Раздел по Метрологии . Обработка результатов косвенных измерений

Введение

Метрология, стандартизация, сертификация являются главными инструментами обеспечения качества продукции, работ и услуг – важного аспекта коммерческой деятельности.

Метрология – это учение об измерениях, способах обеспечения их единства и путях приобретения нужной точности. Ключевое положение метрологии – измерение. Согласно ГОСТ 16263–70 измерение – это нахождение значения физической величины с помощью специальных технических средств опытным путем.

К задачам метрологии относятся:

1) разработка общей теории измерений;

2) разработка путей измерений, а также методов установления точности и верности измерений;

3) обеспечение целостности измерений;

4) определение единиц физических величин.

Методы определения и учета погрешностей помогут решить вопрос о том, как на основании полученных результатов наблюдений оценить истинное значение, т. е. найти результат измерений, как оценить его точность, т. е. меру его приближения к истинному значению.

Оцениваемыми параметрами являются математическое ожидание и среднеквадрати—ческое отклонение. Оценка параметра, выражаемая одним числом, называется точечной. Любая точечная оценка, вычисленная на основании опытных данных, является их функцией и поэтому сама должна представлять собой случайную величину с распределением, зависящим от распределения исходной случайной величины, в том числе от самого оцениваемого параметра и от числа опытов.

Существует несколько методов определения оценок:

1. Метод максимального правдоподобия, теоретически обоснованный математиком Р. Фишером.

Идея метода заключается в том, что вся получаемая в результате многократных наблюдений информация об истинном значении измеряемой величины и рассеивании результатов сосредоточена в ряде наблюдений.

2. Метод наименьших квадратов. В соответствии с этим методом среди некоторого класса оценок выбирают ту, которая обладает наименьшей дисперсией, т. е. наиболее эффективную оценку.

Среди всех линейных оценок истинного значения вида, где некоторые постоянные, а именно, среднее арифметическое, обращает в минимум дисперсию. Поэтому при нормально распределенных случайных погрешностях оценки, получаемые методом наименьших квадратов, совпадают с оценками максимального правдоподобия.

Смысл оценки параметров с помощью интервалов заключается в нахождении интервалов, называемых доверительными, между границами которых с определенными вероятностями находятся истинные значения оцениваемых параметров.

3. Обнаружение грубых погрешностей.

Грубыми называют погрешности, превышающие по своему значению погрешности, оправданные условиями проведения эксперимента. Для их устранения желательно еще перед измерениями определить значение искомой величины приближенно, с тем чтобы в дальнейшем можно было сконцентрировать внимание лишь на уточнении предварительных данных.

Стандартизация – деятельность, которая устремлена на определение и разработку требований, норм и правил, гарантирующая право потребителя на покупку товаров за устраивающую его цену, должного качества, а также право на благоустроенность и безопасность труда.

Единой задачей стандартизации является охрана интересов потребителей в вопросах качества услуг и продукции. Беря за основу Закон Российской Федерации «О техническом регулировании», стандартизация имеет такие задачи и цели, как:

1) безвредность работ, услуг и продукции для жизни и здоровья человека, а также для окружающей среды;

2) безопасность различных предприятий, организаций и других объектов с учетом возможности возникновения чрезвычайных ситуаций;

3) обеспечение возможности замены продукции, а также ее технической и информационной совместимости;

4) качество работ, услуг и продукции с учетом уровня достигнутого прогресса техники, технологий и науки;

5) бережное отношение ко всем имеющимся ресурсам;

6) целостность измерений.

Сертификация – это установление соответствующими сертифицирующими органами обеспечения требуемой уверенности, что продукция, услуга или процесс соответствуют определенному стандарту или другому нормативному документу. Сертифицирующими органами может являться лицо или орган, признанные независимыми ни от поставщика, ни от покупателя.

Сертификация сориентирована на достижении следующих целей:

1) оказание помощи потребителям в грамотном выборе продукции или услуги;

2) защита потребителя от некачественной продукции изготовителя;

3) установление безопасности (опасности) продукции, работы или услуг для жизни и здоровья человека, окружающей среды;

4) свидетельствование о качестве продукции, услуги или работы, о которых заявил изготовитель или исполнитель;

5) организация условий для комфортной деятельности организаций и предпринимателя на едином товарном рынке РФ, а также для принятия участия в международной торговле и международном научно—техническом сотрудничестве.

