Министерство образования Красноярского края краевое государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Ачинский колледж отраслевых технологий и бизнеса техникум»
Научно-исследовательская работа

Тема:
Обработка результатов наблюдений и оценка погрешностей измерений.
МДК 03.03
Метрология. стандартизация и подтверждение соответствия
Автор
Косцова Валентина. Михайловна преподаватель 1 квалификационной категории Ачинск,2016

РЕЦЕНЗИЯ
на научно-исследовательскую работу по теме: Обработка результатов наблюдений и оценка погрешностей измерений. по специальности 15.02.01. «Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования» МДК 03.03 Метрология. стандартизация и подтверждение соответствия Научно-исследовательская работа своевременна, в ней раскрыт порядок обработки полученных показаний измерений в отделе метрологии или технического контроля промышленного предприятия с применением формул расчётов из справочной технической литературы или рабочих инструкций, найдено ИНТЕРНЕТ программное обеспечение. Представлено применение значений из разработанных таблиц и графиков функций. Требуются знания и умение для выполнения точности в расчёте. Необходимо учитывать допустимые значения погрешностей при пользовании значениями таблиц, применение упорядоченного рада при выполнении отчётной документации. Оформление выдержано в соответствии требований стандарта. Рецензент: Зав. кафедрой АФ КГБОУ ВПО «Крас ГАУ» Н.Г. Белоног

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3 1.Актуальность, значимость рассматриваемой проблемы 3 2.Цель и задачи исследования 4 3.Новизна, отличительные особенности. 4 4.Полученные результаты. 5 5.Выводы, рекомендации. 6 6.Преимущества предлагаемого варианта решения, область применения. 7 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 8 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 8

ВВЕДЕНИЕ
Средства измерений классифицируют по: типу, виду, метрологическим характеристикам и назначению. По конструктивному исполнению: измерительные приборы, измерительные установки, измерительные системы, измерительные комплексы. По уровню автоматизации: не автоматизированные, автоматизированные. По уровню стандартизации: стандартизированные и не стандартизированные. По отношению к измеряемой величине: основные средства измерений и вспомогательные. По метрологическому назначению: рабочие средства измерений и эталоны. Проводимые виды измерений: абсолютные и относительные, равноточные и неравноточные, однократные и много кратные, статические и динамические, технические и метрологические, прямые, косвенные, совместные и совокупные. Погрешности подразделяются на: случайные, систематичные, суммарные. На предприятиях эксплуатируют следующие измерительные приборы: показывающие, аналоговые, цифровые, регистрирующие, самопишущие, печатные, суммирующие, интегрирующие, сравнения.
1.Актуальность, значимость рассматриваемой проблемы
При считывании и обработке результатов измерений, выполненных в разных условиях, в разное время, разными людьми для оценки действительного значения измеряемой величины необходима проверка на равно точность. При измерениях рассматривают значение величины Х. подаваемой на вход измерительной системы и результатов измерений Y, получаемых на её выходе. На приёмном конце величина Х искажается и переходит в величину Y={ Х+ Θ ); Не зависит от Х в системе теории вероятности. Выход γ даёт информацию о выходе Х, причём информация тем меньше, чем больше дисперсия случайной погрешности Θ . Например: в индикаторах ( приборах с круглой шкалой и стрелкой) ось стрелки смещена относительно центра шкалы на некоторую величину по погрешности x'=x+Δc+Δ .измеряется по синусоидному закону.
где: экцентриситет (смещение центра шкалы) угол поворота стрелки в процессе измерения, отсчитываемый от прямой, проходящий через центр шкалы и ось поворота стрелки. Её можно получить только расчётным путём с применением формул и таблиц, критериев. Значение искомой величины находят на основании зависимости, полученной прямыми измерениями. Погрешность округляется до двух значащих цифр. Бывают приборы реагирующие на любые помехи, когда считывают их показания, значения искажаются в большую сторону.
2. Цель и задачи исследования.
Информация о виде закона распределения, полученная из опыта предшествующих измерений. Такой информацией служит класс точности средства измерения. Все приборы можно поделить на 13 классов. Алгоритм обработки результатов измерений сводится к следующему: -исключают из результатов наблюдений известные системные погрешности; -при наличии грубых погрешностей их исключают из результатов измерений, используя критерии таблиц; -вычисляют среднее арифметическое Х, исправленных результатов наблюдений; -определяют принадлежность результатов измерений нормальному распределению. Рассмотрим интегрирующие измерительные приборы, в которых значение измеряемой величины определяется путём её интегрирования по другой величине (счётчик электрической энергии) Наблюдения представляют собой независимые исходы случайной величины Х 1, т.е. систематической погрешности в результатах измерений не При использовании средств вычислительной техники, для исключения систематической составляющей погрешности из результатов измерений можно воспользоваться простейшей программой, написанной на языке GW/BASIC/
3.Новизна, отличительные особенности.
В теории измерений различают пять основных типов шкал измерений: наименований, порядка, разностей, интервалов ,отношений. Шкала классификации цвета объектов по наименованиям (красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, синий,, и т.д.) опирающаяся на стандартизованные атласы цветов, систематизированные по сходству.
Величины (длина, масса, сила тока , объём и т.д.) можно измерять по частям . Кроме основных и производных физических величин различают кратные, дольные, когерентные, системные, внесистемные единицы. Если все показатели степени размерности равны нулю, то такая физическая величина называется безразмерной. Размерность играет важную роль при проверке правильности сложных расчётных формул в теории подобия. Полученные в ходе измерения результаты, группируют в вариационный ряд, т.е. располагают члены ряда в порядке возрастания. Основные преимущества: -унификация единиц физических величин; -охватывает все области науки, техники и народного хозяйства; -удобные для практического применения размеры; -упрощается запись уравнений и формул.
Графическая интерпретация результатов измерений
Рис.1 График функций F(х) представляет собой ступенчатую линию, скачки, которой соответствуют значениям вариационного ряда. Если же в результате построения графика точки существенно отклоняются от прямой линии, то гипотезу о нормальности распределения отвергают , как противоречащую опытным данным. Находят доверительную погрешность результата измерений и доверительный интервал для среднего квадратичного отклонения.

