Метрология, стандартизация и сертификация
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Метрология
Издательство:
Сибирская пожарно-спасательная академия
Год издания: 2023
Кол-во страниц: 199
Дополнительно
Учебное пособие представляет собой систематизированное, логически последовательное изложение курса «Метрология, стандартизация и сертификация». В учебном пособии рассмотрены основные методы и средства
измерений, классификация физических величин, погрешностей и измерений, круг вопросов, связанных с государственными системами измерений и технического регулирования, показаны принципы и методы стандартизации, ключевые понятия, схемы и системы сертификации, порядок проведения сертификации и аккредитации. Теоретические основы, изложенные в данном пособии, помогут обучающимся по специальности 20.05.01 Пожарная безопасность и направлению подготовки 20.03.01 Техносферная безопасность сформировать необходимые навыки работы с нормативными документами в области технического регулирования, применять контрольно-измерительную и испытательную технику в профессиональной деятельности, грамотно представлять результаты измерений, а также применять аттестованные методики выполнения измерений, испытаний и контроля.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 20.03.01: Техносферная безопасность
- ВО - Специалитет
- 20.05.01: Пожарная безопасность
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ ФГБОУ ВО СИБИРСКАЯ ПОЖАРНО-СПАСАТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ ГПС МЧС РОССИИ Снежко А. А. МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ Учебное пособие Допущено Министерством Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий в качестве учебного пособия для курсантов, студентов и слушателей образовательных организаций МЧС России Железногорск 2023
2 УДК 006.91 ББК 30.10 Автор: Снежко Александра Александровна, канд. техн. наук, доцент Рецензенты: Кононенко Елена Венедиктовна, кандидат физико-математических наук (Уральский институт ГПС МЧС России) Вытовтов Алексей Владимирович, кандидат технических наук (Воронежский институт повышения квалификации сотрудников ГПС МЧС России) Снежко, А.А. Метрология, стандартизация и сертификация [Текст]: учебное пособие / А. А. Снежко – Железногорск: ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2023. – 199с.: ил. ISBN Учебное пособие представляет собой систематизированное, логически последовательное изложение курса «Метрология, стандартизация и сертификация». В учебном пособии рассмотрены основные методы и средства измерений, классификация физических величин, погрешностей и измерений, круг вопросов, связанных с государственными системами измерений и технического регулирования, показаны принципы и методы стандартизации, ключевые понятия, схемы и системы сертификации, порядок проведения сертификации и аккредитации. Теоретические основы, изложенные в данном пособии, помогут обучающимся по специальности 20.05.01 Пожарная безопасность и направлению подготовки 20.03.01 Техносферная безопасность сформировать необходимые навыки работы с нормативными документами в области технического регулирования, применять контрольно-измерительную и испытательную технику в профессиональной деятельности, грамотно представлять результаты измерений, а также применять аттестованные методики выполнения измерений, испытаний и контроля. © ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2023 © Снежко А. А., 2023
3 СОДЕРЖАНИЕ Список сокращений…………………………………………………………...……….. Введение………………………………………………………………………...……….. 4 Глава 1 Метрология……………………………………………………………………. 6 Тема 1. Введение в метрологию. Теоретические основы метрологии. Основные понятия, связанные с объектом измерения……………………………………………. 7 Тема 2. Основные понятия, связанные со средствами измерения. Виды средств измерений по метрологическому назначению, уровню автоматизации и стандартизации, по конструктивному исполнению. Выбор средств измерений……………………………………………………………………………….. 22 Тема 3. Закономерности формирования результата измерения, понятие погрешности, источники погрешностей. Классификация погрешностей и причины их возникновения………………………..……………………………………………… 31 Тема 4. Понятие многократного измерения. Алгоритмы обработки многократных измерений………………………………………………………………………………... 45 Тема 5. Организационные, научные и методические основы метрологического обеспечения. Структура и функции метрологической службы предприятия, организации, учреждения, являющихся юридическими лицами…………………….. 