Вадим Юрьевич Кончаловский Лекции по курсу МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ

Вадим Юрьевич Кончаловский
Лекции по курсу
МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ
2004
2
Содержание
стр.
1. МЕТРОЛОГИЯ…………………………………………………………..
3
1.1. Определение метрологии……………………………………………...
1.2. Виды средств измерений………………………………………………
1.3. Основные характеристики средств измерений………………………
1.3.1. Диапазон измерения…………………………………………………
1.3.2. Цена деления шкалы и значение единицы младшего разряда……
1.3.3. Точность……………………………………………………………...
1.3.4. Характеристики, отражающие влияние прибора на объект………
1.4. Виды и методы измерений…………………………………………….
1.5. Представление результатов измерений……………………………….
1.5.1. Составляющие погрешности измерения…………………………....
1.5.2. Запись результата измерения………………………………………..
1.5.3. Вычисление погрешностей измерения………………………………
3
12
14
14
14
16
23
28
31
31
32
33
2. СТАНДАРТИЗАЦИЯ…………………………………………………….
37
2.1. Определение…………………………………………………………….
2.2. Цели стандартизации…………………………………………………...
2.3. Принципы стандартизации…………………………………………….
2.4. Методы стандартизации……………………………………………….
2.5. Виды стандартов………………………………………………………..
2.6. Национальные органы по стандартизации……………………………
2.7. Международное сотрудничество в сфере стандартизации…………….
37
37
37
38
39
40
41
3. СЕРТИФИКАЦИЯ………………………………………………………..
43
3.1. Определение сертификации………………………………………….
3.2. История сертификации……………………………………………….
3.3.Подтверждение соответствия…………………………………………
3.3.1. Цели подтверждения соответствия…………………………………
3.3.2. Принципы подтверждения соответствия…………………………..
3.3.3. Формы подтверждения соответствия………………………………
43
43
44
44
45
45
Литературные ссылки……………………………………………………....
53
3
1. МЕТРОЛОГИЯ
1.1. Определение метрологии
МЕТРОЛОГИЯ
наука о… (геология, биология и т.п.)
метро? метр – мера длины, но метрология гораздо старше метра: метр «родился» в 1790 г. во Франции.
Слово «метр» происходит от греческого μετρον – МЕРА.
Старинное понимание: метрология – наука о мерах. Современное понимание
шире: метрология – это наука об измерениях.
МЕТРОЛОГИЯ – ЭТО НАУКА ОБ ИЗМЕРЕНИЯХ, МЕТОДАХ И
СРЕДСТВАХ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИХ ЕДИНСТВА И СПОСОБАХ
ДОСТИЖЕНИЯ ТРЕБУЕМОЙ ТОЧНОСТИ
Итак:
 измерения
 их единство
 их точность
ИЗМЕРЕНИЯ
Объекты материального мира имеют бесчисленное множество различных свойств: объём, масса, цвет и т.д. Для многих свойств применимы понятия «больше» – «меньше», например, масса Земли больше массы Луны; вкус
лимона более кислый, чем апельсина. Для некоторых свойств применимы не
только понятия «больше» – «меньше», но и во сколько раз больше или меньше: масса Земли в 81 раз больше массы Луны (приблизительно). Но нельзя
сказать, что лимон во сколько-нибудь раз, например, в два раза кислее апельсина. А почему нельзя? Потому что для массы существует единица измерения
– килограмм – а для вкусовых ощущений она ещё не создана.
Те свойства, для которых существуют единицы измерения, называют
ФИЗИЧЕСКИМИ ВЕЛИЧИНАМИ:
длина, масса, сила электрического тока и т.д.
Физические величины содержат в себе качественный и количественный
признаки. Качественный – что это за величина, например, сила электрического тока. Количественный – сколько единиц содержится в данной физической
величине, например, 5,4 А. Здесь 5,4 А – значение силы электрического тока
4
(далее для краткости просто «тока»). Нельзя говорить «величина тока 5,4 А»,
потому что величина – это сам ток. Надо говорить: «значение тока 5,4 А».
