Метрология, стандартизация и сертификация

Вопрос 7. Основные требования к построению, содержанию и изложению стандартов. Ответ Построение, изложение, оформление, содержание и обозначение стандартов осуществляется по ГОСТ Р 1,92. Государственная система стандартизации Российской Федерации. Общие требования к построению, изложению, оформлению и содержанию стандартов.Государственные стандарты ГОСТ Р разрабатываются на продукцию, работы и услуги, имеющие межотраслевое значение и не должны противоречить законодательству Российской Федерации.

Государственные стандарты должны содержать - требования к продукции, работам и услугам по их безопасности для окружающей среды, жизни, здоровья и имущества, требования техники безопасности и производственной санитарии - требования по технической и информационной совместимости, а также взаимозаменяемости продукции - основные потребительские эксплуатационные характеристики продукции, методы их контроля, требования к упаковке, маркировке, транспортированию, хранению, применению и утилизации продукции - правила и нормы, обеспечивающие техническое и информационное единство при разработке, производстве, использовании эксплуатации продукции, выполнении работ и оказании услуг, в том числе правила оформления технической документации, допуски и посадки, общие правила обеспечения качества продукции, работ и услуг, сохранения и рационального использования всех видов ресурсов, термины и их определения, условные обозначения, метрологические и другие общетехнические и организационно-технические правила и нормы.

В государственных стандартах содержатся как обязательные для выполнения требования к объекту стандартизации, так и рекомендательные.

К обязательным относятся требования по обеспечению безопасности продукции, работ и услуг для окружающей среды, жизни, здоровья и имущества, по обеспечению технической и информационной совместимости, взаимозаменяемости продукции, единства методов и их контроля, единства маркировки и др. К требованиям безопасности в стандартах относят электробезопасность, пожаробезопасность, взрывобезопасность, радиационную безопасность, предельно допустимые концентрации химических и загрязняющих веществ, безопасность при обслуживании машин и оборудования.

Примеры условного обозначения государственных стандартов В случае отсутствия в структуре обозначения стандарта классификационной группы порядковый регистрационный номер ставится непосредственно после кода системы. В обозначение стандартов на изделия, используемые только в атомной энергетике, добавляется буква А после двух последних цифр года утверждения стандарта.

Международные и региональные стандарты при условии присоединения к ним Российской Федерации, а также национальные стандарты других стран применяют на территории Российской Федерации в качестве государственных стандартов. При этом они представляют собой - аутентичный текст на русском языке соответствующего документа - или аутентичный текст на русском языке соответствующего документа с дополнительными требованиями, отражающими специфику потребностей народного хозяйства.

Государственный стандарт, оформленный на основе применения аутентичного текста международного или регионального стандарта например, ИСОМЭК 25931993 и не содержащий дополнительных требований, обозначается как ГОСТ Р ИСОМЭК 2593-98. Если в государственном стандарте имеются дополнительные требования по сравнению с международным региональным стандартом, то в скобках приводится обозначение международного стандарта, например ГОСТ Р 51295-99 ИСО 2965-97. Вопрос 17. Структура ГОСТа. Ответ Нормативные документы по стандартизации можно представить в виде следующей структуры 1. Государственный стандарт РФ ГОСТ Р это стандарт, принятый Госстандартом России или Госстроем России, действующий в Российской Федерации. 2. Региональный стандарт ГОСТ, СТ СЭВ стандарт, принятый региональной организацией по стандартизации, для российских условий это межгосударственные стандарты ГОСТ и стандарты бывшего Совета Экономической Взаимопомощи СТ СЭВ. 3. Межгосударственный стандарт ГОСТ является стандартом регионального типа стандарт, принятый Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации или Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве действует, как региональные стандарты в странах СНГ. Межгосударственный стандарт, оформленный на основе применения аутентичного международного стандарта например, ИСО 95911993, обозначается как ГОСТ ИСО 9591-4. Межгосударственный стандарт ИСО, МЭК, ИСОМЭК стандарт, принятый международной организацией по стандартизации наиболее широко используется во всем мире представляет собой тщательно отработанный вариант технических требований к продукции работе, услугам, что значительно облегчает обмен товарами, услугами и идеями между всеми странами мира. Крупнейший партнер ИСО международная электротехническая комиссия МЭК. Они поддерживают тесное сотрудничество с Европейским комитетом по стандартизации СЕН. В целом эти три организации охватывают международной стандартизацией все области техники кроме того, они стабильно взаимодействуют в области информационных технологий и телекоммуникации.

