Что понимают под стабильностью средств измерений

Что понимают под стабильностью средств измерений

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственная система обеспечения единства измерений

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СРЕДСТВАМ ИЗМЕРЕНИЙ И ТЕХНИЧЕСКИМ СИСТЕМАМ И УСТРОЙСТВАМ С ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМИ ФУНКЦИЯМИ

State system for ensuring the uniformity of measurements. General requirements for measuring instruments and systems and devices with measuring functions

Дата введения 2011-03-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы» (ФГУП «ВНИИМС»)

2 ВНЕСЕН Управлением метрологии Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2009 г. N 1105-ст

4 В настоящем стандарте учтены основные положения Директивы 2004/22/ЕС* Европейского парламента и Совета от 31 марта 2004 г. на средства измерений и документа Международной организации по законодательной метрологии МОЗМ ДЗ «Соответствие средств измерений законодательным требованиям»

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Март 2019 г.

Введение

Настоящий стандарт разработан с целью представить методические указания к формированию общих требований к средствам измерений и техническим системам и устройствам с измерительными функциями, согласованные с Директивой 2004/22/ЕС Европейского парламента и Совета на средства измерений и учитывающие основные рекомендации международного документа МОЗМ ДЗ «Соответствие средств измерений законодательным требованиям».

Разработка стандарта вызвана необходимостью унификации нормирования технических и метрологических требований к средствам измерений и техническим системам и устройствам с измерительными функциями.

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.009 Государственная система обеспечения единства измерений. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений

ГОСТ 8.401 Государственная система обеспечения единства измерений. Классы точности средств измерений. Общие требования

ГОСТ 8.417 Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

вид средства измерений: Совокупность средств измерений, предназначенных для измерений данной физической величины.

[РМГ 29-99 [1], статья 6.58]

влияющая величина: Величина, которая не является измеряемой, но оказывает влияние на результат измерения.

единство измерений: Состояние измерений, при котором их результаты выражены в допущенных к применению в Российской Федерации единицах величин, а показатели точности измерений не выходят за установленные границы.

измеряемая величина: Конкретная величина, являющаяся объектом измерения.

мера физической величины: Средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью.

[РМГ 29-99 [1], статья 6.10]

метрологически значимое программное обеспечение: Программы и программные модули, выполняющие функции сбора, передачи, обработки, хранения и представления измерительной информации, а также параметры, характеризующие тип средства измерений и внесенные в программное обеспечение.

метрологические требования: Требования к влияющим на результат и показатели точности измерений характеристикам (параметрам) измерений, эталонов единиц величин, стандартных образцов, средств измерений, а также к условиям, при которых эти характеристики (параметры) должны быть обеспечены.

3.8 помеха: Влияющая величина, имеющая значение в пределах, установленных соответствующими требованиями, но вне установленных рабочих условий измерений.

предел допускаемой погрешности средства измерений: Наибольшее значение погрешности средств измерений, устанавливаемое нормативным документом для данного типа средств измерений, при котором оно еще признается годным к применению.

[РМГ 29-99 [1], статья 10.16]

программное обеспечение средств измерений: Программы (совокупность программ), предназначенные для использования в средствах измерений и реализующие в том числе сбор, передачу, обработку, хранение и представление измерительной информации, а также программные модули и компоненты, необходимые для функционирования этих программ.

рабочие условия измерений: Условия измерений, при которых значения влияющих величин находятся в пределах рабочих областей.

[РМГ 29-99 [1], статья 11.5]

средство измерений: Техническое средство, предназначенное для измерений.

технические системы и устройства с измерительными функциями: Технические системы и устройства, которые наряду с их основными функциями выполняют измерительные функции.

технические требования к средствам измерений: Требования, которые определяют особенности конструкции средств измерений (без ограничения их технического совершенствования) в целях сохранения их метрологических характеристик в процессе эксплуатации средств измерений, достижения достоверности результата измерений, предотвращения несанкционированных настройки и вмешательства, а также требования, обеспечивающие безопасность и электромагнитную совместимость средств измерений.

тип средства измерений: Совокупность средств измерений одного и того же назначения, основанных на одном и том же принципе действия, имеющих одинаковую конструкцию и изготовленных по одной и той же технической документации.

[РМГ 29-99 [1], статья 6.57]

4 Общие положения

4.1 Общие требования к СИ и ТСУИФ, устанавливаемые настоящим стандартом, сформулированы исходя из того, что СИ и ТСУИФ должны обеспечивать высокий уровень достоверности результатов измерений, в чем должна быть убеждена любая сторона, проводящая их. СИ и ТСУИФ должны быть сконструированы и изготовлены с высоким уровнем качества в части выполнения измерительных функций и защищенности данных измерений.

