Hiba A mérési eredmény eltérése a mért érték valódi értékétől.

A PV valódi értékét csak végtelen számú méréssel lehet megállapítani, amit a gyakorlatban lehetetlen végrehajtani. A mért mennyiség valódi értéke elérhetetlen, és a hibák elemzéséhez a mért mennyiség tényleges értékét használják a legközelebb a valódi értékhez, az értéket a legfejlettebb mérési módszerrel és a legpontosabb mérőműszerek. Így a mérési hiba a tényleges dev = Xd - Xmeas eltéréstől függ

A hiba minden mérést kísér, és a módszer, a mérőműszer, a mérési feltételek (ha eltérnek a szabványos feltételektől) tökéletlenségével jár.

A készülék működési elveitől függően bizonyos tényezők hatással vannak.

Különbséget kell tenni az SI hibái és a mérési eredmény között a külső körülmények, a mért érték jellemzői, az SI tökéletlensége miatt.

A mérési eredmény hibája magában foglalja a hibát és a mérőműszereket, valamint a mérési feltételek, az objektum tulajdonságainak és a mért értéknek az ∆ri = ∆si + ∆vu + ∆m.o + ∆siv.

Hibaosztályozás:

1) Kifejezésképpen:

a) Abszolút- hiba, mért mértékegységben kifejezve ∆ = Xd-Xism

b) Relatív- hiba, az abszolút hiba és a mérési eredmény arányában vagy a mért érték tényleges értékében kifejezve γrel = (∆ / Xd) * 100.

c) Az adott A relatív hiba, amelyet a mérőműszer abszolút hibájának és a feltételnek az aránya fejez ki, a mennyiségi állandó elfogadott értéke a teljes mérési tartományban (vagy a tartomány egy részében) γprev = (∆ / Xnorm) * 100, ahol Xnorm az adott értékekre megállapított normalizáló érték. A KNorm kiválasztása a GOST 8.009-84 szerint történik. Ez lehet a mérőműszer felső határa, a mérési tartomány, a skála hossza stb. Számos mérőműszer esetében a pontossági osztályt a csökkentett hiba szerint határozzák meg. A csökkentett hibát azért vezetjük be, mert a relatív csak a skála egy adott pontján jellemzi a hibát, és függ a mért érték értékétől.

2) Előfordulási okok és feltételek miatt:

a) A fő- ez a normál üzemi körülmények között működő mérőműszerek hibája, amely az átalakítási funkció tökéletlenségéből és általában a mérőeszközök tulajdonságainak tökéletlenségéből adódik, és tükrözi a mérési átalakítás tényleges funkciójának különbségét. a műszereket szabványos feltételeknek megfelelően. a mérőműszerek névleges szabványosított dokumentumaiból (szabványok, műszaki feltételek). A szabályozási dokumentumok a következőket írják elő:

• Környezeti hőmérséklet (20 ± 5) ° С;
• Relatív páratartalom (65 ± 15)%;
• hálózati tápfeszültség (220 ± 4,4) V;
• hálózati feszültség (50 ± 1) Hz;
• e -mail hiánya és magn. mezők;
• a készülék helyzete vízszintes, ± 2 ° eltéréssel.

Az üzemi feltételek mérése- ezek azok a feltételek, amelyek mellett a befolyásoló mennyiségek értékei a munkaterületeken belül vannak, amelyek esetében a MI -értékek további hibája vagy változása normalizálódik.

Például a kondenzátorok esetében a hőmérséklet normálistól való eltérésével járó további hiba normalizálódik; az ampermérő esetében a váltakozó áram frekvencia eltérése 50 Hz.

b) További- ez a mérőműszerek hibájának összetevője, amely a fő mellett felmerül, ha bármely befolyásoló mennyiség eltér az érték normájától, vagy ha túlmegy a normalizált értéktartományon. Általában a további hiba legnagyobb értéke normalizálódik.

Alapvető megengedett hibahatár- naib. a mérőműszerek alapvető hibája, amelynél a mérőeszköz alkalmas lehet és az ezeknek megfelelő használatra engedélyezett. körülmények.

További megengedett hibahatár- a legnagyobb kiegészítő hiba, amelynél az SI használatát jóváhagyták.

Például egy CT 1.0 -val rendelkező eszköz esetén a csökkentett kiegészítő hőmérséklet hiba nem haladhatja meg a ± 1% -ot minden 10 ° -os hőmérsékletváltozás esetén.

A megengedett alap- és kiegészítő hiba határai abszolút, relatív vagy csökkentett hiba formájában fejezhetők ki.

Annak érdekében, hogy jellemzőik összehasonlításával választhassunk SI -t, mutassuk be az ilyen típusú SI általános jellemzői - pontossági osztály (CT) ... Általában ez a fő és további hibák határa. A CT lehetővé teszi az egyik típusú mérőműszer hibájának határainak megítélését, de nem közvetlen mutatója az egyes mérőeszközök segítségével végzett mérések pontosságának, mivel a hiba függ a módszertől, a mérési feltételektől stb. Ezt figyelembe kell venni a mérőeszköz kiválasztásakor, a megadott pontosságtól függően.