51 Тема 6. Правовые основы обеспечения единства измерений. Основные положения закона об обеспечении единства измерений…………………………………………… 61 Глава 2 Стандартизация…………………………..…………………………………... 73 Тема 1. Исторические и правовые основы стандартизации. Научная база стандартизации. ……………………………...…………….............................................. 73 Тема 2. Определение оптимального уровня унификации и стандартизации. Международная организация по стандартизации ИСО…............................................................ 94 Глава 3 Сертификация………………….…………………….………………………... 101 Тема 1. Исторические основы развития и основные понятия сертификации. ……… 101 Тема 2. Подтверждение соответствия как инструмент технического регулирования………………………………………………………………………….... 107 Тема 3. Подтверждение соответствия в области обеспечения пожарной безопасности……………………………………………………………………………... 127 Тема 4. Оценка соответствия работ и услуг…..…………………………………………… 153 Тема 5. Системы менеджмента и их сертификация…..………………………………….... 173 Заключение……………………………………………………………………………… 194 Библиография…….…………………………………………………………………… 195
4 СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ АИЛ – аккредитованная испытательная лаборатория АОС – аккредитованные органы по сертификации ВНИИПО – Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны ГККВ – Генеральная конференция по мерам и весам ГМС – Государственная метрологическая служба ГОСТ – государственный стандарт ГОСТ Р– национальный стандарт ГСИ – Государственная система обеспечения единства измерений ГСВЧ – Государственная служба времени, частоты и определения параметров вращения Земли ГССО – Государственная служба стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов ГСССД – Государственная служба стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов ЕАЭС – Евразийский экономический союз ЕСДП – Единая система допусков и посадок ЕСКД – Единая система проектно-конструкторской документации ЖЦ – жизненный цикл ИК – инспекционный контроль ИСО – Международная организация по стандартизации КИО – контрольно-измерительное и испытательное оборудование МВИ – методика выполнения измерений МИ – методика измерений МКТУ – Международный классификатор товаров и услуг МО – метрологическое обеспечение ОИ – объект измерения МП – методика поверки МС – Метрологическая служба МСО – метрологические службы организаций МУ – методические указания МЭК – Международная электротехническая комиссия НД – нормативный документ НСОПБ – Национальный союз организаций в области обеспечения пожарной безопасности НСП – не исключенная систематическая погрешность ОЕИ – Обеспечение единства измерений
5 ОКПД – общероссийский классификатор продукции по видам экономической деятельности» для обозначения и идентификации продукции с помощью 6разрядного кода ОКВЭД – общероссийский классификатор видов экономической деятельности» ОСТ – отраслевой стандарт ПР – правила по метрологии РД – руководящий документ РМГ – Рекомендации по межгосударственной стандартизации РМИ – аттестованная методика (метод) измерений, используемая для оценки правильности результатов измерений, полученных с использованием других методик (методов) измерений одних и тех же величин РСТ – республиканский стандарт СДС – система добровольной сертификации СДС ПБ МЧС России – система добровольной сертификации Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий в области пожарной безопасности СИ – средство измерения СКО – среднее квадратичное отклонение СМИБ – Система менеджмента информационной безопасности СМС – Государственная справочная служба СП – свод правил СТП – стандарт предприятия СУИБ – Система управления информационной безопасностью СМК – система менеджмента качества СЭВ – Совет экономической взаимопомощи ТК – технический комитет ТН ВЭД – классификатор «Товарная номенклатура внешнеэкономической деятельности» ФСА – федеральная служба аккредитации ФГПН – Федеральный государственный пожарный надзор ЭД – эксплуатационная документация TQС –Total Quality Control (всеобщий контроль качества) TQM – Total Quality Management (всеобщий менеджмент качества)