Международные стандарты ИСО, МЭК и ИСОМЭК не имеют статуса обязательных для всех стран-участниц.

Любая страна мира вправе применять или не применять их. Решение вопроса о применении международного стандарта связано в основном со степенью участия страны в международном разделении труда и состоянием ее внешней торговли.

К нормативным документам по стандартизации относятся также общероссийский классификатор технико-экономической информации ОК, стандарт отрасли ОСТ, стандарт предприятия СТП, стандарт научно-технического инженерного общества СТО, технические условия ТУ, правила ПР, рекомендации Р, правила по межгосударственной стандартизации ПМГ, рекомендации по межгосударственной стандартизации РМГ, регламент.

Вопрос 37. Нормативные документы, на соответствие которым проводится сертификация.

Ответ Нормативно-методическая база сертификации включает - совокупность нормативных документов, на соответствие требованиям которых проводится сертификация продукции и услуг, а также документов, устанавливающих методы проверки соблюдения этих требований около 12 тысяч наименований - комплекс организационно-методических документов, определяющих правила и порядок проведения работ по сертификации серия правил по сертификации и комментариев к ним. В качестве примера приводится перечень нормативных документов, применяемых в Системе сертификации электроустановок зданий 1. ГОСТ Р 50571.1-93 МЭК 364-1-72, МЭК 364-2-70. Электроустановки зданий. Основные положения. 2. ГОСТ Р 50571.2-94 МЭК 364-3-93. Электроустановки зданий.

Часть 3. Основные характеристики. 3. ГОСТ Р 50571.3-94 МЭК 364-4-41-92. Электроустановки зданий.

Часть 4. Требования по обеспечению безопасности.

Защита от поражения электрическим током. 4. ГОСТ Р 50571.4-94 МЭК 364-4-42. Электроустановки зданий. Часть 4. Требования по обеспечению безопасности. Защита от тепловых воздействий. 5. ГОСТ Р 50571.5-94 МЭК 364-4-43. Электроустановки зданий. Часть 4. Требования по обеспечению безопасности. Защита от сверхтока. 6. ГОСТ Р 50571.6-94 МЭК 364-4-45. Электроустановки зданий.Часть 4. Требования по обеспечению безопасности.

Защита от понижения напряжения. 7. ГОСТ Р 50571.7-94 МЭК 364-4-46. Электроустановки зданий. Часть 4. Требования по обеспечению безопасности. Отделение, отключение, управление. 8. ГОСТ Р 50571.8-94 МЭК 364-4-47-81. Электроустановки зданий. Часть 4. Требования по обеспечению безопасности. Общие требования по применению мер защиты для обеспечения безопасности.Требования по применению мер защиты от поражения электрическим током. 9. ГОСТ Р 50571.9-94 МЭК 364-4-473-77. Электроустановки зданий.

