Аналоговий

Ситовая (гель-проникающая, молекулярно-ситовая, эксклюзионная) хроматография

Этот вид хроматографии является разновидностью жидкостной хроматографии, в которой разделение компонентов смеси основывается на распределении молекул соответственно их размерам.

В качестве неподвижной фазы применяют пористые материалы (обычно гидрофильные гели). При этом поры имеют определенные размеры, соответствующие размерам молекул одного из разделяемых веществ. Разделение молекул происходит вследствие распределения по размерам между растворителем, который находится в порах сорбента, и тем самым растворителем, который течет между его гранулами.

Гель-хроматографию используют при обессоливании белков и других природных высокомолекулярных соединений или при очистке гемоглобина от соли, для разделения близких по размерам органических соединений, комплексных соединений металлов с органическими лигандами разной молекулярной массы.

Застосовується при вимірюванні аналогових (неперервних) ФВ. При цьому візуальний сигнал є неперервною функцією вимірюваної величини (напр., візуальним сигналом є довжина стовпчика ртуті в термометрі, яка пропорційна температурі).

цифровий (лічба)

Застосовується при вимірюванні дискретних (переривчастих) ФВ. При цьому візуальний сигнал є функцією вимірюваної величини і має вигляд цифр або символів (напр., візуальним сигналом є сукупність цифр на відліковому пристрої електронного годинника).

Класи вимірювань (залежно від потрібної точності):

еталонні – вимірювання якнайвищої точності (для відтворення основних одиниць ФВ, вимірювання фізичних констант);

контрольно-перевірні – похибка має не перевищувати певного значення (для контрольної перевірки інших засобів вимірювань);

технічні (лабораторні – під час проведення різних досліджень; виробничі для здобуття інформації в системах керування технологічними процесами).

1.5. Засоби вимірювальної техніки (ЗВТ)

[3, с. 31, 88], [4, с. 44]

Засіб вимірювальної техніки (ЗВТ) – технічний засіб, який застосовується при вимірюваннях і має нормовані метрологічні характеристики.

1.5.1. Класифікація ЗВТ

Вимірювальні прилади – засоби вимірювання, в яких створюється візуальний сигнал вимірювальної інформації у формі, доступній для безпосереднього сприйняття спостерігачем (аналогові – як правило, стрілочні прилади зі шкалами; цифрові – автоматично виробляють дискретні сигнали).

Реєструвальні прилади – засоби вимірювань, в яких реєструється сигнал вимірювальної інформації (обладнана пишучим або друкуючим механізмом і стрічкою; інформацію записує світловий або електронний промінь). Використовуються при спостереженні ФВ, які змінюються в часі (осцилографи, барографи, термографи, сейсмографи). Можуть також застосовувати світлові табло з системою індикаторних ламп.

Кодові засоби вимірювань – аналого-цифрові перетворювачі (АЦП), що створюють кодовий сигнал вимірювальної інформації (застосовується двійковий код, неперервний сигнал при цьому перетворюється в дискретну цифрову форму, тобто квантується).

Вимірювальні перетворювачі – засоби для здобуття вимірювальної інформації у формі, придатній для її передавання, подальшого перетворення, обробки та зберігання, але не придатній для безпосереднього сприйняття людиною (сенсори, датчики).

Компаратор – прилад, що реалізує порівняння однорідних величин.

Міра – засіб вимірювань у вигляді певного матеріального об’єкта або влаштування, призначеного для відтворення величини одного або кількох розмірів, значення яких відомі з необхідною для вимірювань точністю (напр., кінцеві міри довжини, гирі, вимірювальні колби).