6 ВВЕДЕНИЕ Учебный план Сибирской пожарно-спасательной академии ГПС МЧС России по программам специалитета 20.05.01 Пожарная безопасность и направления подготовки 20.03.01 Техносферная безопасность, а также рабочая программа учебной дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация» предусматривают теоретическое изучение и практическое освоение общих законов и правил измерений, обеспечения их единства и достоверности, обращения с измерительной информацией. С учетом изменения или прекращения действия многих нормативных документов является необходимым создание учебного пособия, отражающего правовые основы метрологической деятельности, стандартизации и сертификации в России и за рубежом для обучающихся по специальности 20.05.01 Пожарная безопасность и направлению подготовки 20.03.01 Техносферная безопасность. В пособии приведены общие представления о действующих методах и подходах, применяемых в современном техническом регулировании в России и на международном уровне, представлены сведения о документах, актуальных на момент подготовки текста. В дальнейшем обучающиеся должны постоянно проверять и обновлять нормативную базу по своему направлению деятельности, что отвечает требованиям компетентностных моделей выпускников по специальности 20.05.01 Пожарная безопасность и направлению подготовки 20.03.01 Техносферная безопасность. Учебное пособие состоит из введения, трёх глав, разбитых на темы, списка используемой при написании учебного пособия литературы, включая нормативные и правовые документы. Темы содержат теоретические аспекты и контрольные вопросы, позволяющие оценить уровень усвоения материала обучающимися.
7 ГЛАВА 1 МЕТРОЛОГИЯ ТЕМА 1 ВВЕДЕНИЕ В МЕТРОЛОГИЮ. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТРОЛОГИИ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, СВЯЗАННЫЕ С ОБЪЕКТОМ ИЗМЕРЕНИЯ План: 1 Введение в метрологию 2 Основные понятия, связанные с объектом измерения 3 Количественные и качественные проявления свойств объектов материального мира. Измерительные шкалы 4 Классификация измерений 1 Введение в метрологию Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства, и способах достижения требуемой точности. В практической жизни человек повсюду имеет дело с измерениями. На каждом этапе проводятся измерения таких величин, как длина, объем, время, вес и т.д. Важность измерений велика в современном обществе. Они служат не только основой научно-технических знаний, но и имеют первостепенное значение для учета материальных ресурсов, планирования, внутренней и внешней торговли, обеспечения качества продукции, взаимозаменяемости комплектующих изделий, обеспечения безопасности труда и других видов человеческой деятельности [1]. Метрология имеет большое значение для прогресса естественных и технических наук, поскольку повышение точности измерений является одним из средств совершенствования способов познания человеком природы. Основные задачи метрологии (РМГ 29-2013 «Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Основные термины и определения» [1]): 1) установление единиц физических величин, государственных эталонов и образцовых средств измерений; 2) разработка теории, методов и средств измерений и контроля; 3) обеспечение единства измерений и единообразия средств измерений;
8 4) разработка методов оценки погрешностей, состояния средств измерения и контроля; 5) разработка методов передачи размеров единиц от эталонов или образцовых средств измерений рабочим средствам измерений. 2 Основные понятия, связанные с объектом измерения Многообразие окружающего нас мира обусловлено свойствами различных физических объектов, явлений и процессов. Каждый физический объект может быть описан с помощью огромного количества различных свойств. Свойство – качественная категория. Оно отражает такую сторону объекта, которая обуславливает его отличие от других объектов или общность с ними. Одно и тоже свойство может быть обнаружено у многих объектов или быть присущим только некоторым из них. Например, массой, геометрическими размерами, температурой, плотностью обладают все материальные тела, а кристаллической структурой – только некоторые из них. Каждое свойство физического объекта должно быть сначала обнаружено, затем записано и классифицировано и только потом количественно изучено. Для количественного исследования свойств физических объектов, явлений и процессов вводится понятие величины. Виды величин: Все величины делят на два вида: идеальные и реальные. Идеальные величины относятся в основном к области математики, метрология как наука ими не занимается, но использует при обработке результатов измерений. Идеальные величины могут быть вычислены и при определенных условиях могут не иметь погрешности вычисления. Примерами идеальных величин являются среднее арифметическое, вероятность, стандартное выборочное отклонение. Реальные величины имеют погрешности вычисления. Их делят на физические и нефизические. Физическая величина – величина, присущая свойствам материальных объектов, физических явлений и процессов. Физические величины изучают в рамках естественных и технических наук. Нефизические величины используются в общественных науках, например, философии, социологии, экономике, психологии. Для нефизических величин не может быть введена единица измерения в принципе. Они могут оцениваться с использованием экспертных оценок,