Часть 4. Требования по обеспечению безопасности. Применение мер защиты от сверхтока. 10. ГОСТ 12.1.038-83 ССБТ. Электробезопасность.Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов. 11. Правила устройства электроустановок Минэнерго СССР 6-е издание, перераб. и доп. М Энергоатомиздат, 1985. 12. Правила эксплуатации электроустановок потребителей Госэнергонадзор Минтопэнерго РФ 5-е издание, перераб. и доп. М Энергоатомиздат, 1992. 13. СНиП 3.05.06-85. Электротехнические устройства Госстрой СССР М ЦИТП Госстроя СССР, 1988. 14. СНиП 2.08.01-89. Жилые здания Госстрой СССР М ЦИТП Госстроя СССР, 1989. 15. СНиП 2.08.02-89. Общественные здания и сооружения Госстрой СССР М ЦИТП Госстроя СССР, 1989. 16. ВСН 59-88. Электрооборудование жилых и общественных зданий.

Нормы проектирования. 17. РД 34.21.122-87. Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений.Вопрос 57. Как осуществляется индикация истинного движения Ответ При использовании РЛС на судне на экране индикатора кругового обзора ИКО воспроизводится не истинная, а относительная окружающая обстановка, при которой все отметки от объектов перемещаются по экрану индикатора.

Причем скорость движения отметок от неподвижных объектов пропорциональна скорости движения судна, а отметки от подвижных объектов перемещаются по экрану ИКО со скоростью, пропорциональной относительной скорости судна и объекта.Это затрудняет решение задачи расхождения со встречными объектами. На экране индикаторов истинного движения ИИД воспроизводится реальная навигационная картина, т.е. отметки целей от неподвижных объектов неподвижны, а подвижные объекты, включая собственное судно, перемещаются с истинной скоростью.

Это достигается исключением из относительных скоростей наблюдаемых целей вектора скорости судна-носителя РЛС путем перемещения начала радиально-круговой развертки индикатора в направлении и со скоростью, пропорциональной скорости движения своего судна. Упрощенная структурная схема ИИД показана на Рис. 1. Кроме обычных блоков со свойственными для них функциями блок развертки, ПКД, НКД, видеоусилитель, синхронизатор и др в состав ИИД входят блоки истинного движения и электронного визира.

В блок истинного движения ИД автоматически вводятся данные от гирокомпаса и лага о курсе и скорости судна. Блок ИД вырабатывает напряжения, пропорциональные составляющим вектора пути судна в координатных осях Y север-юг и X запад-восток.Эти напряжения прикладываются к дополнительным двум взаимно перпендикулярным катушкам блока ЭЛТ и сдвигают начало круговой развертки в направлении и со скоростью, пропорциональной скорости движения судна.

Рис. 1. Вопрос 77. Факторы, влияющие на точность местоопределения в СНС доплеровского типа. Ответ На точность определения координат места объекта влияет точность временной шкалы искусственного спутника Земли ИСЗ, точность эфемеридных данных, ионосферные и тропосферные эффекты, задержки сигналов в радиотракте передающей и приемной аппаратуры, шумы приемника, разрешающая способность измерительной схемы приемной аппаратуры, ошибки квантования.

Временная шкала ИСЗ допускает девитацию относительно шкалы в пределах 976 мкс. В этих пределах предусматривается коррекция бортовой шкалы по командам из центра управления. Нескорректированная часть, отражающая несоответствие временных шкал, в эквиваленте расстояния спутник объект составляет 0,3 м. Несоответствие временных шкал в большей степени проявляется через ошибки в эфемеридах ИСЗ. Основные составляющие ошибок, вызванных рефракцией радиоволн в ионосфере, исключаются путем выполнения измерений навигационных параметров на двух частотах.

Параметры, учитывающие состояние ионосферы, передаются со спутников в составе навигационного сообщения. Поправки, отражающие эффект рефракции радиоволн в тропосфере, определяются в приемоиндикаторе исходя из принятой в системе модели тропосферы с учетом взаимного положения объекта и ИСЗ. В двухчастотной аппаратуре ошибки, вызванные неадекватностью выбранных параметров ионосферы и тропосферы реальным значениям, составляют 2,44 5,18 м. Точное значение задержки сигнала в радиотракте ИСЗ определяется на этапе наземных проверок аппаратуры конкретного спутника. Значение задержки будет учитываться в коэффициентах коррекции временных шкал ИСЗ. Предполагается, что неучитываемая часть ошибок в эквиваленте расстояния составляет около 1 м. Эфемериды ИСЗ определяются на главной станции управления по данным траекторных радиоизмерений, выполняемых с четырех наземных станций.