A CT értékeket szabványok vagy műszaki feltételek vagy más szabályozási dokumentumok határozzák meg, és a GOST 8.401-80 szerint választják ki a szabványos értéktartományból. Például elektromechanikus eszközök esetén: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 2,5; 4,0; 6.0.

A CT SI ismeretében megtalálhatja az abszolút hiba maximális megengedett értékét a mérési tartomány minden pontjára a csökkentett hiba képletéből: ∆maxadd = (γpriv * Xnorm) / 100.

A CT -t általában különböző formákban alkalmazzák az eszköz skálájára, például (2.5) (körben).

3) A változások jellege szerint:

a) szisztematikus- a hiba összetevője, amely állandó marad, vagy ismert mintának megfelelően változik a mérések teljes ideje alatt. A kiigazítással vagy korrekciókkal kizárható a mérési eredményekből. Ide tartoznak: módszertani P, instrumentális P, szubjektív P stb. Az ilyen minőségű SI, ha a szisztematikus hiba nulla közeli, ún. helyesség.

b) véletlen- ezek a hiba összetevői, véletlenszerűen változnak, az okokat nem lehet pontosan megjelölni, ezért nem lehet kiküszöbölni. Félreértéshez vezet az olvasmányokban. A csökkenés több méréssel és az eredmények későbbi statisztikai feldolgozásával lehetséges. Azok. több mérés átlagolt eredménye közelebb áll a tényleges értékhez, mint egy mérés eredménye. A minőséget, amelyet a hiba véletlen komponensének nullához való közelsége jellemez, ún konvergencia ennek az eszköznek a jelzéseit.

c) hiányzik - súlyos hibák, amelyek kezelői hibákkal járnak, vagy nem számolnak be külső hatásokkal. Általában kizárják őket a mérési eredményekből, nem veszik figyelembe az eredmények feldolgozásakor.

4) A mért értékektől függően:

a) Adalék hibák(független a mért értékektől)

b) Sokszorosító hibák(arányos a mért értékkel).

A szorzó hibát érzékenységi hibának is nevezik.

Az additív hiba általában zaj, interferencia, rezgés, súrlódás miatt jelentkezik a tartókban. Példa: nulla hiba és diszkrét (kvantálási) hiba.

A szorzó hibát a mérőműszerek egyes elemeinek beállítási hibája okozza. Például az öregedés miatt (SI érzékenységi hiba).

Attól függően, hogy az eszköz melyik hibája jelentős, a metrológiai jellemzők normalizálódnak.

Ha az additív hiba szignifikáns, akkor a megengedett alaphiba korlátja a csökkentett hiba formájában normalizálódik.

Ha a szorzó hiba szignifikáns, akkor a megengedett alaphiba határát a relatív hiba képlete határozza meg.

Ekkor a relatív összes hiba: γrel = Δ / X = γadd + γmult = γadd + γmult + γadd * Xnorm / X– γadd = ±, ahol c = γadd + γmult; d = γadd.

Ez a metrológiai jellemzők szabványosításának egyik módja, amikor a hiba additív és multiplikatív összetevői összehasonlíthatóak, azaz a relatív megengedett alaphiba határértékét kéttagú képletben fejezzük ki, a CT megjelölés pedig két számból áll, amelyek c-t és d-t%-ban fejeznek ki, perjelekkel elválasztva. Például 0,02 / 0,01. Ez azért kényelmes, mert az s szám az SI relatív hibája n.o. A képlet második tagja a relatív mérési hiba növekedését jellemzi X értékének növekedésével, azaz jellemzi a hiba additív összetevőjének hatását.

5) A mért érték változásának jellegének befolyásától függően:

a) Statikus- SI hiba állandó vagy lassan változó mennyiség mérésekor.

b) Dinamikus- SI hiba, amely az időben gyorsan változó PV méréséből adódik. A dinamikus hiba az eszköz tehetetlenségének következménye.

Mérési hiba- egy mennyiség mért értékének eltérése a valódi (tényleges) értékétől. A mérési bizonytalanság a mérési pontosság jellemzője.

Általában lehetetlen abszolút pontossággal megtudni a mért érték valódi értékét, ezért lehetetlen jelezni a mért érték valóditól való eltérését. Ezt az eltérést általában ún mérési hiba... (Számos forrásban, például a Nagy Szovjet Enciklopédiában, a kifejezések mérési hibaés mérési hiba szinonimaként használják, de az RMG 29-99 ajánlása szerint a kifejezés mérési hiba nem ajánlott kevésbé sikeresként használni, és az RMG 29-2013 egyáltalán nem említi). Ennek az eltérésnek a nagyságát csak statisztikai módszerek segítségével lehet megbecsülni. A gyakorlatban a valódi érték helyett használja jelenlegi érték NS d, azaz egy fizikai mennyiség kísérletileg kapott értéke, és olyan közel van a valódi értékhez, hogy a beállított mérési feladatban helyettesíthető vele. Ezt az értéket általában a méréssorozat eredményeinek statisztikai feldolgozásával kapott átlagos értékként kell kiszámítani. Ez az érték nem pontos, de csak a legvalószínűbb. Ezért a mérésekben fel kell tüntetni, hogy mekkora a pontosságuk. Ehhez a kapott eredménnyel együtt fel van tüntetve a mérési hiba. Például a bejegyzés T= 2,8 ± 0,1 s azt jelenti, hogy a mennyiség valódi értéke T tartományban fekszik 2,7 s előtt 2,9 s bizonyos meghatározott valószínűséggel (lásd a megbízhatósági intervallumot, a megbízhatósági valószínűséget, a standard hibát, a hibahatárt).