4.2 Для подтверждения соответствия СИ и ТСУИФ, применяемых при выполнении измерений, не отнесенных к сфере государственного регулирования в области обеспечения единства измерений, обязательным требованиям достаточно использовать требования двух типов: метрологические и технические. В сфере государственного регулирования в области обеспечения единства измерений к ним должны быть добавлены требования правового характера [4], как установлено действующим законодательством Российской Федерации об обеспечении единства измерений и о техническом регулировании.

4.3 Метрологические требования определяют метрологические характеристики СИ и ТСУИФ (в частности, пределы допускаемых погрешностей или неопределенности), а также условия, при которых эти характеристики должны быть обеспечены.

4.4 Технические требования определяют существенные общие особенности конструкции СИ и ТСУИФ, но при этом не ограничивают возможности их технического усовершенствования в целях:

— сохранения метрологических характеристик в процессе эксплуатации СИ и ТСУИФ;

— достижения достоверности, простоты и недвусмысленности результатов измерений;

— исключения, насколько это возможно, риска фальсификации результатов измерений путем предотвращения несанкционированных настройки и вмешательства;

— обеспечения безопасности и электромагнитной совместимости СИ и ТСУИФ.

4.5 Требования правового характера предусматривают:

Источник

Что понимают под стабильностью средств измерений

Государственная система обеспечения единства измерений

МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ
И ТОЧНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ ГСП

Общие методы оценки и контроля

State system for ensuring the uniformity of measurements.
Metrological characteristics of measurements means and precision characteristics
of automation means. General methods of estimate and control

Дата введения 1985-07-01

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 29 июня 1984 г. N 2255 дата введения установлена 01.07.85

ПЕРЕИЗДАНИЕ. Ноябрь 2002 г.

при метрологических исследованиях и испытаниях макетных образцов изделий;

при подготовке приемочных испытаний опытных образцов (опытных партий) средств автоматизации;

при подготовке государственных приемочных испытаний опытных образцов (опытных партий) средств измерений;

при подготовке приемосдаточных, квалификационных (государственных контрольных) испытаний образцов изделий из установочной серии;

при подготовке приемосдаточных, периодических, типовых и государственных контрольных испытаний изделий серийного и массового производства, а также приемосдаточных и приемочных испытаний изделий единичного производства;

при обосновании нормированных значений метрологических характеристик и методов их оценки (контроля) в НТД на метрологическую аттестацию и методики поверки средств измерений;

при оценке (контроле) метрологических и точностных характеристик изделий серийного производства на стадиях сборки, настройки, регулировки и других технологических этапах изготовления изделий.

Допускается применять другие методы оценки (контроля) метрологических и точностных характеристик изделий при условии обеспечения заданных показателей точности и достоверности результатов оценки (контроля).

Стандарт не распространяется на средства вычислительной техники.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящий стандарт обеспечивает:

определение метрологических (точностных) свойств изделий (проверка существенности систематической и случайной составляющих погрешности, вариации, дрейфа, корреляции отсчетов погрешности, нормальности закона распределения);

выбор методики оценки (контроля) метрологических и точностных характеристик изделий (временного интервала между отсчетами выходного сигнала, последовательности операций подачи образцовых сигналов, объема выборки);

выбор алгоритма обработки информации, соответствующего заданной (установленной) совокупности метрологических (точностных) свойств изделий при оценке (контроле) их метрологических или точностных характеристик;

непосредственную оценку (контроль) конкретных метрологических (точностных) характеристик изделий;

оценку показателей точности и достоверности оценки (контроля) метрологических и точностных характеристик изделий.

1.2. Методы, установленные в настоящем стандарте, позволяют провести метрологические исследования и испытания конкретных экземпляров изделий и конкретных типов изделий.

1.3. Методами настоящего стандарта могут быть оценены (проконтролированы) метрологические и точностные характеристики отдельных экземпляров изделий (индивидуальные характеристики) из числа следующих:

частота обновления результатов измерений (прео

1.4. Методами настоящего стандарта могут быть оценены (проконтролированы) метрологические и точностные характеристики конкретного типа изделий (типовые характеристики) из числа следующих:

допускаемое значение частоты обновления результатов измерений (преобразований

1.5. При оценке (контроле) метрологических и точностных характеристик изделий определяют достигаемые показатели точности и достоверности или проводят ориентировочную оценку (контроль).