1. Раздел по «Метрологии». Обработка результатов

косвенных измерений

1.1. Полная обработка результатов прямых измерений в каждом ряду

В результате косвенных измерений определить значение мощности в цепи постоянного тока по уравнению P = U²/R. Действительные значения прямо измеренных величин: U = 20 В; R = 100 Ом.

Классы точности приборов: у вольтметра 1 %, у омметра 1 %. Произвести оценку показателей точности результата косвенного измерения.

Оценку истинного значения величины U и R проводят с помощью выборочного среднего значения.

Cреднее значение из 9 измерений:

B

Oм

Абсолютные погрешности отдельных измерений:

Квадраты абсолютных погрешностей отдельных измерений:

Для оценки разброса отчетов при изменении используется выборочное среднее квадратичное отклонение.

Средняя квадратическая погрешность единичного измерения:

1.2. Проверка результатов прямо измеренных величин на наличие

промахов

Отбор промахов по критерию Шовене, так как у нас всего n=9 измерений

аномальный отсчет

В

=1,66 В

Смотрим по таблице ожидаемое число М отсчетов, среди которых будет хотя бы один аномальный

М=5, так как n=9 и М < n , то В не является промахом

Ом

= Ом

М=8 , М < n , следовательно, Ом не является промахом

Проверка результатов прямо измеренных величин на наличие промахов показала, что промахов не найдено.

Результаты прямого измерения среднего квадратичного отклонения серии измеренийU, R:

Выборочное среднее является случайной величиной и его разброс относительно истинного значения измеренной величины оценивается выборочным средним квадратичным отклонением среднего значения.

Абсолютная погрешность серии измерений:

= В

= Ом

Пользуясь правилами округления записываем окончательные результаты рядов прямых измерений:

В

Ом

1.3. Проверка отсутствия корреляции между результатами наблюдений

Проверка отсутствия корреляции.

Для этого используем следующий критерий:

где t(Р, n) – коэффициент распределения Стьюдента при доверительной вероятности = 0,99 и числе наблюдений =9, соответственно t=3,36

r– коэффициент корреляции между аргументамии :

=

0,46<3,36

Следовательно, корреляция между результатами наблюдений отсутствует.

1.4. Полная обработка результатов косвенного измерения заданной

физической величины

Средняя квадратическая погрешность серии измерений U, R :

= В

Ом

В случае нелинейной зависимости и постоянства измеряемых аргументов для оценки результата косвенных измерений и определения показателей его точности используют разложение нелинейной функции в ряд Тейлора. При этом

, (5)

где - значение частной производной в точке ;

A_T – остаточный член ряда Тейлора.

При нелинейной зависимости между у и аргументами оценку среднего квадратического отклонения результата косвенного измерения можно определить, пренебрегая дисперсией остаточного члена ряда Тейлора D[А_Т], по формуле

Средняя квадратическая погрешность результатов косвенного измерения P:

Вт

Доверительный интервал:

Так как n<30, доверительный интервал случайной погрешности находят с помощью нормированного распределения Стьюдента:

Таблица 1 Коэффициенты t распределения Стьюдента

Р=0,95, t=2,31

Вт

Среднее значение мощности P:

=4,27 Вт

1.5. Представление результатов измерений в соответствии с МИ 1317-86

,

%

Вт , 0,95

2.Раздел по сертификации

Оценка стоимости работ по аккредитации органов по сертификации однородной продукции и испытательных лабораторий в системе сертификации ГОСТ Р

