Законы распределения случайных величин

1. Предмет метрология. Международная система единиц.

2. Физические величины и их единицы. Относительные и логарифмические величины и единицы.

5. Средства измерений. Виды средств измерений.

9. Метрологические характеристики средств измерения.

10. Метрологические показатели средств измерения.

13. Определение погрешности средств измерений.

14. Причины возникновения погрешностей измерения.

15. Поверка и калибровка средств измерений. Поверочные схемы.

20. Государственный метрологический контроль и надзор.

24. Развитие стандартизации на международном, региональном и национальном уровнях.

26. Категории нормативных документов по стандартизации.

29. Основные термины и определения сертификации.

31. Схемы подтверждения соответствия продукции.

32. Добровольная сертификация систем менеджмента качества.

34. Аккредитация органов по сертификации и испытательных лабораторий, сертификация экспертов.

Результаты измерения, как и другие случайные величины, характеризуются определенным законом распределения. Чаще всего они подчиняются нормальному закону распределения - (закону Гаусса). Он применяется тогда, когда на объект действуют несколько различных факторов, но ни один из которых не доминирует.

В виду ограниченного числа измерений n на практике используют их эмпирические оценки:

- эмпирическое среднее значение, которое определяет центр группирования и рассчитывается по формуле

– эмпирическое СКО для единичных измерений рассчитывается по формуле

Закон нормального распределения (закон Гаусса)

Рис. 1 Вид кривой нормального закона распределения:

М – математическое ожидание;

- СКО; М и

- теоретические величины

Так как среднее арифметическое

вычисляют по результатам отдельных наблюдений,

является также случайной величиной и характеризуется своим эмпирическим средним квадратичным склонением

при многократных измерениях

За оценку случайной погрешности результата измерений принимают доверительный интервал среднего арифметического

t - коэффициент Стьюдента, зависящий от доверительной вероятности (Р – заданная величина) и числа степеней свободы (n -1). Результат измерения представляют в виде