Hibabecslés

A mért mennyiség jellemzőitől függően különböző módszereket alkalmaznak a mérési hiba meghatározására.

Δ x = x max - x min 2. (\ displaystyle \ Delta x = (\ frac (x _ (\ max) -x _ (\ min)) (2)).)

Hibaosztályozás

Az előadás formája szerint

Abszolút hiba - Δ X (\ displaystyle \ Delta X) az abszolút mérési hiba becslése. Számítása különböző módon történik. A számítási módszert egy véletlen változó eloszlása ​​határozza meg („mér” és „mért”). Ennek megfelelően az abszolút hiba nagysága a véletlen változó eloszlásától függően X mérés (\ displaystyle X _ (\ textrm (mért))) más lehet. Ha X mérés (\ displaystyle X _ (\ textrm (mért))) a mért érték, és X igaz (\ displaystyle X _ (\ textrm (true))) az igazi érték, akkor az egyenlőtlenség Δ X> | X mérés - X igaz | (\ displaystyle \ Delta X> | X _ (\ textrm (mért)) - X _ (\ textrm (igaz)) |) kell teljesíteni bizonyos valószínűséggel közel 1. Ha a véletlen változó X mérés (\ displaystyle X _ (\ textrm (mért))) a normáltörvény szerint oszlik meg, akkor általában abból az abszolút hibának számít a gyök-közép-négyzet eltérése. Az abszolút hibát ugyanazokkal a mértékegységekkel mérik, mint maga az értéket.

Számos módon írhat értéket abszolút hibájával együtt:

1. A hiba egyértelmű jelzése. Például m S = 100,02147 g u c = 0,35 mg hibával.
2. Zárójelben rögzítve az utolsó számjegy hibáját: m S = 100,02147 (35) g. Az exponenciális jelölésnél a mantissza utolsó számjegyének hibája zárójelben van feltüntetve.
3. A hiba rögzítése zárójelben abszolút értékkel: m S = 100,02147 (0,00035) g.
4. Aláírt bejegyzés ± : 100.02147 ± 0.00035 g Ezt a rekordot a JCGM 100: 2008 szabvány ajánlja arra az esetre, ha a hibaérték nem tartozik a konfidencia intervallumba (azaz ha a becslés szigorú).

Aláírt bejegyzés ± gyakran szigorúnak is értelmezhető, például, hogy 100 ± 5 -nél az érték garantáltan a 95 és 105 közötti tartományban van. A tudományos nyilvántartás azonban nem ezt jelenti, hanem azt, hogy az a megadott tartományban némi szórással.

Relatív hiba mérés - az abszolút mérési hiba és a mért mennyiség referenciaértékének aránya, amely különösen a valós vagy tényleges értéke lehet: δ x = Δ x x igaz (\ displaystyle \ delta _ (x) = (\ frac (\ Delta x) (x _ (\ textrm (true)))))), δ x = Δ x x ¯ (\ displaystyle \ delta _ (x) = (\ frac (\ Delta x) (\ bar (x)))).

A relatív hiba egység nélküli százalék.

Csökkentett hiba a legnagyobb lehetséges abszolút hiba és a normalizáló érték aránya:

γ = Δ x max x N (\ displaystyle \ gamma = (\ frac (\ Delta x _ (\ textrm (max))) (x _ (\ textrm (N)))))

Csakúgy, mint a rokon, dimenzió nélküli mennyiség; számértékét például százalékban lehet megadni.

Az előfordulás miatt

• Hangszeres / hangszeres hibák- olyan hibák, amelyeket a használt mérőműszerek hibái határoznak meg, és amelyeket a működési elv tökéletlensége, a skálaosztás pontatlansága, a készülék pontatlansága okoz.
• Elméleti- a mérések során téves elméleti feltételezésekből eredő hibák.
• Módszertani hibák- a módszer tökéletlensége miatti hibák, valamint a módszer alapjául szolgáló egyszerűsítések.
• Szubjektív / kezelői / személyes hibák- a kezelő figyelmessége, koncentrációja, felkészültsége és egyéb tulajdonságai miatti hibák.

A technológiában az eszközöket csak bizonyos előre meghatározott pontossággal mérik - ez a fő hiba, amely normál működési feltételek mellett megengedett egy adott eszköznél. A tudomány és a technológia különböző területein eltérő szabványos (normál) feltételek lehetnek (például az Egyesült Államokban a normál hőmérséklet 20 ° C, a normál nyomás esetén 101,325 kPa); ezenkívül speciális követelményeket (pl. normál működési helyzet) lehet meghatározni a készülékre vonatkozóan. Ha az eszköz nem a szokásos körülmények között működik, akkor további hiba lép fel, amely növeli az eszköz általános hibáját - például hőmérséklet (amelyet a környezeti hőmérséklet eltérése okoz a normálistól), telepítés (az eszköz eltérése miatt) normál üzemi helyzetből) stb.