2.1 Цели и задачи сертификации

Сертификация - это процедура подтверждения соответствия результата производственной деятельности, товара, услуги нормативным требованиям, посредством которой третья сторона (независимая от изготовителя (продавца) и потребителя продукции) документально удостоверяет, что продукция, работа (процесс) или услуга соответствует "заданным требованиям". Таким образом, сертификация - основное средство в условиях рыночной экономики, позволяющее гарантировать соответствие продукции требованиям нормативной документации. С позиции государственных интересов, такой инструмент, как сертификация, должен, с одной стороны, обеспечить улучшение качества продукции и услуг и гарантию безопасности их для потребителя, а с другой - не служить препятствием для развития предпринимательства, процедурно и финансово усложняя процесс получения сертификата.
Цели сертификации :
- содействие потребителям в компетентном выборе продукции (услуги);
- защита потребителя от недобросовестности изготовителя (продавца, исполнителя);
- контроль безопасности продукции (услуги, работы) для окружающей среды, жизни, здоровья и имущества;
- подтверждение показателей качества продукции (услуги, работы), заявленных изготовителем (исполнителем);
- создание условий для деятельности организаций и предпринимателей на едином товарном рынке России, а также для участия в международном экономическом, научно-техническом сотрудничестве и международной торговле.
- подтверждение соответствия продукции.

2.2 Органы по сертификации продукции (услуг)

Орган по сертификации продукции:

· сертифицирует продукцию, выдает сертификаты и лицензии на применение знака соответствия;

· осуществляет инспекционный контроль за сертифицированной продукцией;

· приостанавливает либо отменяет действия выданных им сертификатов;

· формирует и актуализирует фонд нормативных документов, необходимых для сертификации;

· представляет заявителю по его требованию необходимую информацию в пределах своей компетенции.

2.3 Испытательные лаборатории

Аккредитованная испытательная лаборатория осуществляет испытания конкретной продукции или конкретные виды испытаний и выдает протоколы испытаний для целей сертификации.

Основными задачами испытательной лаборатории являются:

1) проведение сертификационных испытаний средств защиты информации на соответствие требованиям нормативных документов, утвержденных Гостехкомиссией России, и Государственных стандартов;

2) проведение отдельных испытаний средств защиты информации по поручению Гостехкомиссии России и органов по сертификации;

3) разработка и представление на согласование в орган по сертификации необходимых методик испытаний;

4) проведение экспертизы нормативной документации в части контролируемых показателей, методов и средств испытаний.

Испытательная лаборатория осуществляет следующие функции:

1) осуществляют испытания конкретных средств защиты информации, оформляют заключения и протоколы сертификационных испытаний;

2) осуществляют отбор образцов средств защиты информации для проведения сертификационных испытаний;

3) участвуют в предварительной проверке (аттестации) производства сертифицируемых средств защиты информации;

4) участвует в предварительной проверке условий производства видов сертифицируемых средств защиты информации, закрепленных за испытательной лабораторией;

5) осуществляет сбор, хранение, систематизацию и представление органу по сертификации информации о средствах защиты информации (изделиях), проходивших испытания в испытательной лаборатории. Полученная информация должна использоваться строго конфиденциально (без нарушения прав собственности заявителя на изделие, включая его авторское право и право на защиту коммерческой тайны);

2.4 Расчет стоимости аккредитации базового органа по сертификации и испытательной лаборатории

Для оценки стоимости работ по аккредитации базовых ОС и ИЛ используем формулу:

С_аб = (t_эб×Т_э + t_кб×Т_к)×К_н×(1+Р/100),

где t_эб, t_кб – трудозатраты экспертов и членов комиссии соответственно на выполнение работ по аккредитации базовых ОС и ИЛ, чел/дн;

Т_э, Т_к – средняя дневная ставка оплаты труда эксперта и члена комиссии соответственно, руб;

К_н – коэффициент начислений на зарплату;

Р – уровень рентабельности, %.

Расчет средней дневной ставки оплаты труда эксперта и члена комиссии:

Т_э = 0,235 З_min, Т_к = 0,705 З_min,

где З_min – минимальная месячная зарплата, установленная законодательством.

З_min = 4330 руб. (с 1.01.2009 года).

Средняя дневная ставка оплаты труда эксперта будет равна

Т_э = 0,235×4330 = 1017,55 руб.

Средняя дневная ставка оплаты труда члена комиссии будет равна

Т_к = 0,705× 4330 = 3052,65 руб.