Міри: [3, с. 88], [4, с. 63]

еталони (забезпечують відтворення та зберігання одиниці ФВ з найвищою точністю на основі фізичних принципів)

первинні (напр., еталон одиниці довжини – метр, що дорівнює довжині шляху, який проходить світло в вакуумі за 1/299792458 долю секунди)

вторинні (напр., платино-іридієвий стрижень довжиною 1 м)

зразкові засоби вимірювань (застосовуються для передавання розміру одиниць ФВ від еталонів до робочих мір)

робочі міри (застосовуються в повсякденній практиці: зразки, лінійки, рулетки, шкали). [12, с. 112]

1.5.2. Основні параметри ЗВТ

Показ – значення вимірюваної ФВ, вимірюне за допомогою відлікового пристрою (подане сигналом вимірювальної інформації) і виражене в одиницях цієї величини.

Відлік – неіменоване число, пораховане за допомогою відлікового пристрою або одержане лічбою послідовних відміток чи сигналів (= кількості поділок).

Довжина поділки шкали – відстань між осями (центрами) двох сусідніх відміток шкали.

Ціна поділки шкали – різниця значень величини, які відповідають двох сусіднім відміткам шкали.

[12, с. 112], [4, с. 48], [13, с. 3-7]

1.5.3. Повірка ЗВТ

[4, с. 59], [1, с. 175]

Користувачі ЗВТ повинні бути переконані, що отримана інформація точно відображає стан об’єктів, які підлягають вимірюванням. Щоб встановити або підтвердити придатність ЗВТ до застосування, необхідно здійснити повірку.

Повірка ЗВТ – сукупність дій, що виконуються для визначення і оцінки похибки ЗВТ з метою встановлення відповідності характеристик точності регламентованим значенням та придатності ЗВТ для використання.

Калібрування – сукупна повірка, за якої порівнюються кілька мір або поділок шкали між собою у різних поєднаннях.

Калібрування виконують метрологічні служби підприємств, організацій та міністерств.

Державну перевірку ЗВТ виконують органи державної метрологічної служби.

Види повірки:

первинна (при випуску ЗВТ з виробництва або ремонту)

періодична (через міжповірочний інтервал – певний проміжок часу, щоб забезпечити придатність ЗВТ до застосування упродовж цього періоду) – для ЗВТ, що експлуатуються

позачергова (у період міжповірочного інтервалу за необхідності)

експертна (у разі виникнення спірних питань стосовно метрологічних характеристик та придатності ЗВТ)

інспекційна (при метрологічній ревізії, яку здійснюють органи державного метрологічного нагляду) – з метою удосконалення ЗВТ, підвищення ефективності метрологічного забезпечення

1.6. Похибки вимірювань. Статистична обробка результатів вимірювань.

[4, с. 51], [7, с. 77, 18], [9, с. 174], [3, с. 32], [12, с. 114, 131], [1, с. 431]

Похибка вимірювання – це відхилення результату вимірювання ФВ від істинного значення.

Види похибок:

1) за способом (формою) вираження

Абсолютна похибка –різниця між результатом вимірювання та істинним значенням вимірюваної ФВ (), виражена в одиницях вимірюваної ФВ.

Оскільки - невідоме, то замість нього підставляють його умовно-істинне (дійсне) значення , яке знайдене експериментально з якнайвищою точністю

Відносна похибка – відношення абсолютної похибки до істинного або дійсного значення вимірюваної ФВ, виражене в частках одиниці () або у відсотках ().

2) за закономірностями прояву

Систематичні похибки() залишаються постійними або змінюється за певною закономірністю при вимірюваннях однакових величин. За характером зміни бувають постійні, прогресивні, періодичні. Постійні систематичні похибки довго зберігають своє значення, напр., протягом усього періоду вимірювань (напр., при застосуванні неточних мір довжини, гир). Прогресивні систематичні похибки безперервно зростають або зменшується (напр., внаслідок спрацювання, старіння приладів). Періодичні систематичні похибки є періодичними функціями часу або іншими функціями (напр., внаслідок несправних секундомірів, годинників).

Випадкові похибки () змінюються випадково при повторних вимірюваннях однакової величини (напр., внаслідок коливань температури, тиску та ін.).

