Иллюстративный пример

Во время войны снайпер (А) обнаружил вражеского солдата (В), расположившегося под деревом и тоже имеющего винтовку. Снайпер произвел шесть выстрелов, растратив весь магазин. Все шесть пуль попали в ствол дерева рядом с ухом В. Область попадания всех шести пуль заняла площадь, покрываемую пачкой сигарет. В схватил свою винтовку и начал стрелять в ответ. 3 пули пролетели мимо, но одна попала в грудь, одна в бедро, а третья в голову.

Какой стрелок стрелял с большей прецизионностью? Достиг ли он также и большей точности, или это сделал его противник?

Пр авильный ответ Снайпер А был более прецизионным, но В был более точным. Формула успеха: Прецизионность - это красиво, но точность - это смертельно

ЗАДАНИЕ 6

Приведите пример характеризующий прецизионность и точность измерений.

Источники погрешностей

Систематические погрешности и разброс измерений определяются рядом причин:

• Состояние одного и того же оператора в разное время.
• Различия между операторами.
• Материалы, например, при использовании испытательных образцов при разрушающих испытаниях.
• Различия испытательных приборов.
• Различие методов измерений при использовании одного и того же прибора.
• Различие лабораторий, выполнявших одно и то же испытание.

Сложные погрешности

Наблюдаемые погрешности обычно являются результатом сложения нескольких отдельных погрешностей, которые, если они независимы друг от друга, следует суммировать среднеквадратическим образом. Так, если среднеквадратические отклонения случайного процесса, имеющего три источника ошибок А, В и С, известны наблюдаемая ошибка будет иметь среднеквадратическое отклонение, определяющееся как

Если общая ошибка на каждом этапе калибровочной цепочки зависит от калибровочной лаборатории, то для вычисления общей ошибки, характеризующей рабочий стандарт, можно воспользоваться той же формулой.

Подобная неопределенность присуща и калибровочной цепочке и способам измерения. Так, если среднеквадратические отклонения, характеризующие способ измерения и наблюдаемый параметр, составляют, соответственно, и , среднеквадратичное отклонение выходного параметра конечного продукта составит

Официальная оценка погрешностей

От калибровочной лаборатории, если она еще не сделала это, следует потребовать, чтобы она проводила запись результатов измерений до и после калибровки, и указывала при этом точность калибровки.

Важно знать, удовлетворял ли инструмент требованиям точности до его отправки на калибровку, поскольку, если это не так, то следует забраковать и результаты поверки других приборов, находящихся ниже его по калибровочной цепочке, и результаты проверок с его использованием. Может оказаться, что выпускалась продукция, не соответствующая стандарту, которую, при наличии прослеживаемости, следует отозвать.

Если прибор имел точность, не укладывающуюся в калибровочный допуск, следует выяснить, почему это произошло (неисправность, повреждение, дрейф), и предпринять соответствующие действия. Если причиной является дрейф, прибор следует калибровать чаще. Если инструмент все еще имел хорошую точность во время калибровки, это означает, что интервалы между калибровками можно увеличить.

Имейте в виду, что когда калибровочная лаборатория квалифицирует измерение, определяя его как "±%" или "± единиц", она определяет погрешность как среднеквадратическое отклонение по серии измерений или как меру возможной систематической ошибки. Поэтому следует обязательно сделать запрос в лабораторию, чтобы выяснить, о каких ошибках идет речь, после чего оценить ошибки по всей калибровочной цепи.

Порядок калибровки

Порядок калибровки был упомянут в последнем разделе в связи с возможным пересмотром интервалов между калибровками по результатам последней поверки. Интервал между калибровками может быть установлен на основе следующих факторов:

• календарного периода;
• частоты использования;
• фактического времени работы.

Первоначальный интервал обычно устанавливают исходя из рекомендаций изготовителя или на основании опыта эксплуатации аналогичных приборов. Установленный интервал может пересматриваться в процессе эксплуатации.