Коэффициент начислений на зарплату определяют как

К_н = (1+К_доп.з/п)×(1+К_регион),

При принятых коэффициентах:К_доп.з/п = 0,1 и К_регион = 0,15,

К_н = (1+0,1)×(1+0,15),

К_н = 1,1×1,15 = 1,27.

Примем уровень рентабельности Р = 30%.

Вычисляем стоимость по аккредитации базовых ОС и ИЛ:

С_аб = (t_эб×Т_э + t_кб×Т_к)×К_н×(1+Р/100),

С_аб = (16×1017,55+15×3052,65)×1,27×(1+30/100) = 102478,48руб.

Находим корректирующий коэффициент К_ос для стоимости работ по аккредитации органа по сертификации:

К_ос = К_1ос×К_2ос,

где К_1ос – коэффициент, учитывающий количество групп продукции (Ј ) и среднее количество НТД на 1 вид продукции (i),принимаем Ј = 14 и i = 4: К_1ос = 1,13;

К_{2ос -} корректирующий коэффициент, учитывающий включение в область признания нескольких классов продукции (Ј)

К_2ос = 1 + 0,2 (Ј – 3)=1+0,2 (14-3)=3,2;

Для принятых данных: К_1ос = 1,13; К_2ос = 3,2; К_ос =3,62.

Стоимость аккредитации органа по сертификации будет равна:

С_а.ос = = 102478,48×3,62=370972,1 руб.

Находим корректирующий коэффициент К_ил для оценки стоимости работ по аккредитации испытательной лаборатории

К_ил = ,

где К_1ил – коэффициент, учитывающий количество типовых методик испытаний (n), принимаем количество сотрудников лаборатории к = 14; n = 13, тогда по таблице 4 К_1ил = 0,90;

К_2ил – коэффициент, учитывающий сложность испытательного оборудования. Примем, что в качестве оборудования будет использоваться автоматизированный испытательный комплекс, тогда К_2ил = 1,2.

К_ил= 0,90·1,2 = 1,08

Стоимость аккредитации испытательной лаборатории будет равна

С_а.ил = = 102478,48×1,08= 110676,76руб

Заключение

Курсовая работа по курсу «Метрология, стандартизация и сертификация» состоит из двух разделов:

1. Раздел по метрологии - обработка результатов косвенных измерений;

Мной определено значение мощности электрического тока, для этого обработали результаты косвенных измерений, путем оценки истинного значения величины сопротивления и напряжения; оценки разброса отчетов при измерении; оценки выборочного среднего квадратического отклонения; определения средней квадратической погрешности результата; определения доверительных границ погрешности результата измерения, используя коэффициент Стьюдента, и представили результаты полученных измерений в соответствии с Ми 1317-04.

В результате электрического тока получилась равнойВт , 0,95

что в процентном соотношении составляет 9%.

2. Раздел по сертификации - оценка стоимости работ по аккредитации органов по сертификации однородной продукции и испытательных лабораторий в системе сертификации ГОСТ Р.

Аккредитация это сложный, трудоемкий и дорогостоящий процесс, целями которой является обеспечение доверия к аккредитованным организациям и их деятельности, устранение технологических барьеров, защита интересов потребителей в вопросах качества продукции или услуг.

Мы произвели оценку стоимости работ по аккредитации органов по сертификации однородной продукции и испытательных лабораторий в системе сертификации ГОСТ Р.

В результате чего стоимость по аккредитации базовых ОС и ИЛ равны

С_аб =102478,47руб., С_а.ил =370972,1 руб. и С_а.ос = 110676,76руб

Приложение

Таблица 1. Коэффициенты t распределения Стьюдента

Таблица 2. Критерий Шовене для отбора промахов

Библиографический список:

1. Савчук В.П. Обработка результатов измерений. Физическая лаборатория. Ч1: Учебное пособие для студентов вузов. – Одесса: ОНПУ, 2002 – 54с.

2. Сергеев А.Г. Метрология: Учебник. – М.:Логос,2005 – 272с.

3. Сергеев А.Г., Латышев М.В., ТерегеряВ.В.''Метрология, стандартизация, сертификация: Учебное пособие''. – М.: Логос, 2008. – 536с.

4. Димов Ю.В. Метрология,стандартизация и сертификация. 2-е издание. 2003 – 432с.