Грубі похибки (промахи) істотно перевищують очікувані за певних умов (напр., внаслідок дії людського фактору (неуважності оператора), несправності та ін.)

3) за причинами появи

Методичні похибки виникають внаслідок недосконалості методу вимірювання або деяких припущень чи наближень у розрахункових формулах.

Інструментальні похибки зумовлені властивостями ЗВТ (якістю виготовлення, способом градуювання та ін.).

Суб’єктивні похибки виникають через недосконалість органів чуття спостерігача, а також через його недосвідченість і неуважність у момент відліку показу.

[4, с. 32-37]

Статистична обробка результатів вимірювань – див. Лабораторна робота №2

1.7. Забезпечення єдності вимірювань

Єдність вимірювань – характеристика якості вимірювань, яка полягає в тому, що результати виражаються в законодавчо встановлених одиницях, розміри яких дорівнюють розмірам відтворених величин, а похибки результатів відомі із заданою імовірністю і не виходять за встановлені межі.

Державна система забезпечення єдності вимірювань – комплекс встановлених стандартних правил, положень, норм, які визначають організацію і методику проведення робіт з оцінювання та забезпечення точності вимірювань в усіх галузях господарства країни.

Завдання державної системи забезпечення єдності вимірювань:

формування системи державних еталонів одиниць ФВ

встановлення одиниць ФВ

розробка методів і засобів передавання розмірів одиниць ФВ

впровадження норм і правил законодавчої метрології і документів

проведення державних випробувань, повірки, калібрування і метрологічної атестації ЗВТ

розробка й атестація методик виконання вимірювань

проведення метрологічної експертизи нормативної, конструкторської, технологічної, проектної документації

проведення акредитації метрологічних служб, вимірювальних, випробувальних, аналітичних та інших лабораторій на право виконання метрологічних робіт.

Головна мета – забезпечити оцінку точності результатів вимірювань у державі з гарантованою імовірністю. [2, с. 16]

Державний метрологічний контроль і нагляд в Україні здійснюється Державною метрологічною службою України, яку очолює Держспоживстандарт України (див. далі п. 2.1).

До складу Державної метрологічної служби України входять

Державне науково-виробниче об’єднання «Метрологія»

державна служба єдиного часу і еталонних частот

державна служба стандартних зразків речовин та матеріалів

державна служба стандартних довідкових даних

та інші підрозділи

Окрім державних існують також відомчі метрологічні служби.

Законодавчо-нормативне забезпечення єдності вимірювань:

Закон України «Про метрологію та метрологічну діяльність» введений в дію з 11 лютого 1998 р. (зі змінами).

2. Стандартизація

2.1. Сутність і завдання стандартизації

[4, с. 14-48]

Стандартизація (англ. standard – норма, зразок, мірило) – діяльність, спрямована на досягнення оптимального ступеня впорядкування у певній галузі шляхом встановлення положень для загального і багатократного використання стосовно реально існуючих або перспективних завдань.

Головне завдання стандартизації – створення нормативно-технічної документації, яка б акумулювала актуальні вимоги до якості продукції, послуг.

Стандартна продукція, яка випускається у великій кількості, коштує менше, ніж одиничні екземпляри. Отже, серійне виробництво сприяє підвищенню продуктивності праці і доходів підприємств.

Рівні стандартизації:

(залежно від сфери і масштабу використання)

міжнародна стандартизація (здійснювана на міжнародному рівні)

глобальна (координаційний орган – Міжнародна організація зі стандартизації ISO) – для всіх країн

регіональна – для певного географічного або економічного регіону

національна стандартизація (здійснювана на рівні однієї країни)

В Україні центральним органом виконавчої влади із стандартизації є Державний комітет України з технічного регулювання та споживчої політики (Держспоживстандарт), який підпорядковується Кабінету Міністрів України.