A mérőműszerek általános jellemzője a pontossági osztály, amelyet a megengedett alap- és kiegészítő hibák határértékei, valamint a mérőeszközök pontosságát befolyásoló egyéb paraméterek határoznak meg; a paraméterek értékét bizonyos típusú mérőműszerekre vonatkozó szabványok határozzák meg. A mérőeszközök pontossági osztálya jellemzi pontossági tulajdonságaikat, de nem közvetlen mutatója az ezekkel a műszerekkel végzett mérések pontosságának, mivel a pontosság a mérési módszertől és azok végrehajtásának feltételeitől is függ. A mérőműszerek, amelyek megengedett alaphibájának határait a csökkentett alapvető (relatív) hibák formájában határozzák meg, pontossági osztályokat kapnak a következő számok közül: (1; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0) × 10 n ahol a kitevő n = 1; 0; −1; −2 stb.

A megnyilvánulás jellege szerint

Véletlen hiba - a mérési hiba összetevője, amely véletlenszerűen változik az azonos mennyiségű, azonos körülmények között végzett ismételt mérések sorozatában. Az ilyen hibák megjelenésében nincs szabályosság, ezeket azonos értékű ismételt mérések során észlelik a kapott eredmények bizonyos szórása formájában. A véletlenszerű hibák elkerülhetetlenek, javíthatatlanok és mindig jelen vannak a mérés eredményeként, de hatásukat általában ki lehet küszöbölni statisztikai feldolgozással. A véletlenszerű hibák leírása csak a véletlenszerű folyamatok elmélete és a matematikai statisztika alapján lehetséges.

Matematikailag a véletlen hiba rendszerint fehér zajként ábrázolható: folytonos véletlen változóként, szimmetrikusak a nulla körül, függetlenül megvalósítva minden dimenzióban (korrelálatlan időben).

A véletlenszerű hiba fő tulajdonsága, hogy képes az adatok átlagolásával csökkenteni a kívánt érték torzulását. A kívánt érték becslésének finomítása a mérések számának növekedésével (ismételt kísérletek) azt jelenti, hogy az átlagos véletlen hiba 0 -ra hajlik az adatmennyiség növekedésével (a nagy számok törvénye).

Gyakran előfordul, hogy véletlen hibák merülnek fel számos független ok együttes fellépése miatt, amelyek mindegyike külön -külön kevés hatással van a mérési eredményre. Emiatt a véletlen hiba eloszlását gyakran "normálisnak" vélik (vö. Középhatár -tétel). A "normalitás" lehetővé teszi a matematikai statisztikák teljes arzenáljának felhasználását az adatfeldolgozásban.

A "normális" a priori meggyőződése azonban a Központi Határtétel alapján nem egyezik a gyakorlattal - a mérési hibák eloszlási törvényei nagyon változatosak, és általában nagyon eltérnek a normálistól.

A véletlenszerű hibák az eszközök tökéletlenségével (mechanikai eszközök súrlódása stb.), Városi körülmények között történő rázkódással, a mérési objektum tökéletlenségével (például egy vékony huzal átmérőjének mérésekor, amely meglehetősen kör alakú keresztmetszet a gyártási folyamat tökéletlensége következtében).

Szisztematikus hiba - egy bizonyos törvény szerint idővel változó hiba (a speciális eset egy állandó hiba, amely nem változik az idő múlásával). A szisztematikus hibák műszerhibákkal (rossz skála, kalibrálás stb.) Társíthatók, ezeket a kísérletező nem veszi figyelembe.

A szisztematikus hiba nem szüntethető meg ismételt mérésekkel. Ezt vagy javításokkal, vagy a kísérlet "javításával" szüntetik meg.

Haladó (sodródás) hiba - kiszámíthatatlan hiba lassan változik az idő múlásával. Ennek oka a statisztikai stabilitás megsértése.

Durva hiba (hiányzik) - hiba, amely a kísérletező figyelmen kívül hagyása vagy a berendezés meghibásodása következtében keletkezett (például ha a kísérletező félreolvasta az osztás számát az eszköz skáláján, vagy ha rövidzárlat volt az elektromos áramkör).

Meg kell jegyezni, hogy a hibák véletlenszerűre és szisztematikusra való felosztása meglehetősen önkényes. Például a kerekítési hiba bizonyos körülmények között lehet véletlenszerű és szisztematikus hiba is.