4.Полученные результаты.


Инструментальные погрешности появляются в следствии износа прибора. Величина износа зависит от интенсивности использования данного прибора. Необходимо устранить источники погрешностей до начала измерения. Правильность показаний ряда средств измерений зависит от положения подвижных частей по отношению к неподвижным. В процессе измерения объект измерения должен быть расположен последовательно с мерой сравнения, т.е. так, чтобы мера и линия измерения являлись продолжением друг друга. В результате воздействия случайных факторов, возникающих в процессе изготовления, хранения и эксплуатации измерительных средств, номинальные значения мер и показания измерительных приборов искажаются и значение измеряемой величины. Это относительная погрешность, которую находим расчётным путём. В приборах нового поколения она уже заложена, её рассчитывать не нужно. Номера членов упорядоченного ряда для определения границ доверительного интервала для медианы при доверительной вероятности (Р=0,95) Таблица 1 Номера упорядоченного ряда n R S n R S n R S 6 1 6 11 2 10 16 4 13 7 1 7 12 3 10 17 5 13 8 1 8 13 3 11 18 5 14 9 2 8 14 3 12 19 5 15 10 2 9 15 4 12 20 6 15 где: n - число наблюдений, S и P - числовые значения Результаты однократного измерения Qι=Xι+Θι где: Xι- значение ι показания Qι-поправка В результате измерений получен следующий ряд 10,416; 10,482; 10,511; 10,782; 10,414; 10,498; 10,564; 10,534; 10,712; 10,401; 10,535; 10,637 Упорядочим ряд по возрастанию значений 10,401; 10,414; 10,416; 10,482; 10,498; 10,511; 10,534; 10,535; 10,564; 10,637; 10,712; 10,782 Определим медиану (n- чётное) = 10,5225
Из каждого члена упорядоченного ряда вычтем медиану, получим: -0,1215; -0,1085; -0,1065; -0,0405; -0,0245; -0,0115; 0,0125; 0,0415; 0,1895; 0,2595 Упорядочим разности в порядке возрастания по абсолютной величине: 0,0115; 0,0125; 0,0245; 0,0405; 0,0415; 0,1065; 0,1085; 0,1145; 0,1215; 0,1895; 0,2595 Присвоим разностям ранги: 0,0115 (1); 0,0125(2); 0,0245(3); 0,0405(4); 0,0415(5); 0,1065(6); 0,1085(?); 0.1145(8); 0,1215(9); 0,1895 ( 10); 0,2595 (11) С учётов знаков разностей , ранги будут соответственно равны: -1,5; 1,5; 3; -4; -5; 6; -7; -8; 9; -10; 11; 12 Сумма отрицательных рангов:R=-1,5 4 5 7 8 10 = -35,5 Сумма положительных рангов : R= 3+6+9+11+12 = 41 Статистика: меньшее значение 35,5 , критическое значение критерия из условия работы с приборами 45,01. Следовательно, гипотезу о симметричности ряда измерений следует принять.
5.Выводы, рекомендации.
Источниками промахов нередко бывают ошибки, допущенные при измерениях: -неправильный отсчёт по шкале измерительного устройства; -неправильная запись результата наблюдений -ошибки при манипуляциях с приборами, если они повторяются при измерениях; -внезапные и кратковременные измерения с изменяющимися условиями; -не замеченные неисправности средств измерений. Все средства измерений подлежат государственному метрологическому контролю и надзору. Подвергаются проверке на точность показаний органами Государственной метрологической