галузева стандартизація (здійснювана в окремих галузях виробництва)

Предмет стандартизації – конкретна продукція, норми, вимоги, методики вимірювань, позначення, правила, процедури, функції, наділені перспективою багаторазового застосування (в різних галузях народного господарства) в науці, техніці, виробництві, торгівлі.

Об’єкт стандартизації – система відносин, яка виникає в процесі діяльності, пов’язаної із впровадженням стандартів, нормативів і положень, обов’язкових для виконання.

Суб’єкти стандартизації – органи, що займаються стандартизацією, визнані на національному, регіональному чи міжнародному рівні, основними функціями яких стало розробка, схвалення, затвердження стандартів.

Засоби стандартизації – спеціальні нормативні документи: стандарти, правила, інструкції, рекомендації, регламенти, класифікатори, технічні умови, кодекси усталеної практики (звід правил).

Нормативний документ (НД) – документ, що містить правила, загальні принципи, характеристики, які стосуються визначених видів діяльності або їх результатів.

НД може бути переглянутим (зміненим) внаслідок розроблення нового НД замість чинного або внаслідок часткового коригування його змісту (доповнення, виключення). Термін його дії залежно від ситуації може бути обмеженим або продовженим.

Стандарт – документ, що встановлює для загального і багаторазового застосування правила, загальні принципи або характеристики, які стосуються діяльності чи її результатів, з метою досягнення оптимального ступеня впорядкованості в певній галузі, розроблений у встановленому порядку на основі консенсусу (загального погодження, згоди).

2.2. Історія розвитку стандартизації

[5, с. 3-5], [1, с. 22]

Стародавні Єгипет і Греція (та інші держави) – застосування однотипних «уніфікованих» деталей і виробів при будівництві

1535 р. – наказ Івана Грозного (запровадження стандартних калібрів для вимірювання розмірів ядер до гармат)

1550-1560 рр. – застосування стандартних елементів цегли фасонної при будівництві храму Василія Блаженного в Москві

З 1636 р. на лісовому ринку в Москві можна було купити збірно-розбірні будинки, які складались за 2-3 дні.

XVIII ст. – накази Петра І про стандартизацію в галузі озброєння і суднобудування.

З 1845 р. в зв’язку з інтенсивним будівництвом залізниць було прийнято уніфіковану ширину залізничної колії. Уніфікація і стандартизація стосувалась також вагонів, дерев’яних мостів, платформ, станційних будівель і споруд.

Кінець XIX ст. – стандарт на вироби із заліза, перші норми на цемент

Радянські роки (1917-1991 рр.)

1923 р. – Комітет еталонів і стандартів

1925 р. – Комітет зі стандартизації

1930 р. – Всесоюзний комітет стандартизації

травень 1950 р. – Державний комітет Ради Міністрів СРСР у справах будівництва

1978 р. – Державний комітет СРСР у справах будівництва (Госстрой СССР)

24 травня 1991 р. – Державний комітет УРСР зі стандартизації, метрології та якості продукції (Держстандарт)

з 1 жовтня 2002 р. перейменовано на

Державний комітет України з технічного регулювання та споживчої політики (Держспоживстандарт), який підпорядковується Кабінету Міністрів України.

[4, с. 24-25]

2.3. Державна система стандартизації в Україні

[4, с. 266]

Організація робіт зі стандартизації, метрології та сертифікації є важливою складовою державної діяльності В Україні ця діяльність регламентується:

Законом України «Про стандартизацію»

ДСТУ 1.0-93 «Державна система стандартизації України. Основні положення»

ДСТУ 1.2-93 «Державна система стандартизації України. Порядок розроблення державних стандартів»

та ін.

Центральним органом виконавчої влади, який покликаний організовувати роботи зі стандартизації, метрології і сертифікації є Державний комітет України з технічного регулювання та споживчої політики (Держспоживстандарт), який підпорядковується Кабінету Міністрів України.