При расчете эфемерид используются результаты, полученные при длительном наблюдении за спутником на нескольких витках с учетом потенциала гравитационного поля Земли, солнечного давления, нестабильности опорных генераторов ИСЗ, релятивистских эффектов, временных задержек сигналов на трассах спутник наземные станции.

Погрешности в определении эфемерид ИСЗ составляют около 1,5 м, ошибки в прогнозе координат ИСЗ на интервале до 1 ч не превышают 1 м. Погрешности, вызванные многолучевостью радиосигнала, зависят от характера отражающей поверхности объекта, на котором установлена аппаратура потребителя, свойств поверхности окружающей среды, угла возвышения ИСЗ в точке приема.

Величина этой ошибки составляет 1,2 2,7 м. Аппаратурные ошибки определяются в основном собственным шумом приемника и разрешающей способностью схемы измерения навигационных параметров.Погрешности измерения псевдодальности характеризуются двумя составляющими постоянной на данном сеансе относительно конкретного спутника и флюктуационной. Постоянная составляющая включается в вектор оцениваемых параметров и учитывается в процессе обработки радионавигационных данных.

Высокочастотная составляющая определяется степенью совершенства приемника, качеством схемы измерения навигационных параметров.Средняя квадратичная погрешность определения координат объекта, вызванная неточностью схемы измерения, составляет 1 м для канала точных измерений и 10,5 м для канала CA. Погрешность квантования дальномерных измерений вызывает погрешность в определении координат объекта около 0,25 м для канала точных измерений и около 2,7 м для канала CA. Оценка скорости объекта производится по данным измерения доплеровского сдвига частоты сигнала ИСЗ, выполненного по приращениям дальности на фиксированных временных интервалах.

Применение такого метода стало возможным благодаря высокой стабильности опорных генераторов частоты ИСЗ и аппаратуры потребителей.

Влияние отклонения частоты опорного генератора от номинальной в приемоиндикаторе исключается путем включения частотной поправки в вектор оцениваемых параметров наряду с составляющими скорости по координатным осям. Точность выработки скорости зависит от точности измерения доплеровского сдвига частоты и от взаимного расположения объекта и спутника.Вопрос 97. Что понимается под качеством процесса регулирования. Ответ Автоматические системы регулирования должны быть не только устойчивыми, но и обеспечивать определенное качество процесса регулирования.

Основные наиболее существенные требования к качеству регулирования, которые позволяют оценить работу почти всех систем регулирования, называют показателями процесса регулирования. Они характеризуют поведение системы в переходном процессе.На Рис. 2 показана кривая переходного процесса системы при единичном возмущении, поданном на вход. Показателями качества являются время регулирования, перерегулирование, колебательность процесса, установившаяся ошибка, характер затухания переходного процесса, запас устойчивости.

Рис. 2. Характеристика переходного процесса при типовом единичном воздействии.Время регулирования tр характеризует быстродействие системы и соответствует периоду, по истечении которого регулируемая величина входит в зону нечувствительности регулятора. Перерегулированием называется максимальное отклонение ymax регулируемой величины от заданного значения y0, выраженное в процентах ymax y0100 y0. Колебательность процесса характеризуется числом колебаний регулируемой величины за время регулирования.

Количественно колебательность оценивается по логарифмическому декременту затухания, который представляет собой натуральный логарифм отношения двух последующих амплитуд отклонений регулируемой величины одного направления d ln y1 y2. Чем больше логарифмический декремент затухания, тем быстрее происходит затухание переходного процесса.Установившаяся ошибка показывает точность регулирования в установившемся режиме.