службы при выпуске из производства или ремонта, при ввозе по импорту , при длительной эксплуатации согласно действующих стандартов и инструкций предприятий , 1 раз или 2 раза в год в аккредитованной ГОСПОВЕРКЕ города Ачинска. Поверка средств измерений осуществляется физическим лицом, аттестованным в качестве поверителя , в порядке, утверждённом Рос тех регулированием. Средства измерений подвергают первичной, периодической, внеочередной и инспекционной поверке.
Лицам, считывающим показания приборов и выполняющим обработку полученных результатов необходимо совершенствовать свои знания и умение. Применять новые методы, критерии, правила, инструкции, расчёты.
6.Преимущества предлагаемого варианта решения, область применения.
Средства измерения должны удовлетворять требованиям к метрологическим характеристикам, установленным для присвоенного им класса точности как при выпуске их из производства, так и в процессе эксплуатации. Пределы погрешностей применять к конкретному виду со ссылкой на инструкцию. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений установлены по ГОСТ 8. 009.Государственными стандартами на средства измерений установлены нормы погрешностей, вариация показаний, непостоянство показаний ,погрешность обратного хода Для уменьшения погрешности измерения в приборах используют устройства для установки их в правильное положение (уровни, отвесы и т.д.) Для устранения температурной погрешности необходимо обеспечить требуемую температуру окружающей среды с допускаемыми колебаниями. При измерениях электронными измерительными устройствами их рекомендуется прогреть. Для устранения внешних магнитных и электрических полей используют различные экраны. Влияние вредных вибраций на точность измерений устраняют за счёт амортизаторов. Влияние влажности и давления на точность измерений устраняют специальными камерами.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Нормальные условия эксплуатации приборов: -температура, влажность, частота; -напряжение как источник питания; -внешние магнитные поля; -положение средства измерения в пространстве; -показания нормальных значений соответствующих стандартам; -соответствие техническим условиям предприятия; -соответствие данному виду по нормированным отклонениям;
Каждую секунду в стране выполняются сотни миллионов измерительных операций, результаты которых используются для повышения качества выпускаемой продукции, оптимизации технологических процессов, для обеспечения безопасной и безаварийной работы электрических систем,. Более десяти миллионов специалистов различных квалификаций обеспечивают и непосредственно проводят операции измерений. Испытаний и контроля.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
1.Клевлеев В.М. Метрология, стандартизация и сертификация - М.: ФОРУМ- ИНФРА,2014 Лифиц И.М. Стандартизация, метрология и сертификация - М.: ЮРАЙТ, 2015 Никифоров А.Д. Метрология, стандартизация и сертификация - М.: ВЫСШАЯ ШКОЛА, 2012 Схиртладзе А.Г. Метрология, стандартизация и сертификация. Старый Оскол: ТНТ,2013