величины.
- •Примеры выбора средств изменений
- •3.7. Обеспечение единства измерений
- •3.7.1. Единство измерений
- •3.7.2. Поверка средств измерений
- •3.7.3. Калибровка средств измерений
- •3.7.4. Методы поверки (калибровки) и поверочные схемы [18]
- •3.7.5. Сертификация средств измерений
- •3.8. Государственная метрологическая служба рф
- •3.8.1. Метрологические службы
- •3.8.2. Государственный метрологический контроль и надзор
- •3.8.3. Права и обязанности государственных инспекторов по обеспечению единства измерений
- •3.9. Основы квалиметрии [47]
- •3.10. Общие характеристики измерительных приборов
- •3.10.1. Аналоговые измерительные приборы
- •Оптические (внизу) первичные преобразователи [46]
- •(Внизу) первичные измерительные преобразователи [46]
- •Первичные измерительные преобразователи [46]
- •3.10.2. Цифровые измерительные приборы
- •Цифровых измерительных систем [46]
- •3.11. Расчет точности кинематических цепей
- •Откуда найдем приближенное выражение для ошибки положения ведомого звена действительного механизма:
- •5. Основы сертификации
- •5.2. История развития сертификации [22]
- •5.3. Правовое обеспечение сертификации
- •5.4. Роль сертификации в повышении качества продукции
- •5.5. Качество и конкурентоспособность продукции
- •5.5.1. Общие сведения о конкурентоспособности продукции
- •5.5.2. Основные понятия и определения в области
- •5.5.2.1. Взаимосвязь количества и качества продукции
- •5.5.2.2. Контроль и оценка качества продукции
- •5.5.2.3. Количественная оценка качества продукции (квалиметрия)
- •5.5.2.4. Методы определения показателей качества продукции
- •5.5.2.5. Моральное старение продукции
- •5.5.2.6. Оптимальный уровень качества
- •5.5.3. Управление качеством продукции
- •5.5.3.1. Системы качества по международным
- •Требования к системе менеджмента качества
- •Принципы менеджмента качества
- •Процессный подход
- •5.5.3.2. Общефирменная система управления качеством [8]
- •Раздел I. Требования, основанные на исо 9000.
- •Раздел III. Специфические требования потребителей ("Крайслер", "Форд" и "Дженерал Моторс», а также производителей грузовиков).
- •5.5.3.3. Системы качества, соответствующие критериям национальных или региональных премий по качеству
- •5.5.4. Сертификация систем качества [8]
- •3. Комиссия по аппеляциям
- •1. Технический центр Регистра
- •2. Совет по сертификации систем качества и производств
- •Подкомитеты машиностро- метрологии сырья и
- •5. Органы по сертификации систем качества
- •6. Организации, прошедшие сертификацию
- •5.6. Качество продукции и защита потребителей
- •5.7. Аудит качества
- •5.8. Системы сертификации
- •5.8.1. Обязательное подтверждение соответствия
- •5.8.2. Добровольная сертификация
- •5.9. Схемы сертификации
- •5.10. Органы сертификации, испытательные лаборатории и центры сертификации
- •5.11. Правила и порядок проведения сертификации
- •5.12 Аккредитация органов по сертификации и испытательных (измерительных) лабораторий
- •5.13. Развитие сертификации на международном, региональном и национальном уровнях
- •5.13.1. Международная сертификация
- •5.13.2. Региональная сертификация
- •5.13.3. Национальные организации по сертификации
- •Библиографический список
3.5. Погрешность измерений
Погрешность измерений - это отклонение значений величины, найденной путём её измерения, от истинного (действительного) значения измеряемой величины.
Погрешность прибора - это разность между показанием прибора и истинным (действительным) значением измеряемой величины.
Разница между погрешностью измерения и погрешностью прибора заключается в том, что погрешность прибора связана с определёнными условиями его поверки.
Погрешность может быть абсолютной и относительной.
Абсолютной называют погрешность измерения, выраженную в тех же единицах, что и измеряемая величина. Например, 0,4В, 2,5мкм и т. д. Абсолютная погрешность
= А – Хист А – Хд,
где А - результат измерения; Xист - истинное значение измеряемой величины; Xд - действительное значение измеряемой величины.
Относительная погрешность измерения представляет собой отношение абсолютной погрешности измерения к истинному (действительному) значению измеряемой величины и выражается в процентах или долях измеряемой величины:
.
В зависимости от условий измерения погрешности подразделяются на статические и динамические.
Статической называют погрешность, не зависящую от скорости изменения измеряемой величины во времени.