Mérési módszerrel

Közvetlen mérési hiba [ ] a képlet alapján számítjuk ki

Δ x = (t) 2 + (A) 2 (\ displaystyle \ Delta x = (\ sqrt ((t) ^ (2) + (A) ^ (2))))

A közvetett reprodukálható mérések bizonytalansága- a számított (nem közvetlenül mért) érték hibája. Ha F = F (x 1, x 2 ... X n) (\ displaystyle F = F (x_ (1), x_ (2) ... x_ (n))), ahol közvetlenül mérnek független mennyiségeket hibával Δ x i (\ displaystyle \ Delta x_ (i)), azután:

Δ F = ∑ i = 1 n (Δ xi ∂ F ∂ xi) 2 (\ displaystyle \ Delta F = (\ sqrt (\ sum _ (i = 1) ^ (n) \ left (\ Delta x_ (i) () \ frac (\ részleges F) (\ részleges x_ (i))) \ jobb) ^ (2))))

A közvetett, nem reprodukálható mérések bizonytalansága a fenti képlethez hasonlóan kell kiszámítani, de helyett x i (\ displaystyle x_ (i)) a számítások során kapott értéket feltesszük.

A készülék tehetetlenségétől függően

• Statikus- a mérési rendszer hibája, amely fizikai mennyiség időben nem változó méréséből adódik.
• Dinamikus- a mérőrendszer hibája, amely változó fizikai mennyiség méréséből adódik, a mérési rendszer és a mért fizikai mennyiség változási üteme közötti válasz eltérése miatt.

A mérés műveletek összessége, amelynek célja egy bizonyos érték nagyságának meghatározása. A mérési eredmény három paraméter: szám, egység és bizonytalanság. A mérési eredményt a következőképpen írjuk fel: Y = (x ± u) [M], például L = (7,4 ± 0,2) m. A mértékegység egy relatív egység, amelyet fizikai mennyiségként használunk. A szám az a mértékegység, amelyet a mért objektum tartalmaz. És végül, a bizonytalanság az, hogy a mért érték milyen mértékben közelíti meg a mért értéket.

Mérési hiba

Minden mérés kétféle hibát tartalmaz: véletlenszerű és szisztematikus. A véletlenszerű hibákat valószínűsíthető események okozzák, amelyek bármely dimenzióban előfordulnak. A véletlenszerű hibáknak nincs mintája, ezért nagyszámú mérés esetén a véletlen hiba átlagos értéke nullára hajlik. Szisztematikus hibák merülnek fel önkényesen nagy számú méréssel. A szisztematikus hibák csak akkor csökkenthetők, ha az ok ismert, például a műszer nem megfelelő használata.

A közvetett tényezők hatása

Vannak olyan tényezők, amelyek közvetve befolyásolják a mérési eredményt, és nem képezik részét a mért értéknek. Például egy profil hosszának mérésekor a profil hossza a profil hőmérsékletétől, a mérési eredmény pedig közvetve a mikrométer hőmérsékletétől függ. Ebben az esetben a mérés eredményeként le kell írni azt a hőmérsékletet, amelyen a mérést elvégezték. Egy másik példa: amikor egy profil hosszát lézerrel mérik, a mérési eredményt közvetve befolyásolja a levegő hőmérséklete, a légköri nyomás és a levegő páratartalma.

Így ahhoz, hogy a mérési eredmény reprezentatív legyen, meg kell határozni a mérési feltételeket: a mérést befolyásoló tényezők meghatározása; válassza ki a megfelelő eszközöket; határozza meg a mért tárgyat; használja a megfelelő üzemmódot. Az ilyen mérési feltételeket a normák határozzák meg, hogy a mérési eredmények legyenek reprodukálni és összehasonlítani, ilyen feltételeket neveznek normál mérési feltételek.

A mérési eredmények korrekciója

Bizonyos esetekben lehetőség van a mérési eredmény kijavítására, ha lehetetlen megfelelni a normál feltételeknek. Egy ilyen kiigazítás bevezetése bonyolítja a mérést, és gyakran más mennyiségek mérését igényli. Például egy profil hosszának mérése a normálistól eltérő hőmérsékleten, 20 ° C -on a következő képlettel korrigálható: l "20 = l" θ. A mérőeszköz kalibrációs korrekciója 20 ° C - C hőmérsékleten c. Így a profil hosszát a következő összefüggés határozza meg: l 20 = f (l "θ, α, θ, C c).

Általánosságban elmondható, hogy a mérési eredményt a többi méréstől való függésként fejezzük ki: y = f (x 1, x 2, ... x N), ahol f lehet analitikai függvény, valószínűségi eloszlás vagy akár részben ismeretlen funkció. Az eredmények korrigálása csökkenti a mérési pontatlanságot, de ily módon lehetetlen a mérési pontatlanságot nullára csökkenteni.

Metrológiai laboratórium

A méréstechnikai laboratóriumnak minden közvetett mérési tényezőt ellenőriznie kell. A feltételek a mérések típusától és pontosságától függenek. Például akár egy termelésmérési osztály is laboratóriumnak tekinthető. Az alábbiakban a metrológiai laboratórium alapvető követelményeiről fogunk beszélni.

Elhelyezkedés

A metrológiai laboratóriumot a lehető legtávolabb kell elhelyezni más épületektől, a legalacsonyabb emeleten (lehetőleg az alagsorban), és elegendő szigeteléssel kell rendelkezni a zaj, a szélsőséges hőmérsékletek, a rezgések és egyéb irritációs források ellen.