1.6. Установлены следующие показатели точности и достоверности методов оценки и контроля метрологических и точностных характеристик изделий:

1.7. При разработке рациональной методики оценки (контроля) метрологических и точностных характеристик изделий с заданными показателями точности и достоверности следует использовать предварительную информацию об их метрологических свойствах.

1.8. Предварительная информация включает:

перечень испытуемых точек внутри диапазона измерений (преобразований);

сведения о существенности случайной составляющей погрешности;

данные о наличии вариации;

сведения о существенности дрейфа;

значения систематической составляющей погрешности и СКО случайной составляющей погрешности (для нормально распределенной выборки), а также коэффициентов асимметрии и эксцесса (для анормальных распределений);

минимально допустимое время между отсчетами последовательных значений погрешности (при наличии корреляции выборки);

Источник

РМГ 29-2013 ГСИ. Метрология. Основные термины и определения

7 Свойства и метрологические характеристики средств измерений

7.1 метрологическая характеристика (средства измерений); MX: Характеристика одного из свойств средства измерений, влияющая на результат измерений.

metrological characteristic of a measuring instrument

7.2 нормируемые метрологические характеристики (типа средства измерений); НМХ: Совокупность метрологических характеристик данного типа средств измерений, устанавливаемая нормативными документами на средства измерений.

rated metrological characteristics of a measuring instrument type

7.3 точностные характеристики (средства измерений): Совокупность метрологических характеристик средства измерений, влияющих на точность измерения.

accuracy characteristics of a measuring instrument

7.4 точность (средства измерений): Качество средства измерений, отражающее близость к нулю его погрешности.

accuracy of a measuring instrument

7.5 класс точности: Обобщенная характеристика данного типа средств измерений, как правило, отражающая их уровень точности и выражаемая точностными характеристиками средств измерений.

1 Класс точности обычно обозначается числом или символом, принятым по соглашению.

2 Класс точности дает возможность судить о значениях инструментальных погрешностей или инструментальных неопределенностей средств измерений данного типа при выполнении измерений.

3 Класс точности применяется и к материальным мерам.

7.6 погрешность средства измерений: Разность между показанием средства измерений и известным опорным (действительным) значением величины.

error (of indication) of a measuring instrument

7.7 предел допускаемой погрешности (средства измерений): Наибольшее значение погрешности средства измерений (без учета знака), устанавливаемое нормативным документом для данного типа средств измерений, при котором оно еще признается метрологически исправным.

7.8 систематическая погрешность средства измерений: Составляющая погрешности средства измерений, принимаемая за постоянную или закономерно изменяющуюся.

systematic error of a measuring instrument

7.9 случайная погрешность средства измерений: Составляющая погрешности средства измерений, изменяющаяся случайным образом.

random error of a measuring instrument

7.10 абсолютная погрешность средства измерений: Погрешность средства измерений, выраженная в единицах измеряемой величины.

absolute error of a measuring instrument

7.11 относительная погрешность средства измерений: Погрешность средства измерений, выраженная отношением абсолютной погрешности средства измерений к опорному значению измеряемой величины.

relative error of a measuring instrument

7.12 приведенная погрешность (средства измерений): Погрешность средства измерений, выраженная отношением абсолютной погрешности средства измерений к нормирующему значению величины.

1 Часто за нормирующее значение принимают максимальное значение диапазона измерений или разность между максимальным и минимальным значениями диапазона измерений.

2 Приведенную погрешность обычно выражают в процентах.

reduced error of a measuring instrument

7.13 основная погрешность (средства измерений): Погрешность средства измерений, применяемого в нормальных условиях.

intrinsic error of a measuring instrument

7.14 дополнительная погрешность (средства измерений): Составляющая погрешности средства измерений, возникающая дополнительно к основной погрешности вследствие отклонения какой-либо из влияющих величин от нормального ее значения или вследствие ее выхода за пределы нормальной области значений.

complementary error of a measuring instrument

7.15 статическая погрешность (средства измерений): Погрешность средства измерений, применяемого для измерения постоянной величины.

7.16 динамическая погрешность (средства измерений): Разность между погрешностью средства измерений в динамическом режиме и его статистической погрешностью, соответствующей значению величины в данный момент времени.

7.17 погрешность в контрольной точке: Погрешность средства измерений или измерительной системы для заданного значения измеряемой величины.

datum measurement error, datum error

7.18 погрешность нуля: Погрешность средства измерений в контрольной точке, когда заданное значение измеряемой величины равно нулю.

7.19 неопределенность измерений нуля: Неопределенность измерений, когда заданное значение измеряемой величины равно нулю.

1 Неопределенность измерений нуля связывается с нулевым показанием или показанием, близким к нулю, и охватывает интервал, для которого неизвестно, является ли измеряемая величина слишком малой, чтобы быть обнаруженной, или показание средства измерений вызвано только шумом.