Но вот беда: в разные времена у разных народов для одних и тех же величин были созданы разные единицы. Например, L = 7,05 фут = 2,15 м.
Обилие единиц для одной и той же величины – большое неудобство. В
18 веке в Европе были сотни различных «футов». Постепенно пришли к
ограниченному числу систем единиц, а идеал –одна система для всего мира.
В 1960 году большинство стран мира приняло международную систему
– в русской транскрипции СИ (система интернациональная), в международной – SI (System International)[1].
Как любая система единиц, она содержит несколько независимых основных единиц:
– единица длины – метр (м);
– единица массы – килограмм (кг);
– единица времени – секунда (с);
– единица силы электрического тока – ампер (А);
– единица термодинамической температуры – кельвин (К);
– единица силы света – кандела (кд);
– единица количества вещества – моль
и множество (больше ста) производных единиц. Они образуются из основных
на основе фундаментальных физических законов. Например, вольт:
В
Вт Дж н  м кг  м 2



А с  А с  А с3  А
Физические величины принимают свои значения в широких диапазонах. Чтобы избежать чисел с большим количеством нулей, применяют кратные и дольные единицы:
10–12 10–9 10–6
10–3 1 103 106 109 1012
пико нано микро мили
кило мега гига тера
п
н
мк
м
к
М
Г
Т
p
n
μ
m
k
M
G
T
В последней строке – международное обозначение, в предпоследней – русское.
Измерить какую-либо физическую величину – это узнать, сколько в
ней содержится единиц.
Результат измерения – это именованное число, например,
5
5,83 мкА
Но как получить это число? Нужно сравнить данную величину с её
единицей (или с её дольной единицей). Единица электрического тока – ампер. Но что такое ампер? Как определена эта единица? Вот теоретическое
определение:
«Ампер равен силе не изменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади
кругового поперечного сечения, расположенными в вакууме на расстоянии 1 м один от
другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия, равную 2×10–7 Н».
Совершенно ясно, что практически всё это недостижимо: бесконечная
длина, вакуум. Практически ампер воплощается в эталоне ампера.
До 1992 г. эталон ампера представлял собой т.н. «токовые весы». Это равноплечие
рычажные весы, к одному из плеч подвешен соленоид, находящийся внутри другого, неподвижного соленоида, а к другому плечу – гири. Соленоиды соединены последовательно. При отсутствии тока гиря массой m0 уравновешивает подвижный соленоид. При пропускании тока I по соленоидам возникает втягивающая сила kI2, где k зависит от числа
витков и геометрических размеров соленоидов. Она уравновешивается гирей с массой m:
kI 2  mg ,
откуда
I
mg
.
k
Главное требование к эталону – стабильность. Токовые весы дают нестабильность тока
I = 1 А практически не превышающую ± 10 мкА.
В 1992 г. введён новый эталон ампера, основанный на открытии квантовых эффектов Джозефсона и Холла [2]. Это позволило снизить нестабильность почти на два порядка:
± 0,15 мкА.
По своему смыслу эталон – это мера. Его назначение – хранить и воспроизводить физическую величину заданного размера.
Но простейшая линейка – это тоже мера, мера длины. Эталоны – это
меры высшей точности. Это очень дорогие устройства, которые хранятся в
метрологических институтах. Они находятся в специальных помещениях со
стабильной температурой. Есть специальная должность – хранитель эталона.
По длинной цепочке размер единицы передаётся от самого точного
первичного эталона ко вторичному, далее к рабочим эталонам и наконец доходит до рабочих измерительных приборов и мер.
В некоторых редких случаях для выполнения измерения достаточно
только меры: измерение длины линейкой. Длина непосредственно воспринимается зрением. В большинстве же случаев одной меры недостаточно.