Hőfok

A metrológiai laboratóriumnak be kell tartania a hőmérséklet -szabályozást, amely figyelembe veszi a laboratóriumban dolgozókat. Légkondicionáló és fűtési rendszerek szükségesek.

páratartalom

A páratartalmat a munkához megengedett minimális szinten kell tartani - körülbelül 40%.

Levegőtisztaság

A levegő nem tartalmazhat egy mikrométernél nagyobb szuszpenziót.

Világítás

A megvilágítást hideg színű fénycsövekkel kell előállítani, a megvilágításnak 800 és 1000 lux között kell lennie.

A mérőeszköz bizonytalansága

A bizonytalanságot úgy lehet meghatározni, ha összehasonlítjuk a mérési eredményeket egy mintával vagy egy nagyobb pontosságú műszerrel. A szerszámkalibrálás során korrekciós érték és bizonytalanság jelenik meg.

Példa a mikrométer kalibrálására

Egy ismert hosszúságú minta mérésével megkapjuk a korrekciós értéket, c. Így ha a szerszám által mért hosszúság x 0, akkor a tényleges hossz x c = x 0 + c lesz.

Végezzük el a minta n c mérését és kapjuk meg az s c eltérést. Most minden kalibrált mikrométerrel végzett mérésnél az u bizonytalansági érték a következő lesz: u = √ (u 2 0 + s 2 c / n c + u 2 m / n), u m az n mérésben kapott eltérés.

Megértés

A gyártásban a tolerancia fogalmát használják, a felső és alsó értékek beállítását, amelyeken belül a mért tárgy nem tekinthető házasságnak. Például a 100 ± 5% μF kapacitású kondenzátorok gyártásakor 5% -os tűréshatárt állapítanak meg, ami azt jelenti, hogy a minőségellenőrzés szakaszában a kondenzátor kapacitásának mérésekor a kondenzátorok kapacitása nagyobb, mint A 105 μF és kevesebb, mint 95 μF házasságnak minősül.

A minőségellenőrzés során figyelembe kell venni a mérőműszer bizonytalanságát, tehát ha a kondenzátor kapacitásának mérésénél a bizonytalanság 2 μF, akkor a 95 μF mérési eredmény 93-97 μF-ot jelenthet. A mérési eredmények bizonytalanságának figyelembevétele érdekében ki kell terjeszteni a tolerancia fogalmát: a tűrésnek figyelembe kell vennie a mérőeszköz bizonytalanságát. Ehhez meg kell adnia egy megbízhatósági intervallumot, azaz az alkatrészek százalékos arányát, amelyeknek garantálniuk kell, hogy megfelelnek a megadott paramétereknek.

A konfidencia intervallum a normál eloszlás szerint épül fel: úgy tekintjük, hogy a mérési eredmény megfelel a μ ± kσ normális eloszlásnak. A ku -n belüli érték megtalálásának valószínűsége a k értékétől függ: k = 1 esetén a mérések 68,3% -a σ ± u, k = 3 - 99,7% értékbe esik.

Mérési modell

A legtöbb esetben a kívánt Y értéket nem közvetlenül mérik, hanem egyes X 1, X 2, ... X n mérések függvényében határozzák meg. Ezt a funkciót ún mérési modell, míg minden X i érték mérési modell is lehet.

A hiba a mérőműszer (mérésre szánt műszaki eszközök) egyik legfontosabb metrológiai jellemzője. Ez megfelel a mérőműszer leolvasása és a mért mennyiség valós értéke közötti különbségnek. Minél kisebb a hiba, annál pontosabb a mérőműszer, annál jobb a minősége. Egy bizonyos típusú mérőműszer esetleges legnagyobb hibaértékét bizonyos körülmények között (például a mért mennyiség adott értéktartományában) megengedett hibahatárnak nevezzük. Általában határozza meg a megengedett hiba határait, azaz az intervallum alsó és felső határa, amelyen túl a hiba nem mehet át.

Szokás mind a hibákat, mind azok korlátait abszolút, relatív vagy csökkentett hibák formájában kifejezni. A konkrét formát a mérési tartományon belüli hibaváltozás jellegétől, valamint a mérőeszközök használati körülményeitől és céljától függően választják ki. Az abszolút hibát a mért érték egységeiben, a relatív és csökkentett hibát általában százalékban jelzik. A relatív hiba az adottnál sokkal pontosabban jellemezheti a mérőműszer minőségét, amelyet az alábbiakban részletesebben tárgyalunk.