9 бальной системы, набора тестов и т. п. Таким образом, при оценке нефизических величин неизбежно влияние субъективного фактора. Поэтому нефизические величины, также, как и идеальные к области метрологии не относятся. Метрология как наука изучает только физические величины. Физические величины разделяют на измеряемые и оцениваемые. Измеряемая физическая величина имеет свою единицу измерения и может быть выражена количественно в виде определенного числа единиц измерения. Основное уравнение измерения имеет вид [2]: Q = q[Q] где Q – истинное значение физической величины; q – числовое значение физической величины; [Q] – единица измерения физической величины. Например, 8 м. Истинное значение измеряемой величины – значение физической величины, которое в качественном и количественном отношении отражает свойство объекта. Реальный результат измерения Х отличается от истинного значения физической величины Q на значение погрешности измерения Δ. Иногда используют понятие опорного значения (величины) – значение величины, которое используют в качестве основы для сопоставления со значениями величин того же рода. Опорное значение величины может быть истинным значением величины, подлежащей измерению, в этом случае оно неизвестно, или принятым значением величины, в этом случае оно известно, например, аттестованного стандартного образца или определенного устройства (стабилизированного лазера). Размер является количественной характеристикой измеряемой величины. Получение информации о размере физической величины является содержанием любого измерения. Для определения размера физической величины используют некоторое измерительное преобразование, позволяющее установить однозначное соответствие размера физической величины и ее числового значения. Измеряемая физическая величина, для которой установлена единица измерения, имеет линейное измерительное преобразование. Измерительное преобразование называется линейным, если при увеличении Q на одну единицу измерения [Q] числовое значение физической величины q также увеличивается на одну единицу.
10 Физические величины, для которых не найдено линейное измерительное преобразование, не имеют единицы измерения и не могут быть измерены. Их размер может быть только оценен. Оценивание – операция приписывания данной физической величине определенного числа, характеризующего ее размер. Размеры физических величин как измеряются, так и оцениваются при помощи шкал. Шкала физической величины – это упорядоченная совокупность значений физической величины, служащая основой для измерений данной величины. В дальнейшем под термином «величина» будем понимать только физические величины. Система физических величин – совокупность физических величин, образованная в соответствии с принятыми принципами, когда одни величины принимаются за независимые, а другие определяют в качестве функций независимых величин. Причем, физическая величина, условно принятая в качестве независимой от других величин системы, называется основной. Физическая величина, входящая в систему величин и определяемая через основные величины этой системы, называется производной. Система СИ была принята в 1960 г. По этой системе предусмотрено семь основных (метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, кандела, моль) и две дополнительные единицы (радиан, стерадиан) (таблица 1). Производными единицами этой системы являются Вт, Дж, Па, Ом, В, единица веса – Ньютон и многие другие. В 1995 г. XX ГКМВ (Резолюция 8) постановила исключить класс дополнительных единиц в СИ, а радиан и стерадиан считать безразмерными производными единицами СИ, имеющими специальные наименования и обозначения. Таблица 1 – Основные и дополнительные единицы системы СИ Величина Единица наименование размерность наименование обозначение международное русское ОСНОВНЫЕ Длина L Метр m м Масса M Килограмм kg кг Время T Секунда s с Сила электрического тока I Ампер A А Термодинамическая температура Q Кельвин K К Количество вещества N Моль mol моль Сила света J Кандела cd кд