Например, массу какого-либо тела можно измерить путём взвешивания на
рычажных весах. Здесь тоже присутствует мера – это гири, но одних гирь не-
6
достаточно, нужны весы. Весы вместе с гирями – это измерительный прибор,
в котором мера присутствует непосредственно. Есть другие весы, пружинные, со шкалой и стрелкой.
Теперь можно дать определение понятию «измерение»:
ИЗМЕРЕНИЕ – ЭТО СОВОКУПНОСТЬ ОПЕРАЦИЙ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ТЕХНИЧЕСКОГО СРЕДСТВА, ХРАНЯЩЕГО ЕДИНИЦУ ФИЗИЧЕСКОЙ ВЕЛИЧИНЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ НАХОЖДЕНИЕ СООТНОШЕНИЯ ИЗМЕРЯЕМОЙ ВЕЛИЧИНЫ С ЕЁ ЕДИНИЦЕЙ И ПОЛУЧЕНИЕ
ЗНАЧЕНИЯ ЭТОЙ ВЕЛИЧИНЫ.
Это определение содержится в [3]. До этого было принято другое [4], вошедшее во многие
книги: «Измерение – это нахождение значения физической величины опытным путём с
помощью специальных технических средств».
От термина «измерение» происходит «измерять», но не следует употреблять «мерить», «замерять», «замер» и т.п.
Измерение – широкое понятие. Далее мы будем заниматься электрическими измерениями. Что это значит?
Физические величины могут быть:
 механические – сила, давление, …
 пространства и времени – длина, время, скорость,…
 тепловые – температура, теплоёмкость, теплопроводность, …
 электрические – ток, напряжение, мощность, сопротивление, …
 световые – сила света, световой поток, освещённость, …
 акустические – скорость звука, звуковое давление, …
……
……
Электрические величины в свою очередь можно разделить на:
 активные – ток, напряжение, э.д.с., мощность и др.;
 пассивные (параметрические) – сопротивление, ёмкость, индуктивность, взаимная индуктивность и др.
Кроме того, есть некоторые величины, неразрывно связанные с электрическими – частота, период, фазовый сдвиг.
Под электрическими измерениями понимают:
1) Измерения электрических величин;
2) Измерения временных величин, связанных с электрическими (обычно
активными);
3) Измерение неэлектрических величин, преобразованных в электрические, например, измерение температуры с помощью термопары.
7
Термопара – пример измерительного преобразователя. Его нельзя отнести ни
к мерам, ни к измерительным приборам.
Меры, измерительные приборы, измерительные преобразователи –
простейшие средства измерений.
ЕДИНСТВО ИЗМЕРЕНИЙ
Понятию «измерение» сопутствует понятие единство измерений. Это
очень важное понятие. Существует Закон РФ об обеспечении единства измерений [5]. Что это значит – «единство измерений»? В Законе дано определение:
ЕДИНСТВО ИЗМЕРЕНИЙ – ЭТО СОСТОЯНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ, ПРИ
КОТОРОМ ИХ РЕЗУЛЬТАТЫ ВЫРАЖЕНЫ В УЗАКОНЕННЫХ ЕДИНИЦАХ И ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ НЕ ВЫХОДЯТ ЗА УСТАНОВЛЕННЫЕ ГРАНИЦЫ С ЗАДАННОЙ ВЕРОЯТНОСТЬЮ.
«Узаконенные единицы» – это единицы СИ и некоторые внесистемные
единицы, разрешённые к применению (их около 20, например, тонна, гектар).
ТОЧНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ
Количественно точность измерений характеризуется погрешностями
измерений. Есть две формы выражения погрешностей измерение:
 абсолютная погрешность измерения Δ;
 относительная погрешность измерения δ.
Абсолютная погрешность измерения:
  X  X ист ,
(1)
где Х – результат измерения;
Хист – истинное значение измеряемой величины.