Виды стандартов

Перечисленные нормативные документы, как показано выше, принимаются (утверждаются) на разных уровнях управления хозяйственной деятельностью. По этому признаку различают категории стандартов РФ. Как и в мировой практике, в России действует несколько видов стандартов, которые отличаются спецификой объекта стандартизации: основополагающими стандартами; стандартами на продукцию (услуги); стандартами на работы (процессы); стандартами на методы контроля (испытаний, изменений, анализа). Основополагающие стандарты разрабатываются с целью содействия взаимопониманию, техническому единству и взаимосвязи деятельности в различных областях науки, техники и производства. Этот вид нормативных документов устанавливает такие организационные принципы и положения, требования, правила и нормы, которые рассматриваются как общие для этих сфер и должны способствовать выполнению целей, общих как для науки, так и для производства. В целом они обеспечивают их взаимодействие при разработке, создании и эксплуатации продукта (услуги) таким образом, чтобы выполнялись требования по охране окружающей среды, безопасности продукта или процесса для жизни, здоровья и имущества человека; требования по ресурсосбережению и другим общетехническим нормам, предусмотренным государственными стандартами на продукцию. Примером основополагающих стандартов могут быть ГОСТ Р 1.0-92, ГОСТ Р 1.2–92, ГОСТ Р 1.4–93, ГОСТ Р 1.5–92 – нормативные документы по организации Государственной системы стандартизации в России. Этот пример говорит также о том, что еще одним нормативным документом может быть комплекс стандартов, который объединяет взаимосвязанные стандарты, если они имеют общую целевую направленность, устанавливают согласованные требования к взаимосвязанным объектам стандартизации. Так, комплекс основополагающих стандартов, по существу являясь объединением взаимосвязанных нормативных документов, носящих методический характер, содержит положения, направленные на то, чтобы стандарты, применяемые на разных уровнях управления, не противоречили друг другу и законодательству, обеспечивали достижение общей цели и выполнение обязательных требований к продукции, процессам, услугам. Стандарты на продукцию (услуги) устанавливают требования либо к конкретному виду продукции (услуги), либо к группам однородной продукции (услуги). В отечественной практике есть две разновидности этого вида нормативных документов: – стандарты общих технических условий, которые содержат общие требования к группам однородной продукции, услуг; – стандарты технических условий, содержащие требования к конкретной продукции (услуге). Допускается также разработка стандартов на отдельные требования к группам однородной продукции (услуги), например на классификацию, методы испытаний, правила хранения и/или транспортировки и т.п. Наиболее часто отдельным объектом стандартизации являются параметры и нормы безопасности и охраны окружающей среды. Стандарт общих технических условий обычно включает следующие разделы: классификацию, основные параметры (размеры), общие требования к параметрам качества, упаковке, маркировке, требования безопасности; требования охраны окружающей среды; правила приемки продукции; методы контроля, транспортирования и хранения; правила эксплуатации, ремонта и утилизации. Наличие в содержании стандарта тех или иных разделов зависит от особенностей объекта стандартизации и характера предъявляемых к нему требований. Стандарт технических условий устанавливает всесторонние требования к конкретной продукции (в том числе различных марок или моделей этой продукции), касающиеся производства, потребления, поставки, эксплуатации, ремонта, утилизации. Сущность этих требований не должна противоречить стандарту общих технических условий. Но стандарт технических условий содержит конкретизированные дополнительные требования, относящиеся к объекту стандартизации (указание о товарном знаке, если он зарегистрирован в установленном порядке; знаки соответствия, если изделия сертифицированы; особые требования, касающиеся безопасности и охраны окружающей среды). Стандарты технических условий на услугу могут содержать требования к ассортименту предоставляемых услуг (точность и своевременность исполнения, эстетичность, комфортность, комплексность обслуживания). Стандарты на работы (процессы) устанавливают требования к конкретным видам работ, которые осуществляются на разных стадиях жизненного цикла продукции: разработки, производства, эксплуатации (потребления), хранения, транспортировки, ремонта, утилизации. В частности, такие стандарты могут включать требования к методам автоматизированного проектирования продукции, модульного конструирования, принципиальным схемам технологического процесса изготовления продукта, технологическим режимам или нормам. Особое место занимают требования безопасности для жизни и здоровья людей при осуществлении технологических процессов, которые могут конкретизироваться по отношению к использованию определенного оборудования, инструмента, приспособления и вспомогательных материалов. При проведении технологических операций стандартизации подлежат предельно допустимые нормы различного рода воздействий технологии на природную среду. Эти воздействия могут носить химический (выброс вредных химикатов), физический (радиационное излучение), биологический (заражение микроорганизмами) и механический (разрушение памятников архитектуры) характер, опасный в экологическом аспекте. Экологические требования могут касаться условий применения определенных материалов и сырья, потенциально вредных для окружающей природы; параметров эффективности работы очистного оборудования; правил аварийных выбросов, ликвидации их последствий, предельно допустимых норм сбросов загрязняющих веществ со сточными водами. Стандарты на методы контроля (испытаний, измерений, анализа) рекомендуют применять методики контроля, в наибольшей степени обеспечивающие объективность оценки обязательных требований к качеству продукции, которые содержатся в стандарте на нее. Главный критерий объективности метода контроля (испытания, измерения, анализа) – воспроизводимость и сопоставимость результатов. Необходимо пользоваться именно стандартными методами контроля, испытаний, измерений и анализа, так как они базируются на международном опыте и передовых достижениях. Каждый из методов имеет свою специфику, связанную прежде всего с конкретным объектом контроля, но в то же время можно выделить и общие положения, подлежащие стандартизации: средства контроля и вспомогательные устройства; порядок подготовки и проведения контроля; правила обработки и оформления результатов; допустимую погрешность метода. Стандарт обычно рекомендует несколько методик контроля применительно к одному показателю качества продукта. Это нужно для того, чтобы одна из методик была выбрана в качестве арбитражной, если возникает необходимость. Правда, надо иметь в виду, что не всегда методики полностью взаимозаменяемы. Для таких случаев стандарт приводит либо четкую рекомендацию по условиям выбора того или иного метода, либо данные по их отличительным характеристикам. Чтобы результаты были достоверны и сопоставимы, следует пользоваться рекомендациями стандартов относительно способа и места отбора пробы от партии товара с ее количественными характеристиками, схемами испытательных установок, правилами, определяющими последовательность проводимых операций и обработку полученных результатов. В 1996 г. внесено изменение в основополагающий стандарт ГОСТ Р 1.0–92, согласно которому к перечню нормативных документов, применяемых в России, добавляется технический регламент. Полное соответствие международным правилам в данном вопросе может быть достигнуто тогда, когда в России появятся законы, устанавливающие обязательные к выполнению требования и нормы подобно действующим в Европейском Союзе Директивам. В ЕС технический регламент становится обязательным документом, если на него есть ссылка в соответствующей Директиве. Отличие российского подхода к техническим регламентам прослеживается и в самом тексте указанного ниже изменения: «К техническим регламентам следует относить законодательные акты и постановления правительства Российской Федерации, содержание требования, нормы и правила технического характера; государственные стандарты Российской Федерации в части устанавливаемых в них обязательных требований; нормы и правила федеральных органов исполнительной власти, в компетенцию которых в соответствии с законодательством Российской Федерации входит установление обязательных требований. Технический регламент содержит технические требования либо непосредственно (например, обязательные требования государственных стандартов), либо путем ссылки на стандарт, либо путем включения в себя содержания стандарта».

- по метрологическому назначению - на рабочие и метрологические;

- по конструктивному исполнению - на меры, измерительные приборы, измерительные установки, измерительные системы и измерительные комплексы;

- по уровню автоматизации - на неавтоматические, автоматизированные и автоматические;

- по уровню стандартизации - на стандартные и нестандартные;