Az abszolút (Δ), relatív (δ) és csökkentett (γ) hibák közötti kapcsolatot a következő képletek határozzák meg:

ahol X a mért mennyiség értéke, X N a normalizáló érték, ugyanazon mértékegységekben kifejezve, mint a Δ. Az X N szabványosítási érték kiválasztásának kritériumait a GOST 8.401-80 határozza meg a mérőműszer tulajdonságaitól függően, és általában meg kell egyeznie a mérési határértékkel (X K), azaz

A megengedett hibák határértékeit a megadott formában kell kifejezni, ha feltételezhető, hogy a hibahatárok gyakorlatilag változatlanok a mérési tartományon belül (például analóg voltmérők esetében, amikor a hibahatárokat a skálaosztási érték függvényében határozzák meg, függetlenül a mért feszültségértéktől). Ellenkező esetben ajánlott a megengedett hibák határait relatív hibák formájában kifejezni a GOST 8.401-80 szerint.
A gyakorlatban azonban a megengedett hibák határainak kifejezését csökkentett hibák formájában hibásan használják azokban az esetekben, amikor a hibahatárok nem feltételezhetők állandónak a mérési tartományon belül. Ez vagy félrevezeti a felhasználókat (amikor nem értik, hogy az így meghatározott százalékos hiba egyáltalán nem számít a mért értékből), vagy jelentősen korlátozza a mérőműszer hatókörét, mert formálisan ebben az esetben a hiba a mért értékhez viszonyítva például tízszeresére nő, ha a mért érték 0,1 a mérési határértékhez képest.
A megengedett hibák határainak relatív hibák formájában történő kifejezése lehetővé teszi a hibahatárok valódi függését a mért mennyiség értékétől, amikor az űrlap képletét használjuk

δ = ±

ahol c és d együtthatók, d

Ugyanakkor az X = X k pontban a (4) képlet alapján számított megengedett relatív hiba határai egybeesnek a megengedett csökkentett hiba határaival

Az X pontokban

Δ 1 = δ X = X

Δ 2 = γ X K = c X k

Azok. a mért értékek széles tartományában sokkal nagyobb mérési pontosság biztosítható, ha nem az (5) képlet szerinti megengedett csökkentett hiba határait normalizáljuk, hanem a képlet szerinti megengedett relatív hiba határait normalizáljuk (4).

Ez azt jelenti például, hogy egy ADC -n alapuló, nagy számjegyű kapacitással és nagy dinamikus jeltartománnyal rendelkező mérőátalakító esetében a hibahatárok relatív formában történő kifejezése megfelelőbben írja le az átalakító valódi határait hiba a megadott formához képest.

A terminológia használata

Ezt a terminológiát széles körben használják a különböző mérőeszközök metrológiai jellemzőinek leírásakor, például az alábbiakban felsorolt, az LLC "L Card" által gyártott készülékek esetében:

ADC / DAC modul
16/32 csatorna, 16 bit, 2 MHz, USB, Ethernet

A megengedett mérőeszközök kiválasztása

A termékek ellenőrzésére szolgáló mérőeszközök és módszerek kiválasztásakor figyelembe veszik a metrológiai, működési és gazdasági mutatókat. A metrológiai mutatók a következők: a mérőműszer-szerszám megengedett hibája; skálaosztási érték; érzékenységi küszöb; mérési határok stb. A működési és gazdasági mutatók a következők: a mérőeszközök költsége és megbízhatósága; a munka időtartama (javítás előtt); a folyamat beállítására és mérésére fordított idő; súly, méretek és terhelés.

3.6.3.1. Mérőeszközök kiválasztása a méretvezérléshez

Ábrán. A 3.3. Ábra az alkatrészek méretének (ezekre vonatkozó) és a mérési hibák (met) esetében a tűréshatárokkal egybeeső görbéket mutatja. Az y és a görbék görbéinek egymásra helyezése következtében az y (k) teljesülési görbéje eltorzul, és megjelennek a valószínűségi régiók Tés NS, ezáltal a méret túllépi a tűréshatárt val vel... Így minél pontosabb a technológiai folyamat (minél alacsonyabb az IT / D metamarány), annál kevesebb a helytelenül elfogadott alkatrész a rosszul elutasítotthoz képest.

A döntő tényező a mérőműszer megengedett hibája, amely a tényleges méret szabványosított meghatározásából, valamint a megengedett hibával végzett mérés eredményeként kapott méretből következik.

Megengedett mérési hibák Az 500 mm-ig terjedő lineáris méretek elfogadásának ellenőrzése során a mérést a GOST 8.051 határozza meg, amely az IT-alkatrészek gyártásának tűrésének 35-20% -a. Ennek a szabványnak megfelelően a legnagyobb megengedett mérési hibák vannak megadva, beleértve a mérőműszerekből származó hibákat, beállítási intézkedéseket, hőmérséklet -deformációkat, mérőerőt, alkatrész -alapozást. A megengedett d d mérési hiba véletlenszerű, és a hiba szisztematikus összetevőiből nem számít. Ebben az esetben a hiba véletlenszerű összetevőjét 2 s -nak vesszük, és nem haladhatja meg a d méri mérési hiba 0,6 értékét.

A GOST 8.051 -ben a hiba egyetlen megfigyelésre vonatkozik. A hiba véletlenszerű összetevője jelentősen csökkenthető a többszörös megfigyelések miatt, amelyekben egy tényezővel csökken, ahol n a megfigyelések száma. Ebben az esetben a tényleges méretnek a megfigyelések sorozatából származó számtani átlagot kell tekinteni.

Az alkatrészek választottbírósági ellenőrzése esetén a mérési hiba nem haladhatja meg az elfogadáskor megengedett hibahatár 30% -át.