Здесь Хист принципиально неизвестно (иначе, зачем было бы измерять?!), поэтому формула (1) годится только для теоретических исследований. На практике вместо неё применяется другая:
  Х  Хд ,
(2)
где Хд – действительное значение измеряемой величины, достаточно близкое
к Хист, так что может использоваться вместо него.
8
В отличие от Хист значение Хд доступно для практического получения с
помощью средства измерений, в достаточной мере более точного, чем данное, давшее результат Х.
Для того, чтобы не путаться в знаке погрешности, запомним, что всегда
ПОГРЕШНОСТЬ – ЭТО ИЗМЕРЕННОЕ МИНУС ДЕЙСТВИТЕЛЬНОЕ
Относительная погрешность измерения:
δ
Δ
Δ
 100
(%),
Х ист
Х ист
или



 100
(%).
Хд
Хд
Поскольку Δ << Хд, т.е. Х и Хд близки, часто используют формулу



 100 (%),
X
X
(3)
потому что обычно известно не Хд, а Х.
Выполнив измерение, недостаточно указать только его результат Х.
Обязательно нужно определить и указать граничное значение погрешности
Δгр при некоторой близкой к единице вероятности, например, при вероятности Р = 0,95. Что это значит? Дело в том, что мы не знаем конкретного значения Δ, но с вероятностью Р можем утверждать, что
– Δгр ≤ Δ ≤ Δгр.
(4)
Другими словами, мы не знаем Хист, но с вероятностью Р можем утверждать, что Хист находится в интервале
Х – Δгр ≤ Хист ≤ Х + Δгр.
(5)
Бывают случаи, когда без указания Δгр результат Х становится бессмысленным или даже вредным.
9
Примером может служить древняя задача, которую, по преданию, решал Архимед
[6, стр. 14]. Его попросили определить, изготовлена ли корона из золота или это подделка
– гораздо более дешёвый сплав, внешне похожий на золото. Архимед знал плотности золота и подозреваемого сплава: ρз = 15,5 г / см3; ρс = 13,8 г / см3. Плотность короны обозначим ρк. Для определения ρк обратились к двум экспертам А и Б. Результаты их работы:
Оценка ρк, г / см
Вероятный интервал ρк, г / см3
3
Покажем эти результаты на графике:
ρс
13
14
Эксперт А Эксперт Б
15
13,9
13,5 – 16,5 13,7 – 14,1
ρз
15
16
ρ,
г / см3
Б
А
Замечания:
1) Интервалы А и Б перекрываются, значит, оба измерения правильны, т.е. не противоречивы. Если бы интервалы не перекрывались, естественно было бы считать, что
хотя бы один эксперт ошибся.
2) Погрешность измерения эксперта А столь велика, что его результат бесполезен: в
его интервал попали и ρз и ρс, значит, нельзя узнать, из чего сделана корона.
3) Данные эксперта Б ясно говорят, что корона фальшивая: в его интервал попадает ρс
и не попадает ρз.
4) Значит, для того, чтобы по результатам измерений можно было сделать правильный вывод, погрешность измерения не должна быть слишком большой, как у эксперта А. Однако, нет необходимости в том, чтобы она была очень мала. Она должна быть разумно мала, как у эксперта Б.
Главный вывод: оба измерения были бы бессмысленны, если бы они не содержали сведений о погрешностях. Более того, результат эксперта А наталкивал бы на мысль, что корона золотая.
Итак, кроме самого результата измерения должны быть указаны границы интервала, в котором с данной вероятностью находится истинное значение измеряемой величины. Этот интервал называют доверительным интервалом, а эту вероятность – доверительной вероятностью.
Пример записи результата измерения:
(5,481 ± 0,025) мА; Р = 0,95.
Размер доверительного интервала при данной доверительной вероятности характеризует точность. Чем ýже интервал при той же вероятности, т.е.
чем меньше погрешность, тем выше точность.