Она равняется разности между заданным значением регулируемой величины и ее установившимся значением при номинальной нагрузке.Характер затухания переходного процесса позволяет классифицировать переходные процессы в системах регулирования и выделить среди их многообразия четыре основных вида Рис. 3 колебательный процесс 1 ему присуще несколько значений перерегулирования малоколебательный процесс 2 процесс с одним перерегулированием апериодический процесс 3 процесс, когда регулируемая величина меньше ее установившегося значения с точностью до зоны нечувствительности регулятора при всех значениях t монотонный процесс 4, при котором скорость изменения регулируемой величины dydt не меняет знака в течение всего времени регулирования.

Запас устойчивости количественная оценка того, насколько значения параметров системы или ее характеристики отстоят от границы, опасной с точки зрения устойчивости.Различные методы оценки качества процесса регулирования можно разделить на два вида прямые и косвенные.

Прямые методы предполагают составление и решение дифференциальных уравнений, описывающих процессы регулирования. Но решение дифференциальных уравнений на практике сопряжено с большими трудностями, поэтому наибольшее распространение получили косвенные методы. К ним относятся частотный метод, метод исследования качества по распределению корней характеристического уравнения, метод интегральных оценок.Рис. 3. Основные виды характеристик переходных процессов автоматических систем регулирования при типовом единичном воздействии.

Вопрос 117. Средства измерений и их основные характеристики.Ответ Производственные технологические процессы, а также процессы, происходящие в окружающей среде и материальном мире, характеризуются широким спектром различных значений температур, давлений, концентраций, уровней жидкостей и сыпучих тел, состава жидких, твердых и газообразных сред и т.д. Для получения информации о процессах, происходящих в материальном мире, применяются самые разнообразные средства измерений.

Наиболее распространенным средством измерения являются измерительные приборы, которые предназначены для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем, и имеющие нормированные метрологические свойства. Измерительные приборы могут быть показывающими, регистрирующими или индикаторными для указания о наличии или отсутствии сигнала.Приборы могут иметь дополнительные устройства для сигнализации, регулирования, дистанционной передачи показаний и т.п. Измерительная информация часто поступает сначала к измерительным преобразователям.

Они вырабатываю сигнал информации об измеряемых величинах в форме, удобной для дальнейшего использования, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем. Выходные сигналы преобразователей могут быть различными электрическими, пневматическими и т.д. Все средства измерения или устройства информации обладают общими метрологическими свойствами, показателями и характеристиками.

Диапазон показаний область значений шкалы, ограниченную начальным и конечным значениями. Диапазон измерений область значений измеряемой среды, для которых нормированы допускаемые погрешности средства измерения.Так, например, у манометров диапазон показаний составляет область от 0 до значения P, а диапазон измерений, обычно, от 0,3 P до P, т.к. в области от 0 до 0,3 P погрешности существенно превышают допускаемые.

Чувствительность средства измерений прибора отношение изменения сигнала на выходе к вызывающему его изменению измеряемой величины. Различают абсолютную чувствительность S l x и относительную чувствительность S0 l xx, где l изменение сигнала на выходе, x изменение измеряемой величины, x значение измеряемой величины. Точность измерения количественно характеризуется погрешностью измерения. Точность средств измерений отражает близость к нулю его погрешностей.Абсолютной погрешностью средств измерений прибора называют разность между выходным сигналом показанием прибора и истинным значением измеряемой величины x xп x, где xп выходной сигнал показание прибора, x истинное значение измеряемой величины.

Относительная погрешность отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины xx часто ее выражают в процентах.Приведенная погрешность пр xxн это отношение абсолютной погрешности прибора к нормирующему значению xн, выраженное, как правило, в процентах.