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

Управление производственными процессами, а также обеспечение качества продукции и оценка соответствия техническим требованиям обязательно включает проведение того или иного рода измерений. Это утверждение распространяется далеко за пределы чисто производственной области и относится к сфере обслуживания. Так, например, розничные торговцы и фирмы, занимающиеся транспортировкой грузов, должны уметь измерять количество (вес или объем) товаров, передаваемых клиентам. Для защиты потребителей местные власти в Соединенном Королевстве создали отделы защиты потребителей (ранее называемые "по стандартам в области торговли"), контролирующие правильность измерений веса и объема товаров, а также их полное соответствие требованиям по качеству и безопасности.

Совокупность всех таких измерений и проверок требует выбора и правильного использования подходящего измерительного оборудования. Необходимые точность и прецизионность такого оборудования должна быть подтверждена оценкой его соответствия стандартам, к которым имеют доступ и другие стороны. В идеальном случае поверочная цепочка должна заканчиваться национальным эталоном. Таким образом, организация должна иметь систему калибровки, которая бы обеспечивала точность и устанавливала пределы точности измерений, которые она может выполнять.

Определение

Калибровка определяется стандартом следующим образом: "Все операции, выполняемые с целью определения ошибок измерительного инструмента (и, если необходимо, для определения других метрологических характеристик).";

В примечании к этому определению указывается, что слово калибровка часто имеет расширительное толкование и включает регулировку, настройку, градуировку шкалы и т.п. Другими словами, предполагается устранение или компенсация обнаруженных чрезмерных погрешностей.

Точность, прецизионность и погрешность

Мы только что использовали термин "чрезмерная" погрешность, что, возможно резануло Вам ухо. Вы скажете, "разве вообще бывает так, чтобы ошибка была приемлемой, а не чрезмерной?" Для разъяснения нам следует рассмотреть вопрос о том, какая степень прецизионности и точности должна быть обеспечена у готового продукта. Это важно, так как при рассмотрении вопроса калибровки доминируют представления и примеры из сферы машиностроения, характерные для условий механического цеха.

В механическом цехе детали могут обрабатываться точением, строганием или фрезерованием для получения формы и размеров, которые сопоставляются с размерами в синьках и имеют допуски, измеряемые микрометрами, и контролируются штангенциркулями и другими аналогичными измерительными инструментами. Настройка станка может измениться из-за износа; то же самое может произойти с измерительным инструментом, поскольку их измерительные поверхности входят в физический контакт с измеряемыми деталями. Измерительные инструменты сами по себе были изготовлены теми же самыми способами, из таких же материалов, как и детали, которые ими измеряются.

Может так оказаться, что для сохранения требуемой точности измерений микрометр будет необходимо использовать и хранить с особой осторожностью и осуществлять его калибровку ежемесячно. Например, если он используется для контроля размеров с точностью ±10 тысячных дюйма, его собственная точность должна быть на порядок выше, т.е. ±1 тысячная. В других случаях точность измерительных инструментов может быть значительно выше той, которая требуется на практике; источник тока для настольного компьютера может иметь технические условия, требующие обеспечить напряжение с точностью ±0.5 В, однако, при точном измерении с помощью цифрового милливольтметра может оказаться, что его напряжение укладывается в допуск ±1 милливольт.

Субъективные погрешности

Говоря о калибровке очень просто сбиться с толку, если рассматривать измерение природных констант и т.п., и потерять из виду конечную цель: убедиться в том, что измерения являются точными и удовлетворяют потребителя. Могут возникать другие проблемы, такие как случайное повреждение, неумелое обращение и недостаточные коммуникации. Можно проиллюстрировать сказанное следующей иллюстрацией практического случая имевшего место.

Кузнец время от времени изготавливал телеги для компании, занимавшейся извозом. Компания нашла, что установка контейнера на новую телегу затруднена и при проверке установила, что она на один сантиметр короче требуемой. Тележный мастер обнаружил, что рулетка, используемая им для измерений деталей телеги, износилась и стала короче на один сантиметр. Работающий мастер знал об этом и делал соответствующую поправку, однако, в момент изготовления именно этой телеги он был болен и разметка проводилась его помощником. Рулетка была заменена и дела пошли хорошо, однако вскоре транспортная компания обнаружила, что телеги стали на сантиметр длиннее.