Виды и способы поверок средств измерения

Средства измерения подвергаются первичной, периодической, внеочередной, инспекционной и экспертной поверке.

Первичная поверка проводится при выпуске средства измерения из производства или ремонта, а также при вывозе по импорту.

Периодическая поверка выполняется через установленные интервалы времени. Ей подвергаются средства измерения, находящиеся в эксплуатации или на хранении. Результаты поверок действительны в течение межповерочного интервала.

Внеочередная поверка производится для выявления пригодности к применению средства измерения при осуществлении государственного метрологического надзора.

Экспертная поверка производится при возникновении спорных вопросов по метрологическим характеристикам, исправности средств измерения и пригодности их к использованию.

Основной операцией поверки средств измерений является определение или оценка их погрешности. Существуют следующие основные способы поверки: непосредственное сличение, поверка с помощью приборов сравнения, поверка по образцовой мере.

Непосредственное сличение– процедура, в основе которой лежит одновременное измерение одной и той же величины поверяемым и образцовым средством измерений. Непосредственно сличать можно только штриховые меры длины (линейки, метры, рулетки и т.п.), меры вместимости (измерительные цилиндры, бюретки, колбы и т.п.).

Для средств измерения, выходной сигнал которых недоступен для непосредственного восприятия наблюдателем, требуется наличие прибора сравнения (компарирующего устройства). Например, результат одновременного измерения образцовым и поверяемым термометром сопротивления температуры тройной точки воды, вопроизводимой эталонным устройством, сличается с помощью образцового моста. Таким образом, точность поверки средств измерения данным способом зависит от ряда метрологических характеристик приборов сравнения. Наиболее часто применяются следующие компараторы: образцовые весы (при поверке гирь); мосты постоянного и переменного тока (при сличении мер сопротивления, индуктивности и емкости); потенциометры (при сличении мер сопротивления и э.д.с. нормальных элементов). Общее требование к чувствительности компараторов можно выразить следующим образом: компаратор должен быть настолько чувствительным, чтобы с его помощью можно было обнаружить изменение измеряемой величины, не превышающее значения погрешности образцовой меры.

Процесс поверки средств измерений по образцовым мерам сводится или к измерению величины, воспроизводимой образцовой мерой, или к измерению некоторой величины, которая одновременно сопоставляется со значением образцовой меры. Например, измерение омметром сопротивления на образцовом магазине сопротивлений.

Важным при поверке является выбор правильного соотношения между допускаемыми погрешностями образцового и поверяемого средств измерения. Обычно это соотношение принимается 1:3, в случае, когда при поверке вводят поправки на показания образцовых средств измерений. Если поправки не вводятся, то образцовые средства выбираются из соотношения между погрешностями образцовых и поверяемых средств - 1:5. Следует особо отметить тот факт, что требования к точности образцового средства должны устанавливаться по погрешности, а не по классу точности, непонимание этого часто приводит к ошибкам. Например, можно встретить указания, что измерительный прибор класса точности 1,0 следует поверять по образцовому измерительному прибору класса 0,2. Так как классы точности определяются по приведенным погрешностям, т.е. погрешностям, выраженным в процентах от верхнего предела измерения или другого нормирующего значения, то в этом случае необходимо оговаривать верхний предел поверяемого измерительного средства.

Приложение 1. Важнейшие единицы Международной системы (СИ)

Величина	Единица
Наименование	Размерность	Наименование	Обозначение
русское	международное
Основные единицы
Длина	L	метр	м	m
Масса	M	килограмм	кг	kg
Время	T	секунда	с	s
Сила электрич. тока	I	ампер	А	A
Термодинамическая температура Кельвина	Q	кельвин	К	K
Сила света	J	кандела	кд	cd
Количество вещества	N	моль*	моль	mol
Дополнительные единицы
Плоский угол	-	радиан	рад	rad
Телесный угол	-	стерадиан	ср	sr
Производные единицы пространства и времени
Площадь	L^2	квадратный метр	м^2	m^2
Объем, вместимость	L^3	кубический метр	м^3	m^3
Скорость	LT^-1	Метр в секунду	м/с	m/s
Ускорение	LT^-2	метр на секунду в квадрате	м/с^2	m/s^2
Частота периодического процесса	T^-1	герц	Гц	Hz
Частота дискретных событий (частота импульсов, вращения и т.п.)	T^-1	секунда в минус первой степени	с^-1	s^-1
Угловая скорость	T^-1	радиан в секунду	рад/с	rad/s
Угловое ускорение	T^-2	радиан на секунду в квадрате	рад/с^2	rad/s^2
Волновое число	L^-1	метр в минус первой степени	м^-1	m^-1
Коэффициент затухания	T^-1	секунда в минус первой степени	с^-1	s^-1
Коэффициент ослабления	L^-1	метр в минус первой степени	м^-1	m^-1
Производные единицы механических величин
Плотность	L^-3M	килограмм на кубический метр	кг/м^3	kg/m^2
Удельный объем	L^3M^-1	кубический метр на килограмм	м^3/кг	m^2/kg