Розроблення, затвердження, застосування стандартів в Україні здійснюють підрозділи Держспоживстандарту України:

центри стандартизації, метрології та сертифікації

науково-дослідні інститути

приладобудівні заводи «Еталон», «Прилад»

малі державні підприємства (служби стандартизації на підприємствах)

магазин «Стандарти»

технічний комітет зі стандартизації

органи із сертифікації, випробувальні лабораторії, центри

Український навчально-науковий центр з питань технічного регулювання та споживчої політики

[4, с. 18]

На сьогодні в Україні застосовуються:

державні стандарти України (ДСТУ)

стандарти УРСР (застосовуються як державні до їх заміни або скасування)

стандарти СРСР (ГОСТ) (передбачені Угодою про проведення узгодженої політики у сфері стандартизації, метрології і сертифікації)

міжнародні стандарти

2.4. Стандартизація в будівництві

Робота зі стандартизації в області будівництва входить в загальну систему організації діяльності зі стандартизації в Україні (Держспоживстандарт) і очолюється Міністерством будівництва і регіональної політики.

Особливістю стандартизації в будівництві є те, що продукцією будівництва є будівлі, міста, архітектура в цілому, яка повинна відповідати правилу єдності «корисність – міцність – краса» (Вітрувій).

Отже, в стандартах мають бути відображені три категорії вимог до якості матеріалів та будівельних робіт

Функціональні вимоги: норми проектування житлових, громадських, промислових і сільськогосподарських будівель, санітарні і протипожежні норми, які встановлюють склад і площу приміщень, їх взаємозв’язок, орієнтацію по сторонам світу, умови природного і штучного освітлення, рівень інженерно-технічного обладнання. Ці вимоги є вихідними і отримують подальший розвиток в стандартах на конструкції і елементи будівель.

Технічні вимоги: вимоги до міцності конструкцій (розміри поперечних перерізів елементів, армування, марки цементу при виготовленні залізобетонних виробів, допуски виготовлення і монтажу, обмеження вологості і вад деревини), а також теплотехнічні вимоги до огороджувальних конструкцій (зовнішніх стін, покрівель) і звукоізоляційні вимоги до внутрішніх стін і перекриттів.

Естетичні вимоги: вимоги до форми, кольору, поверхні елементів будівель і деталей.

Всі ці вимоги в стандартах представлені у вигляді параметрів (кількісних величин), що характеризують певні властивості об’єктів будівництва: надійність, довговічність, несучу здатність та інші ознаки.

[6, с. 7, 22-23]

2.5. Модульна координація розмірів в будівництві (МКРБ)

[1, с. 266], [2, с. 37-48]

Можливість спільного раціонального використання матеріалів і виробів в процесі будівництва забезпечується системою координаційних стандартів. Напр., елементи конструкції збірних будівель повинні мати форму і розміри, координовані на основі певної системи, що забезпечить можливість їх складання з утворенням необхідних зазорів з обмеженої кількості типізованих елементів, а також забезпечить взаємозамінність.

Уніфікація – різновид методів стандартизації, що полягає в раціональному скороченні кількості типів, видів та розмірів об’єктів однакового функціонального призначення.

Типізація – діяльність, яка полягає в знаходженні рішень, оптимальних за обраним критерієм ефективності (за витратами матеріалів, зведеними витратами та ін.), і визнанні їх як типових для масового застосування.

В процесі уніфікації і типізації розробляються альбоми типових (уніфікованих) конструкцій деталей, вузлів, складальних одиниць та ін., стандарти типів, параметрів і розмірів, конструкцій, сортаменту та ін.

Найбільш розповсюдженою в європейських країнах є прямокутна модульна просторова координаційна система. Допускаються також косокутні, центричні та інші системи.

Рис. Прямокутна модульна просторова координаційна система

Рис. Непрямокутні модульні просторові координаційні системи:

а) косокутна; б) центрична

Дата добавления: 2013-12-13