Материал: Метрология и стандартизация в СПЦС. Поздышева О.В., Остапенко А.Г

Стандартом на термины и определения в области испытаний и контроля качества продукции понятие контроль формулируется как проверка соответствия показателей качества продукции установленным требованиям. Контроль, осуществляемый с применением средств измерения, называется измерительным контролем. Частным случаем измерительного контроля является допусковый контроль, цель которого – установить, находится ли контролируемый параметр объекта в пределах заданного допуска.

Необходимо различать, чем процедура измерения отличается от процедуры контроля. Цель измерения – определение значения физической величины. Цель контроля – обоснование заключения «годен – не годен» или «брак - норма». Результата измерения должен сопровождаться оценкой погрешности. Результата контроля должен сопровождаться указанием степени достоверности контроля. В качестве оценок достоверности контроля вводится понятие вероятности ошибок 1-го и 2-го рода.

Ошибка 1-го рода – годное изделие идентифицируется как негодное.

Ошибка 2-го рода – негодное изделие идентифицируется как годное.

Вероятность получения верного результата определяется по формуле

Рb = 1 – (P1 + P2),

где Рb – вероятность получения верного результата; Р1 – вероятность ошибки 1-го рода; Р2 – вероятность ошибки второго рода.

Если бы средство измерения не имело погрешностей, то измеряя контролируемый параметр каждого из изделий, можно было бы абсолютно безошибочно отделить бракованные

изделия от годных, т.е. обеспечить Рb = 1.

46

Реальные же средства измерения обладают погрешностью, поэтому и возникают ошибки 1-го и 2-го рода.

При практическом осуществлении контроля партий изделий влияние погрешностей измерения оценивают параметрами:

m – количество изделий (в процентах от общего числа измеренных), имеющих размеры, превышающие предельно допустимые, но принятые как годные (ошибка 2-го рода);

n – количество изделий (в процентах об общего числа измеренных), имеющих размеры, не превышающие предельно допустимые, но забракованные (ошибка 1-го рода).

Параметры m и n определяют по таблице (табл. 1.4) или графикам в зависимости от отношения

где - среднее квадратическое отклонение (СКО) погрешности измерения;

- допуск контролируемого параметра.

47

2. ПОГРЕШНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

Мерой оценки точности измерений является погрешность. Погрешность характеризует отклонение измеренного значения некоторой величины от её истинного (действительного) значения.

Погрешности появляются из-за несовершенства применяемых методов н средств измерений, непостоянства влияющих на результат измерения физических величин и индивидуальных особенностей экспериментатора. Кроме того, на точность измерений влияют внешние и внутренние помехи, климатические условия и порог чувствительности измерительного прибора [1, 7].

Оценивая погрешности измерения, следует понимать, что уровень точности, к которому необходимо стремиться, должен определяться критериями технической и экономической целесообразности. В метрологии установлено, что увеличение точности измерения вдвое удорожает само измерение в два-три раза. В то же время снижение точности измерения в производстве ниже определенной нормы приводит к появлению существенного брака изделий. При установлении точности измерений важно также учитывать их значимость. В одних случаях недостаточная точность получаемой измерительной информации имеет небольшое или локальное значение, в других — играет исключительно важную роль: от точности измерения могут зависеть как здоровье и жизнь людей, так и научное открытие.

2.1. Классификация погрешностей измерений

Различают измерения с точной, приближенной и предварительной оценкой погрешностей.

При измерениях с точной оценкой погрешности

учитывают индивидуальные метрологические свойства и характеристики каждого из примененных средств измерения,

48

анализируют метод измерений, контролируют условия измерений с целью учета их влияния на результат измерения.

Если измерения ведут с приближенной оценкой погрешности, то учитывают лишь метрологические характеристики средства измерения и оценивают влияние на их результат только отклонения условий измерения от нормальных.

Измерения с предварительной оценкой погрешности

выполняются по типовым методикам, регламентированным нормативными документами, в которых указаны методы и условия измерений, типы и погрешности используемых средств измерений и на основе этих данных заранее оценена возможная погрешность результата.

Рассмотрим основные признаки, по которым классифицируют погрешности (рис. 2.1).

По форме количественного выражения погрешности измерения разделяются на абсолютные, относительные и приведенные.

Рис. 2.1. Классификация погрешностей измерений

49

Абсолютной погрешностью называется отклонение результата измерения х от истинного значения хи

где х – истинное значение; хи - результат измерения. Абсолютная погрешность выражается в тех же

единицах, что и измеряемая величина.

Разновидностью абсолютной погрешности является предельная погрешность m — погрешность, больше которой в данном измерительном эксперименте не может появиться.

Абсолютная погрешность характеризует величину и знак полученной погрешности, но не определяет качество самого измерения.

Характеристикой качества измерения является точность измерений, отражаюшей меру близости результатов измерений к истинному значению измеряемой величины. Иначе говоря, высокой точности измерений соответствует малая погрешность. Так, например, измерение силы тока в 10 А и 100 А может быть выполнено с идентичной абсолютной погрешностью =+1А. Однако качество первого измерения хуже второго. Поэтому, чтобы иметь возможность сравнивать качество измерений, используют относительную погрешность.

Относительной погрешностью δ называется отношение абсолютной погрешности измерения к истинному значению измеряемой величины:

δ = / хи,

Мерой точности измерений служит показатель, обратный модулю относительной погрешности:

КТ=1/| δ |.

Относительную погрешность δ часто выражают в процентах:

50