ИЗМЕРЕНИЕ КАЧЕСТВА

Рассматривая проблемы оценки качества объектов, мы отмеча- ли, что «жесткие» параметры качества, как правило, определяют- ся в процессе измерений. Сегодня практически нет ни одной об- ласти человеческой деятельности, где все более интенсивно не ис- пользовались бы результаты измерений. Так, например, в г. вРоссии эксплуатировалось около 800 млн средств измерений. Для любой стадии управления (а это основное содержание труда менед- жера) — анализа, прогнозирования, планирования, контроля, регу- лирования — огромное значение имеет достоверная информация о качественном состоянии объектов (процессов, условий, продуктов, средств проектирования, производства и контроля и т.д.).

Как правило, такая информация может быть получена только путем правильно проведенных естественных наук, научные достижения, технические новинки сегодня также немыслимы без измерений.

Это определяет современное значение метрологии — отрасли науки, изучающей и реализующей методы измерения качества,

 

63

методы и средства обеспечения их единства и способы достиже- ния требуемой точности. Приведем основные определения, ис- пользуемые в метрологии.

Измерение — это нахождение значения физической величины, характеризующей качество, опытным путем с помощью специаль- ных технических средств.

Здесьвпонятие «нахождениезначения величины, ха- рактеризующей качество» (далее — величины) включается и мате- матическая обработка результатов измерения (естественно, если это требуется).

Результатом измерения называют значение величины, характе- ризующей качество, найденное путем ее измерения.

Наблюдением при измерениях называют экспериментальную операцию, выполняемую в процессе измерений качества, в резуль- тате которой получается одно значение из группы значений ве- личины, подлежащих совместной обработке для получения резуль- тата измерения.

Результат наблюдения — это значение величины, полученное в результате наблюдения. На рис. 2.8 приведен фрагмент процес- са измерений, наглядно показывающий взаимосвязь между дан- ными

 

I

В целях достижения достоверных результатов измерений суще-

ствует их метрологическое обеспечение. На рис. 2.9 раскрывается понятие «метрологическоеобеспечение».

Метрологическоеобеспечение — этоустановлениеи применение научных, нормативно-технических и организационных основ, технических средств, правил и норм с целью достижения един- ства и требуемой точности (достоверности) измерений качества, необходимых для количественной оценки объектов ноосферы и происходящих в них явлений.

 

64

Таким образом, главная цель метрологического обеспечения — достижение высокого качества измерений. Качество измерений оценивается двумя основными показателями: точностью измере- ний и единством измерений. Рассмотрим их подробнее.

 

 

Рис. 2.9. Раскрытие понятия «метрологическое обеспечение»

 

Точность измерений — это показатель качества измерений, от- ражающий близость их результатов к истинному значению изме- ряемой величины.

Истинное значение измеряемой величины — ее значение, идеально качественно и количественно отражающее соответству- ющее свойство объекта. Это внутреннее свойство объекта, никог- да не известное экспериментатору. То есть истинное значение измеряемой величины получить в процессе даже самых точных из реально существующих измерений невозможно. Любое измерение характеризуется погрешностью.

Погрешность измерения — это отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины (рис. 2.10).

 

Процесс оценки погрешности измерения

 

3 - 9582 65

Погрешности измерений включают в себя составляющие двух типов: систематическую и случайную.

Систематическаясоставляющаяпогрешностиизмерений— та- кая составляющая, которая остается постоянной или закономер- но изменяется при повторных измерениях одной и той же вели- чины.

В табл. 2.2 приведен пример результатов измерений, содержа- щих систематическую составляющую погрешности.

 

Таблица2.2

Пример систематической составляющей погрешности

 

Полученные данные	N •ерений
Результат	20,00	20,01	2С,02	20,03	20,05	20,07	20,10	20,18
Погрешность		0,01	0,02	0,03	0,05	0,07	0,1	0,18

 

В данном примере истинное значение измеряемой величины равно 20,0.

Случайной погрешности измерений называется такая составляющая, которая изменяется случайным образом (по значению и знаку) при повторных измерениях одной и той же величины. В табл. 2.3 приведен пример результатов измерений, содержащих систематическую составляющую погрешности.

 

Таблица 2.3

Пример случайной составляющей погрешности

 

Полученные			N	измерений
данные
Результат	20,01			20,		19,95	20,05	20,03
Погрешность	+0,01	-		+0		-0,05	+0,05	+0,03

 

В данном примере истинное значение измеряемой величины также равно 20,0.

Остановимся подробнее на понятии «физическая величина».

Физическая величина — это особое свойство качества физичес- кого объекта. Физической величиной (далее —величиной) называ- ется свойство, общее в качественном отношении многим физи- ческим объектам, но в количественном отношении индивидуаль- ное для каждого объекта. Например, быстродействие, надежность,

 

66

масса, скорость и — это величины. Поэтому не упот- реблять термин «величина» для выражения количества рассматри- ваемого свойства. Например, неверны понятия «величина надеж- ности», «величина скорости», поскольку надежность и скорость — сами являются величинами. В этих случаях следует говорить о

«размеревеличины» или «значениивеличины» (значениискорости).

Размером величины называют количественное содержание в

ном объекте свойства, соответствующего понятию величины, а значением величины — оценку величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц. Например, 220 В — это значение на- пряжения, 220 — числовое значение.