Продолжение табл.

Величина	Единица
Наименование	Размерность	Наименование	Обозначение
русское	международное
Момент инерции (динамический момент инерции)	L^2M	килограмм-метр в квадрате	кг×м^2	kg×m^2
Момент инерции (второй момент) площади плоской фигуры (осевой, полярный, центробежный)	L^4	метр в четвертой степени	м^4	m^4
Момент сопротивления плоской фигуры	L^3	метр в третьей степени	м^3	m^3
Количество движения (импульс)	LMT^-1	килограмм-метр в секунду	Кг×м/с	kg×m/s
Момент количества движения (момент импульса)	L^2MT^-1	килограмм-метр в квадрате в секунду	Кг×м^2/с	kg×m^2/s
Сила	LMT^-2	ньютон	Н	N
Вес	LMT^-2	ньютон	Н	N
Удельный вес	L^-2MT^-2	ньютон на кубический метр	Н/м^3	N/m^3
Момент силы, момент пары сил	L^2MT^-2	ньютон-метр	Н×м	N×m
Импульс силы	LMT^-1	ньютон-секунда	Н×с	N×s
Давление	L^-1MT^-2	паскаль	Па	Pa
Напряжение (механическое)	L^-1MT^-2	паскаль	Па	Pa
Поверхностное натяжение	MT^-2	ньютон на метр	Н/м	N/m
Работа; энергия	L^2MT^--2	джоуль	Дж	J
Мощность	L^2MT^-3	ватт	Вт	W
Динамическая вязкость	L^-1MT^-1	паскаль-секунда	Па×с	Pa×s
Кинематическая вязкость	L^2T^-1	квадратный метр на секунду	М^2/с	m^2/s
Массовый расход	MT^-1	килограмм в секунду	кг/с	kg/s
Объемный расход	L^3T^-1	кубический метр в секунду	М^3/с	m^3/s
Производные единицы электрических и магнитных величин
Плотность электрического тока (поверхностная)	L^-2I	ампер на квадратный метр	А/м^2	A/m^2
Линейная плотность электрического тока	L^-1I	ампер на метр	А/м	A/m
Количество электричества; электрический заряд	TI	кулон	Кл	C

Продолжение табл.

Величина	Единица
Наименование	Размерность	Наименование	Обозначение
русское	международное
Объемная плотность электрического заряда	L^-3TI	кулон на кубический метр	Кл/м^3	C/m^3
Поверхностная плотность электрического заряда	L^-2TI	кулон на квадратный метр	Кл/м^2	C/m^2
Поляризованность	L^-2TI	кулон на квадратный метр	Кл/м^2	C/m^2
Электронный момент диполя	LTI	кулон-метр	Кл×м	C×m
Поток электрического смещения	TI	кулон	Кл	C
Электрическое смещение	L^-2TI	кулон на квадратный метр	Кл/м^2	C/m^2
Электрическое напряжение; электрический потенциал; разность электрических потенциалов; электродвижущая сила	L^2MT^-3I^-1	вольт	В	V
Напряженность электрического поля	LMT^-3I^-1	вольт на метр	В/м	V/m
Электрическая емкость	L^-2M^-1T^4I^2	фарада	Ф	F
Абсолютная диэлектрическая проницаемость; электрическая постоянная	L^-3M^-1T^4I^2	фарада на метр	Ф/м	F/m
Электрическое сопротивление	L^2MT^-3I^-2	ом	Ом	W
Удельное электрическое сопротивление	L^3MT^-3I^-2	ом-метр	Ом×м	W×m
Электрическая проводимость	L^-2M^-1T^3I^2	сименс	См	S
Удельная электрическая проводимость	L^-3M^-1T^3I^2	сименс на метр	См/м	S/m
Магнитный поток	L^2MT^-2I^-1	вебер	Вб	Wb
Магнитная индукция	MT^-2I^-1	тесла	Т	T
Магнитодвижущая сила; разность магнитных потенциалов	I	ампер	А	A

Продолжение табл.