Динамической называют погрешность, зависящую от скорости изменения измеряемой величины во времени. Возникновение динамичес-кой погрешности обусловлено инерционностью элементов измерительной цепи средства измерений. Динамической погрешностью средства измере-ний является разность между погрешностью средства измерений в дина-мических условиях и его статической погрешностью, соответствующей значению величины в данный момент времени.
3.5.1. Систематические и случайные погрешности
Систематической погрешностью называется погрешность, остаю-щаяся постоянной или закономерно изменяющейся во времени при повтор-ных измерениях одной и той же величины.
Примером систематической погрешности, закономерно изменяющей-ся во времени, может служить смещение настройки прибора во времени.
Случайной погрешностью измерения называется погрешность, ко-торая при многократном измерении одного и того же значения не остаётся постоянной. Например, при измерении валика одним и тем же прибором в одном и том же сечении получаются различные значения измеренной величины.
Систематические и случайные погрешности чаще всего появляются одновременно.
Для выявления систематической погрешности производят многократные измерения образцовой меры и по полученным результатам определяют среднее значение размера. Отклонение среднего значения от размера образцовой меры характеризует систематическую погрешность. которую называют "средней арифметической погрешностью", или "средним арифметическим отклонением".
Систематическая погрешность всегда имеет знак отклонения, т.е. "+" или "-". Систематическая погрешность может быть исключена введением поправки.
При подготовке к точным измерениям необходимо убедиться в отсутствии постоянной систематической погрешности в данном ряду измерений. Для этого нужно повторить измерения, применив при этом уже другие средства измерения. По возможности нужно изменить и общую обстановку опыта - производить его в другом помещении, в другое время суток.
Прогрессивные и периодические систематические погрешности в противоположность постоянным можно обнаружить при многократных измерениях.
Обработка данных и оценка параметров случайных погрешностей производится методами математической статистики, изложенными в [42, 50].
При расчёте предельной погрешности измерения определяют числовое значение погрешности измерения от всех составляющих и производят суммирование:
,
где знаки "+" или "-" ставятся из условия, чтобы систематические и случайные погрешности суммировались по модулю.
Если в случайной погрешности известно среднее квадратическое отклонение, то
,
где К - показатель, указывающий доверительные границы для предельной случайной погрешности измерения (при К=1 р=0,65; при К=2 р=0,945; при К=3 р=0,9973).
Если результаты измерений зависят от большого числа разнообразных факторов, то
y = F(x1, x2, …..xn) ,
где xi - переменные функциональные параметры.
Каждый
параметр может иметь отклонение xi
(погрешность) от предписанного значения
xi.
Поскольку погрешность xi
мала по сравнению с величиной xi,
суммарная погрешность y
функции y можно вычислять по формуле
,
(3.1)
где y/xi - передаточное отношение (коэффициент влияния) параметра xi.
Формула (3.1) справедлива лишь для систематических погрешностей xi.
Для случайных погрешностей (когда отдельные составляющие не всегда принимают предельные значения) используются теоремы теории вероятностей о дисперсии, то есть
. (3.2)
Суммарная погрешность при наличии только случайных составляющих xi погрешностей
,
где m - число попарно корреляционно связанных параметров;
ki и kj - коэффициенты относительного рассеяния, характеризующие степень отличия закона распределения погрешности данного параметра от нормального;
rij - коэффициент корреляции, существующий при наличии корреляционной связи между параметрами xi и xj.
При наличии и систематических и случайных составляющих погрешностей вычисляют доверительные границы суммарной погрешности:
yсум = y ky ,
где k - масштабный коэффициент интервала распределения, зависящий от закона распределения и принятой доверительной вероятности. Так, при доверительной вероятности Р = 0,95 для закона нормального распределения k = 2, а для закона Максвелла k = 3,6.
Пример. В результате измерений и последующего вычисления по формуле (3.1) получена суммарная систематическая погрешность результата измерения y =
-0,7 мкм, среднее квадратическое этого результата измерения, вычисленное по формуле (3.2) y = 0,4 мкм. При доверительной вероятности Р =0,95 предел допускаемой погрешности изм = +1 мкм. Тогда верхняя и нижняя доверительные границы погрешности
yсум в = -0,7 + 20,4 = +0,1 мкм; yсум н = -0,7 - 20,4 = -1,5 мкм.
Так как yсум н > изм , выбранный метод и средство измерения не удовлетворяют требованиям точности. Следовательно, необходимо скомпенсировать систематическую составляющую погрешности, например, путём изготовления образца для настройки измерительного средства. Размер образца должен быть больше его начального размера на 0,7 мкм; тогда будет справедливо неравенство 0,8 < 1 мкм и проведённые измерения будут удовлетворять требованиям по точности.