2 Понятие неопределенность измерений нуля также применяется, когда при измерении получено различие для образца и фона.

null measurement uncertainty

7.20 погрешность меры: Разность между номинальным значением меры и опорным значением воспроизводимой ею величины.

7.21 инструментальное смещение: Разность между средним повторных показаний и опорным значением величины.

7.22 инструментальная неопределенность: Составляющая неопределенности измерений, обусловленная применяемым средством измерений или измерительной системой.

1 Инструментальную неопределенность, как правило, определяют при калибровке средства измерений или измерительной системы, за исключением первичного эталона, когда для этого используют иные подходы.

2 Инструментальную неопределенность используют при оценивании неопределенности измерений по типу В.

3 Информация, касающаяся инструментальной неопределенности, может быть приведена в спецификации средства измерений.

instrumental measurement uncertainty

7.23 показание: Значение величины, формируемое средством измерений или измерительной системой.

1 Показание часто представляется в виде позиции указателя на дисплее для аналоговых выходов, отображенного или напечатанного числа для цифровых выходов, кодовой комбинации для кодовых выходных сигналов или приписанного значения величины для материальных мер.

2 Показание и соответствующее значение измеряемой величины не обязательно являются значениями величин одного рода.

7.24 фоновое показание: Показание при условии, что представляющая интерес измеряемая величина не вносит вклад в это показание.

blank indication, background indication

7.25 диапазон показаний: Область значений шкалы измерительного прибора, ограниченная начальным и конечным значениями шкалы.

7.26 номинальный диапазон (показаний): Множество значений величины между округленными или приближенными начальным и конечным значениями шкалы, достижимыми при определенной регулировке средства измерений, и используемое для обозначения данной регулировки.

nominal indication interval, nominal interval

7.27 номинальный размах (показаний): Абсолютное значение разности между предельными значениями величины номинального диапазона показаний.

range of a nominal indication interval

7.28 номинальное значение величины: Округленное или приближенное значение величины, приписанное средству измерений, которым следует руководствоваться при его применении.

nominal quantity value, nominal value

7.29 действительное значение меры: Значение величины, приписанное мере на основании ее калибровки или поверки.

1 В состав первичного эталона единицы массы входит платиноиридиевая гиря с номинальным значением массы 1 кг, тогда как действительное значение ее массы составляет 1,000000087 кг, полученное в результате международных сличений с международным эталоном килограмма, хранящимся в Международном Бюро Мер и Весов.

conventional true value of a material measure

7.30 вариация, вызванная влияющей величиной: Разность показаний для данного значения измеряемой величины, обусловленная тем, что влияющая величина принимает последовательно два разных значения.

variation due to an influence quantity

7.31 вариация показаний (измерительного прибора): Разность показаний измерительного прибора в одной и той же точке диапазона измерений при плавном подходе к этой точке со стороны меньших и больших значений измеряемой величины.

7.32 время отклика (при скачкообразном воздействии): Интервал времени от момента, когда значение величины на входе средства измерений или измерительной системы скачкообразно изменяется до определенного уровня (значения), до момента, когда соответствующее показание средства измерений или измерительной системы достигает установившегося конечного значения и остается в заданных пределах.

step response time

7.33 инструментальный дрейф: Непрерывное или ступенчатое изменение показаний во времени, вызванное изменениями метрологических характеристик средства измерений.

7.34 диапазон измерений; рабочий диапазон: Множество значений величин одного рода, которые могут быть измерены данным средством измерений или измерительной системой с указанными инструментальной неопределенностью или указанными показателями точности при определенных условиях.

1 В некоторых областях используют термин измерительный интервал или интервал измерений.

2 Нижнюю границу диапазона измерений не следует путать с пределом обнаружения.

measuring interval, working interval

7.35 разрешение: Наименьшее изменение измеряемой величины, которое является причиной заметного изменения соответствующего показания.

1 В РМГ 29-99 использовался термин разрешение средства измерения: характеристика средства измерений, выражаемая наименьшим интервалом времени между отдельными импульсами или наименьшим расстоянием между объектами, которые фиксируются прибором раздельно.

2 Разрешение может зависеть, например, от шума (собственного или внешнего) или трения. Оно может также зависеть от значения измеряемой величины.

7.36 разрешающая способность измерительного прибора: Наименьшая разность между показаниями, которая может быть заметно различима.

resolution of a displaying device

1 Термин широко применяется в области количественного химического анализа, где часто по умолчанию принимают значения и равными 0,05.