Величина	Единица
Наименование	Размерность	Наименование	Обозначение
русское	международное
Напряженность магнитного поля	L^-1I	ампер на метр	А/м	A/m
Индуктивность; взаимная индуктивность	L^2MT^-2I^-2	генри	Г	H
Абсолютная магнитная проницаемость; магнитная постоянная	LMT^-2I^-2	генри на метр	Г/м	H/m
Магнитный момент электрического тока; магнитный момент диполя	L^2I	ампер-квадратный метр	А×м^2	A×m^2
Намагниченность (интенсивность намагничивания)	L^-1I	ампер на метр	А\м	A/m
Магнитное сопротивление	L^-2M^-1T^2I^2	ампер на вебер	А/Вб	A/Wb
Магнитная проводимость	L^2MT^-2I^-2	вебер на ампер	Вб/А	Wb/A
Электромагнитная энергия	L^2MT^-2	Джоуль	Дж	J
Aктивная мощность	L^2MT^-3	Ватт	Вт	W
Реактивная мощность	L^2MT^-3	вар	вар	var
Полная мощность	L^2MT^-3	вольт-ампер	В×А	V×A
Производные единицы тепловых величин
Количество теплоты, термодинамический потенциал (внутренняя энергия, энтальпия, свободная энергия, свободная энтальпия); теплота фазового превращения, теплота химической реакции	L^2MT^-2	джоуль	Дж	J
Удельное количество теплоты; удельный термодинамический потенциал; удельная теплота фазового превращения; удельная теплота химической реакции	L^2T^-2	джоуль на килограмм	Дж/кг	J/kg
Теплоемкость системы	L^2MT^-2Q^-1	джоуль на кельвин	Дж/К	J/K
Энтропия системы	L^2MT^-2Q^-1	джоуль на кельвин	Дж/К	J/K

Продолжение табл.

Величина	Единица
Наименование	Размерность	Наименование	Обозначение
русское	международное
Удельная теплоемкость	L^2T^-2Q^-1	джоуль на килограмм-кельвин	Дж/(кг×К)	J/(kg×K)
Удельная энтропия	L^2T^-2Q^-1	джоуль на килограмм-кельвин	Дж/(кг×К)	J/(kg×K)
Удельная газовая постоянная	L^2T^-2Q^-1	джоуль на килограмм-кельвин	Дж/(кг×К)	J/(kg×K)
Тепловой поток	L^2MT^-3	ватт	Вт	W
Поверхностная плотность теплового потока	MT^-3	ватт на квадратный метр	Вт/м^2	W/m^2
Коэффициент теплообмена (теплоотдачи); коэффициент теплопередачи	MT^-3Q^-1	ватт на квадратный метр-кельвин	Вт/(м^2×К)	W/(m^2×K)
Температурный градиент	L^-1Q	кельвин на метр	К/м	K/m
Теплопроводность	LMT^-3Q^-1	ватт на метр-кельвин	Вт/(м×К)	W/(m×K)
Температуропроводность	L^2T^-1	квадратный метр на секунду	м^2/с	m^2/s
Температурный коэффициент*	Q^-1	кельвин в минус первой степени	К^-1	K^-1
Производные единицы световых величин и энергетических, характеризующих оптическое излучение
Световой поток	J	люмен	лм	lm
Световая энергия	TJ	люмен-секунда	лм×с	lm×s
Освещенность	L^-2J	люкс	лк	lx
Светимость	L^-2J	люмен на квадратный метр	лм/м^2	lm/m^2
Яркость	L^-2J	кандела на квадратный метр	кд/м^2	cd/m^2
Световая экспозиция (количество освещения)	L^-2TJ	люкс-секунда	лк×с	lx×s
Энергия излучения	L^2MT^-2	джоуль	Дж	J
Поток излучения (лучистый поток)	L^2MT^-3	ватт	Вт	W

Продолжение табл.