Под нормирующим значением понимают чаще всего диапазон показаний прибора, или, при начальном значении шкалы равном нулю, конечное значение шкалы. Погрешности любого средства измерения подразделяют на основную и дополнительные. Основная это погрешность, проявляющаяся в нормальных условиях измерения.Дополнительные погрешности возникают при изменении нормальных условий например, температуры, влажности окружающей среды, атмосферного давления, напряжения питания и т.п. за допустимые значения.

Средства измерения также характеризуются классом точности. Класс точности обобщенная характеристика, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами средств измерения, влияющих на точность. Класс точности устанавливается численно равным допускаемой основной приведенной погрешности, выраженной в процентах.Например, средство измерения класса точности 2,5 должно обладать приведенной погрешностью, не превышающей 2,5 . Вопрос 137. Ведомственные, государственные и альтернативные метрологические лаборатории.

Ответ Государственный метрологический контроль и надзор осуществляется Государственной метрологической службой Госстандарта России. Государственный метрологический контроль среди прочих функций включает поверку средств измерений, в том числе эталонов.Поверка средств измерений это совокупность операций, выполняемых органами Государственной метрологической службы другими уполномоченными на то органами, организациями с целью определения и подтверждения соответствия средства измерений установленным техническим требованиям. Государственный метрологический контроль и надзор, осуществляемые с целью проверки соблюдения метрологических правил и норм, распространяются на - здравоохранение, ветеринарию, охрану окружающей среды, обеспечение безопасности труда - торговые операции и взаиморасчеты между покупателем и продавцом - государственные учетные операции - геодезические и гидрометеорологические работы - банковские, налоговые, таможенные и почтовые работы и операции - испытание и контроль качества продукции на соответствие стандартам - обязательная сертификация продукции и услуг.

Таким образом, средства измерений, подлежащие государственному метрологическому контролю и надзору, подвергаются поверке органами Государственной метрологической службы при выпуске из производства или ремонта в процессе эксплуатации в соответствующих государственных метрологических лабораториях.

Перечни групп средств измерений, подлежащих поверке, утверждаются Госстандартом России.

По решению Госстандарта России право поверки средств измерений может быть предоставлено аккредитованным метрологическим службам юридических лиц. Порядок аккредитации этих служб определяется Правительством Российской Федерации.Поверочная деятельность, осуществляемая аккредитованными метрологическими службами юридических лиц, контролируется органами Государственной метрологической службы по месту расположения этих юридических лиц. В состав метрологических служб юридических лиц входят метрологические лаборатории.

Метрологический контроль и надзор метрологическими службами юридических лиц, кроме других функций, осуществляется также путем калибровки средств измерений.Калибровка средства измерений совокупность операций, выполняемых с целью определения или подтверждения действительных значений метрологических характеристик и или пригодности к применению средства измерений, не подлежащего государственному метрологическому контролю и надзору.

Средства измерений, не подлежащие поверке, могут подвергаться калибровке при выпуске из производства или ремонта в процессе эксплуатации. Калибровка производится в метрологических лабораториях метрологических служб юридических лиц с использованием эталонов, соподчиненных государственным эталонам единиц величин.На основе договоров, заключаемых с органами Государственной метрологической службы, заинтересованные метрологические службы юридических лиц могут быть аккредитованы на право проведения калибровочных работ.

Литература 1. Якушев А.Л Воронцов Л.Ж Федотов Н.М. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. Учебник для ВУЗов. М. Машиностроение, 1987. 2. Тютрин Н.Л. Введение в метрологию. М. Издательство стандартов, 1985. 3. Шишкин И.Ф. Метрология, стандартизация и управление качеством. М. Издательство стандартов, 1990. 4. Родионов А.И Сазонов А.Е. Автоматизация судовождения. Учебник, 2-е издание, перераб.М. Транспорт, 1983. 5. Байрашевский А.М Жерлаков А.В. и др. Судовая радиоэлектроника и радионавигационные приборы. М. Транспорт, 1988.