A megengedett mérési hiba értékei d mé a szögméretek a GOST 8.050 - 73 szerint vannak beállítva.

azok

n

6s ezekből

c

c

AZT

y találkozott

2D találkozott

2D találkozott

y (technika; met.)

n

m

m

méréskor beismerhető: véletlenszerűek és szisztematikus mérési hibákról nem számolnak be, minden olyan alkatrész, amely függ a mérőműszerektől, beállítási intézkedések, hőmérsékleti deformációk, alapozás stb.

A véletlenszerű mérési hiba nem haladhatja meg a megengedett mérési hiba 0,6 -át, és 2 s -nak kell tekinteni, ahol s a mérési hiba szórásának értéke.

A GOST 8.051 - 81 és a GOST 8.050-73 -ban megadott értékeknek nem megfelelő tűrésekkel a megengedett hibát a megfelelő mérethez tartozó legközelebbi alacsonyabb tűrésérték szerint kell kiválasztani.

A mérési hibák lineáris méretekre gyakorolt ​​hatását az elfogadási ellenőrzés során a következő paraméterekkel becsülik meg:

T- a mért részek olyan része, amelynek méretei meghaladják a határértékeit, alkalmasnak minősülnek (helytelenül);

NS - egyes alkatrészeket, amelyek mérete nem haladja meg a korlátozó méreteket, elutasítják (helytelenül elutasítják);

val vel- a hibásan elfogadott alkatrészek méretét meghaladó méret valószínűségi határértéke.

Paraméterértékek t, n, sábrán látható a szabályozott méretek normál törvény szerinti eloszlása. 3.4, 3.5 és 3.6.

Rizs. 3.4. Paramétermeghatározási grafikon m

A meghatározáshoz T eltérő konfidenciaszint mellett szükség van az origó eltolására az ordinátatengely mentén.

A grafikonok görbéi (szilárd és pontozott) a relatív mérési hiba egy bizonyos értékének felelnek meg, egyenlő

ahol s a mérési hiba szórása;

IT-tűrés a szabályozott méretben.

A paraméterek meghatározásakor t, nés val vel szedése ajánlott

A met (ek) = 16% a 2-7. Évfolyamon, A met (ek) = 12% - a 8., 9. évfolyamon,

És megfelel (ek) = 10% - a 10 -es és durvább tulajdonságok esetében.

Lehetőségek t, nés val vel a grafikonok az IT / s értékétől függően vannak megadva, ahol ezek közül a gyártási hiba szórása. Lehetőségek m, nés val vel a tűrésmező szimmetrikus elrendezésével vannak megadva a vezérelt részek csoportosításának középpontjához képest. Az elszánt m, nés val vel a szisztematikus és véletlenszerű gyártási hibák együttes hatására ugyanazokat a grafikonokat használják, de az IT / s érték helyett ezeket veszik fel

egy határért,

és a másik számára -,

ahol nál nél - szisztematikus gyártási hiba.

A paraméterek meghatározásakor més n minden határ esetén a kapott értékek felét veszik fel.

A paraméterek lehetséges határértékei t, nés val vel/ A görbék szélső értékeinek megfelelő IT (a 3.4. - 3.6. Ábrán) a 3.5. Táblázatban található.

3.5. Táblázat

A találkozó (k)	m	n	c/ IT	A találkozó (k)	m	n	c/ IT
1,60	0,37-0,39	0,70-0,75	0,01	10,0	3,10-3,50	4,50-4,75	0,14
3,0	0,87-0,90	1,20-1,30	0,03	12,0	3,75-4,11	5,40-5,80	0,17
5,0	1,60-1,70	2,00-2,25	0,06	16,0	5,00-5,40	7,80-8,25	0,25
8,0	2,60-2,80	3,40-3,70	0,10

Első értékek Tés NS a mérési hibák normál törvény szerinti eloszlásának felelnek meg, utóbbinak az egyenlő valószínűségű törvény szerint.

A paraméterek határértékei t, nés val vel/ IT figyelembe veszi a mérési hiba csak véletlenszerű összetevőjének hatását.

A GOST 8.051-81 kétféle módon határozza meg az elfogadási korlátokat.

Az első út... Az elfogadási határok egybeesnek a korlátozó méretekkel (3.7. Ábra, a ).

Példa. A 100 mm átmérőjű tengely tervezésekor úgy becsülték, hogy méreteinek eltérései az üzemi körülmények között a h6 -nak (100 - 0,022) feleljenek meg. A GOST 8.051 - 81 szerint megállapítást nyert, hogy 100 mm -es tengelyméret és IT = 0,022 mm tűrés esetén a megengedett mérési hiba d mér = 0,006 mm.

Táblázatnak megfelelően. 3.5 állapítsa meg, hogy A meth (ok) = 16% és a technológiai folyamat ismeretlen pontossága m= 5,0 és val vel= 0,25IT, vagyis a megfelelő alkatrészek között akár 5,0% is lehet a helytelenül elfogadott alkatrészek, amelyek maximális eltérése +0,0055 és -0,0275 mm.

+ d mér

-d rev

+ d mér

-d rev

+ d mér

-d rev

+ d mér

-d rev

+ d mér

-d rev

+ d mér

-d rev

d intézkedés / 2 val vel