Величина	Единица
Наименование	Размерность	Наименование	Обозначение
русское	международное
Энергетическая освещенность (облученность); энергетическая светимость (излучательность)	MT^-3	ватт на квадратный метр	Вт/м^2	W/m^2
Энергетическая экспозиция (лучистая экспозиция, энергетическое количество освещения)	MT^-2	джоуль на квадратный метр	Дж/м^2	J/m^2
Энергетическая сила света (сила излучения)	L^2MT^-3	ватт на стерадиан	Вт/ср	W/sr
Энергетическая яркость (лучистость)	MT^-3	ватт на стерадиан-квадратный метр	Вт/(ср×м^2)	W/(sr×m^2)
Производные единицы акустических величин
Звуковое давление	L^-1MT^-2	паскаль	Па	Pa
Объемная скорость	L^3T^-1	кубический метр в секунду	м^3/с	m^3/c
Акустическое сопротивление	L^-4MT^-1	паскаль-секунда на кубический метр	Па×с/м^3	Pa×s/m^3
Удельное акустическое сопротивление	L^-2MT^-1	паскаль-секунда на метр	Па×с/м	Pa×s/m
Механическое сопротивление	MT^-1	ньютон-секунда на метр	Н×с/м	N×s/m
Звуковая энергия	L^2MT^-2	джоуль	Дж	J
Поток звуковой энергии	L^2MT^-3	ватт	Вт	W
Звуковая мощность	L^2MT^-2	ватт	Вт	W
Интенсивность звука	MT^-3	ватт на квадратный метр	Вт/м^2	W/m^2
Плотность звуковой энергии	L^-1MT^-2	джоуль на кубический метр	Дж/м^3	J/m^3
Производные единицы величин в области ионизирующих излучений
Энергия ионизирующего излучения	L^2MT^-2	джоуль	Дж	J
Поток энергии ионизирующего излучения	L^2MT^-3	ватт	Вт	W
Доза излучения (поглощенная доза излучения)	L^2T^-2	джоуль на килограмм	Дж/кг	J/kg
Эквивалентная доза излучения	L^2T^-2	джоуль на килограмм	Дж/кг	J/kg

Продолжение табл.

Величина	Единица
Наименование	Размерность	Наименование	Обозначение
	русское	международное
Керма	L^2T^-2	джоуль на килограмм	Дж/кг	J/kg
Мощность дозы излучения (мощность поглощенной дозы излучения)	L^2T^-3	ватт на килограмм	Вт/кг	W/kg
Мощность эквивалентной дозы излучения	L^2T^-3	ватт на килограмм	Вт/кг	W/kg
Мощность кермы	L^2T^-3	ватт на килограмм	Вт/кг	W/kg
Экспозиционная доза фотонного излучения (экспозиционная доза рентгеновского и гамма-излучения)	M^-1TI	Кулон на килограмм	Кл/кг	C/kg
Мощность экспозиционной дозы фотонного излучения	M^-1I	Ампер на килограмм	А/кг	A/kg
Интенсивность излучения	MT^-3	ватт на квадратный метр	Вт/м^2	W/m^2
Активность нуклида в радиоактивном источнике (активность изотопа)	T^-1	Секунда в минус первой степени	с^-1	s^-1
Поток ионизирующих частиц	T^-1	Секунда в минус первой степени	с^-1	s^-1
Плотность потока ионизирующих частиц или фотонов	L^-2T^-1	Секунда в минус первой степени-метр в минус второй степени	с^-1×м^-2	s^-1×m^-2

Приложение 2. Значения при различном уровне значимости q и различных степенях свободы r.

r	при уровне значимости q, равном
0,99	0,95	0,90	0,80	0,50	0,20	0,1	0,05	0,02
	0,00	0,01	0,02	0,06	0,46	1,64	2,71	3,84	5,41
	0,02	0,10	0,21	0,45	1,39	3,22	4,61	5,99	7,82
	0,30	0,71	1,06	1,65	3,36	5,99	7,78	9,49	11,67
	0,87	1,63	2,20	3,07	5,35	8,56	10,65	12,59	15,03
	1,65	2,73	3,49	4,59	7,34	11,03	13,36	15,51	18,17
	2,56	3,94	4,87	6,18	9,34	13,44	15,99	18,31	21,16
	3,57	5,23	6,30	7,81	11,34	15,81	18,55	21,03	24,05
	4,66	6,57	7,79	9,47	13,34	18,15	21,06	23,69	26,87
	5,81	7,96	9,31	11,20	15,34	20,46	23,54	26,30	29,63
	8,26	10,85	12,44	14,58	19,34	25,04	28,41	31,41	35,02
	11,52	14,61	16,47	18,94	24,34	30,68	34,38	37,65	41,57
	14,95	18,46	20,60	23,36	29,34	36,25	40,26	43,77	47,96

