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. 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.