Результат измерения в общем виде записывают в форме, назы- ваемой основным уравнением измерения:

 

Х N(x), (2-26)

 

где:;

измеряемая величина;

— числовое значение величины;

х— единица физической величины.

Наряду с истинным значением измеряемой величины следует различать действительное и измеренное значения величины.

Действительным значением измеряемой величины называ- ют найденное экспериментальным путем значение, настолько близкое к истинному значению, что для данной цели может быть использовано вместо

Измеренным значением измеряемой величины называют зна-

чение искомой величины, найденное экспериментальным путем.

Очевидно, основной целью обеспечения качества измерений явля- ется снижение погрешности максимальным приближением значения к истинному значению измеряемой величины Только присоблюдении определенных требований к измерениям может быть из- меренное значение принято за действительное, т.е. можно считать, что с определенной точностью справедливо равенство:

 

= ЗВд. (2-27)

 

Второй важнейшей характеристикой качества измерений явля- ется единство измерений — такое состояние измерений, при кото- ром их результаты выражены в узаконенных единицах, размеры соответствуют единицам, воспроизводимым эталонами, а погреш- ности результатов измерений не выходят за установленные пре- делы. То есть единство измерений обеспечивает сопоставимость

 

результатов измерений, выполненных в различное время, в раз- личных местах, разными средствами и методами.

Единство измерений характеризуется двумя показателями: схо- димостью измерений и воспроизводимостью измерений.

Сходимость измерений — это показатель качества измерений, отражающий друг к другу результатов измерений, выпол- няемых в одинаковых условиях одной и той же измеряемой ве- личины (рис. 2

 

2.11. Сходимость измерений

 

Воспроизводимость измерений — это показатель качества изме- рений, отражающий близость друг к другу результатов измерений одной и той же измеряемой величины, выполняемых в различных условиях разное время, в различных местах, разными метода- ми). На рис. иллюстрируется эта характеристика.

 

Воспроизводимость измерений

 

68

На уровне и предприятий, и государств принимаются специ- альные меры для обеспечения единства измерений качества. Для этого создаются особые средства измерений — эталоны. Существу- ют три вида средств эталоны, образцовые средства измерений и рабочие средства измерений.

Эталоны — это официально утвержденные средства измерений, обеспечивающие воспроизведение и (или) хранение единицы фи- зической величины с целью передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений.

Образцовыесредстваизмерений— этосредстваизмерений,служа- щие для поверки по ним других, нижестоящих средств измерений. Рабочие средства измерений — это средства измерений,

няемые в практической деятельности фирм (кроме поверки).

Поверкасредствизмерений — это определение особоуполномо- ченным метрологическим органом погрешностей средств измере- ний и установление их пригодности к применению; Для обеспе- чения единства измерений в странах существуют специальные уровни поверочной схемы (рис. 2.13).

Как видно из рисунка, поверочная схема реализуется с помо- щью первичных эталонов, специальных эталонов, вторичных эта- лонов, образцовых и рабочих средств измерений.

 

Первичныйэталон
		t	t
Вторичныйэталон		Специальный эталон
Образцовые средства измерений Рабочие средства измерений

Уровни поверочной схемы

 

Первичныеэталоны —этоофициальноутвержденныеэталоны, они носят название государственных эталонов и обеспечивают воспроиз- ведение единицы физической величины с наивысшей точностью.

Специальный эталон обеспечивает воспроизведение единицы физической величины в специальных условиях и в этих условиях заменяет первичный эталон, например, эталоны единицы перемен- ного напряжения для определенных диапазонов частот (20 гц — 30 Мгц (ГОСТ 8.184-7); 30 Мгц - 3000 Мгц (ГОСТ 8.072-82)).

Вторичный эталон — это эталон, для которого размер воспро- изводимой им единицы физической величины устанавливают по первичному эталону.

 

Таким образом, обеспечивается регулярная поверка всего пар- ка имеющихся в стране средств измерений, что позволяет эффек- тивно реализовать единство измерений широкого парка измери- тельных приборов, используемых различными предприятиями и организациями территории государства. Аналогичные принци- пы обеспечения единства измерений применяются и при между- народном экономическом сотрудничестве.

Итак, мы рассмотрели основные вопросы, связанные с оцен- кой и измерением качества, что позволяет перейти к следующим разделам, посвященным управлению качеством.

 

 

 

1. Что означает понятие «качество продукции»?

2. Что означает понятие «качество услуги»?

3. Что называется показателем качества?

4. Что называется единичным показателем качества?

5. Что называется базовым показателем качества?

6. Что называется относительным показателем качества?

7. Что называется комплексным показателем качества?

8. Что называется групповым показателем качества?

9. Что называется обобщенным показателем качества?

10. Что называется индексом качества? Что называется уровнем качества?

12. Какие группы показателей определяют качество продукции?

13. Какие группы показателей определяют качество услуги?

14. Какие методы применяются для оценки качества?

15. Что такое «жесткие» и «мягкие» показатели качества?

16. В чем особенность оценки «жестких» и «мягких» показателей качества?

17. Какова последовательность комплексной оценки качества?

18. В чем особенность оценки качества услуги?

19. Что определяет качество измерений?

20. Что называется случайной погрешностью измерений?

21. Что называется систематической погрешностью измерений?

22. Какие показатели определяют единство измерений?

23. Как определяется сходимость измерений?

24. Как определяется воспроизводимость измерений?

25. Какие существуют эталоны?

26. Каковы уровни поверочной схемы?