Приложение 3. Значение коэффициента t для случайной величины, имеющей распределение Стьюдента с n – 1 степенями свободы

n -1	P =0,95	Р =0,99	n -1	Р =0,95	Р =0,99
	3,182 2,776 2,571 2,447 2,365 2,306 2,262 2,228 2,179 2,145	5,841 4,604 4,032 3,707 3,499 3,355 3,250 3,169 3,055 2,977	¥	2,120 2,101 2,086 2,074 2,064 2,056 2,048 2,043 1,960	2,921 2,878 2,845 2,819 2,797 2,779 2,763 2,750 2,576

Приложение 4. Значения функции Лапласа

х	Ф^*(х)	х	Ф^*(х)	х	Ф^*(х)
-0,00	0,5000	-1,50	0,0668	0,80	0,7881
-0,10	0,4602	-1,60	0,0548	0,90	0,8159
-0,20	0,4207	-1,70	0,0446	1,00	0,8413
-0,30	0,3821	-1,80	0,0359	1,10	0,8643
-0,40	0,3446	-1,90	0,0288	1,20	0,8849
-0,50	0,3085	-2,00	0,0228	1,30	0,9032
-0,60	0,2743	-3,00	0,0014	1,40	0,9192
-0,70	0,2420	0,00	0,5000	1,50	0,9332
-0,80	0,2119	0,10	0,5398	1,60	0,9452
-0,90	0,1841	0,20	0,5793	1,70	0,9554
-1,00	0,1587	0,30	0,6179	1,80	0,9641
-1,10	0,1357	0,40	0,6554	1,90	0,9713
-1,20	0,1151	0,50	0,6915	2,00	0,9772
-1,30	0,0968	0,60	0,7257	3,00	0,9986
-1,40	0,0808	0,70	0,7580
П р и м е ч а н и е: функция Лапласа

Приложение 5. Пример проверки нормальности распределения результатов измерения

В данном приложении рассмотрен пример проверки нормальности распределения результатов измерения.

ПРИМЕР. При 100 измерениях характерного размера металлического инструмента получены результаты, которые сведены в следующий статистический ряд:

- интервал значений размера инструмента	- число наблюдений в данном интервале	статистические частоты
85,5-85,4 мм		0,01
85,4-85,3 мм		0,05
85,3-85,2 мм		0,14
85,2-85,1 мм		0,27
85,1-85,0 мм		0,24
85,0-84,9 мм		0,18
84,9-84,8 мм		0,09
84,8-84,7 мм		0,02

Найдем статистическое среднее значение и статистическую дисперсию ряда по формулам:

,

где - «представитель» -го интервала, -частота -го интервала, -число интервалов. По данным ряда = 85,052, =0,14.

Пользуясь теоретическим нормальным законом распределения с параметрами =85,052, =0,14, находим вероятности попадания в интервалы по формуле, использующей интеграл Лапласа (см.Приложение 3)

,

где - границы -го интервала.

Составим таблицу, в которой приведем статистические значения и теоретические значения . По формуле (2.13) определим значение меры расхождения теоретического и статистического распределений

=0,88

Число степеней свободы для данного примера, при трех наложенных условиях (s=3): .

- интервал значений размера инструмента	- число наблюдений в данном интервале
85,5-85,4 мм		0,998	0,988	1,01
85,4-85,3 мм		0,988	0,940	4,81
85,3-85,2 мм		0,940	0,800	14,00
85,2-85,1 мм		0,800	0,551	24,90
85,1-85,0 мм		0,551	0,279	27,20
85,0-84,9 мм		0,279	0,097	18,22
84,9-84,8 мм		0,097	0,022	7,48
84,8-84,7 мм		0,022	0,003	1,80

По таблице Приложения 1 находим уровень значимости гипотезы о нормальном распределении: при = 0,8787 и 0,97. Это очень высокий уровень значимости, который говорит о полном совпадении теоретического нормального распределения и статистического распределения результатов измерения.

В каждом конкретном случае уровень значимости гипотезы следует сравнивать с уровнем значимости приведенным в методике выполнения измерений.

1..

Дата добавления: 2015-04-30