2 Термины чувствительность и порог чувствительности не следует использовать для предела обнаружения.

detection limit, limit of detection

7.38 избирательность: Свойство средства измерений или измерительной системы, применяемой согласно установленной методике измерений для получения измеренных значений одной или нескольких измеряемых величин, заключающееся в независимости значений этих величин друг от друга и от влияющих величин объекта измерения.

1 Способность измерительной системы для ионизирующего излучения реагировать на данное излучение при измерении в присутствии постороннего излучения.

2 Способность измерительной системы измерять молярную концентрацию креатинина в плазме крови по методу Яффе без влияния со стороны глюкозы, урата, кетона и белков.

selectivity of a measuring system, selectivity

7.39 чувствительность (средства измерений): Отношение изменения показаний средства измерения к вызывающему его изменению измеряемой величины.

sensitivity of a measuring system, sensitivity

7.40 порог чувствительности (средства измерений): Наименьшее значение изменения величины, начиная с которого может осуществляться ее измерение данным средством измерения.

1 Если самое незначительное изменение массы, которое вызывает перемещение стрелки весов, составляет 10 мг, то порог чувствительности весов равен 10 мг.

2 Порог чувствительности может зависеть от шума и значения измеряемой величины.

3 Кроме терминов, указанных в 7.39 и 7.40, на практике применяют также термины: реагирование и порог реагирования, подвижность средства измерений и порог подвижности, срабатывание и порог срабатывания. Иногда применяют термин пороговая чувствительность. Это свидетельствует о том, что терминология для выражения понятий, связанных со свойствами средства измерений реагировать на малые изменения измеряемых величин, еще не устоялась.

4 В VIM3 [1] используется термин порог реагирования: наибольшее изменение значения измеряемой величины, не вызывающее заметного изменения соответствующего показания.

7.41 зона нечувствительности средства измерений; мертвая зона: Диапазон значений измеряемой величины, в пределах которого ее изменения не вызывают значимого изменения показания средства измерений

7.42 условия стабильности измерений: Условия измерений, при которых метрологические характеристики, установленные при калибровке средства измерений или измерительной системы, сохраняются в процессе эксплуатации.

steady state condition

7.43 нормальные условия (измерений): Условия измерений, предписанные для оценивания характеристик средства измерений или измерительной системы или для сравнения результатов измерений.

1 Нормальные условия измерений характеризуются нормальной областью значений влияющих величин. Нормальные условия измерений устанавливаются в нормативных документах на средства измерений конкретного типа или при их поверке (калибровке).

2 Погрешность средства измерений в нормальных условиях называют основной погрешностью средства измерений.

3 Нормальные условия относятся к условиям измерений, при которых установленная инструментальная неопределенность или погрешность будет наименьшей.

4 В VIM3 [1] при установлении нормальных условий приводится также область значений измеряемой величины.

reference operating condition; reference condition

7.44 нормальное значение (влияющей величины): Значение влияющей величины, к которому приводятся результаты измерений одной и той же величины, выполненные в разных условиях.

7.45 нормированные условия измерений; рабочие условия измерений: Условия измерений, которые должны выполняться во время измерения для того, чтобы средство измерений или измерительная система функционировали в соответствии со своим назначением.

1 Нормированные условия измерений характеризуются рабочей областью значений влияющих величин.

2 Составляющая погрешности средства измерений, возникающая дополнительно к основной погрешности вследствие выхода влияющих величин за пределы нормальной области значений называют дополнительной погрешностью.

3 В VIM3 [1] при установлении нормированных условий измерений устанавливается также область значений измеряемой величины.

rated operating condition

7.46 предельные условия (измерений): Условия измерений, характеризуемые экстремальными значениями измеряемой и влияющих величин, которые средство измерений или измерительная система может выдержать без разрушений и ухудшения метрологических характеристик, если они впоследствии будут использоваться в своих нормированнных условиях измерения.

limiting operating condition

7.47 метрологическая исправность (средства измерений): Состояние средства измерений, при котором все его нормируемые метрологические характеристики соответствуют установленным требованиям.

7.48 метрологическая надежность (средства измерений): Надежность средства измерений, в части сохранения его метрологической исправности.

7.49 метрологический отказ (средства измерений): Выход метрологической характеристики средства измерений за установленные пределы.

7.50 стабильность (средства измерений): Свойство средства измерений, отражающее неизменность во времени его метрологических характеристик.

1 Указанием длительности интервала времени, за который метрологическая характеристика изменилась на установленное значение.

2 Указанием изменения характеристики за установленный интервал времени, что часто называют нестабильностью средства измерений.

stability of a measuring instrument, stability

Источник