Если интервал не указан, количество разрядов числа, выражающего результат измерения, ориентировочно свидетельствует о точности. Сравните,
например, две записи: 5,4 А и 5,43135 А.
10
При этом не следует думать, что чем точнее, тем лучше. И это не только потому, что чем точнее, тем дороже обойдётся полученный результат. При
увеличении точности мы обязательно столкнёмся с тем, что наша мысленная
модель объекта перестаёт быть адекватной самому объекту.
Простой пример. Пусть нам надо измерить высоту проёма двери. Мы
можем взять рулетку и измерить с погрешностью, не выходящей за пределы
± 0,5 см. Но если мы захотим произвести более точное измерение, например,
такое, что погрешность не выходит за пределы ± 0,5 мм, мы обнаружим, что
наша модель проёма в виде прямоугольника перестаёт быть адекватной: высота не одинакова по ширине.
Поэтому, строго говоря, понятие физическая величина относится не к
самому объекту, а к его модели. По мере уточнения результатов измерений
можно переопределять модель. Например, может выясниться, что модель
проёма – это не прямоугольник, а трапеция.
11
Заключение по разделу 1.1.
Мы ввели и определили ряд понятий, связанных с метрологией. Они находятся в определённой взаимосвязи:
МЕТРОЛОГИЯ
измерение
физическая величина
единство
измерений
её значение
погрешность
измерений
её единица
узаконенные
единицы
абсолютная и
относительная
система единиц
система передачи
размеров единиц от
эталонов к рабочим
средствам измерений
результат измерения
истинное и действительное значения
измеряемой величины
доверительная вероятность и
доверительный интервал
12
1.2. Виды средств измерений
Мы уже видели, что существуют три вида средств измерений:
Средства измерений
Меры
Измерительные преобразователи
Измерительные приборы
Меры воспроизводят физическую величину заданного значения. Они бывают
однозначные (например, резистор с сопротивлением 10 Ом) и многозначные
(линейка, магазин сопротивлений, магазин емкостей).
Измерительные преобразователи преобразуют сигналы измерительной информации в форму, более удобную для дальнейшего использования.
Примеры:
1) Термопара преобразует температуру в термо-э.д.с.;
2) Измерительный усилитель преобразует меньшее напряжение в большее;
3) Измерительный трансформатор тока преобразует больший переменный
ток в меньший.
Измерительные приборы преобразуют сигналы измерительной информации
в форму, доступную для восприятия человеком.
Остановимся подробнее на измерительных приборах.
Виды измерительных приборов.
а) По измеряемой величине:
– измерители напряжения U – вольтметры V;
милливольтметры mV;
микровольтметры μV;
киловольтметры kV;
– измерители тока I – амперметры А;
• • •
• • •
•
•
•
13
б) По форме представления результата:
– аналоговые (шкала и указатель);
– цифровые.
в) По выполняемым функциям:
– показывающие;
– регистрирующие;
– показывающие и регистрирующие.
г) По элементной базе:
 электромеханические; вот символы измерительных механизмов:
магнитоэлектрический электромагнитный
ферродинамический электростатический
электродинамический
выпрямительный
 электронные:
магнитоэлектрический
измерительный
механизм
электронная часть
(определяет свойства)
д) По условиям применения:
переносные, горизонтальное положение
щитовые, вертикальное положение
Меры, измерительные преобразователи и измерительные приборы – это элементарные средства измерения. С добавлением средств вычислений образуются более сложные: измерительно-вычислительные системы и комплексы.
14
1.3. Основные характеристики средств измерений
Измерительные приборы
1.3.1. Диапазон измерения
7,5
0
20
15
30
60
30
40
140
...
•
150
•
V
Вольтметр с четырьмя поддиапазонами измерения.
Верхние пределы:
7,5; 15; 30 и 60 В
Нижние пределы:
1; 2; 4 и 8 В
Пределы ограничены жирными
точками.
Поддиапазоны показаний:
0 – 7,75; 0 – 15,5;
0 – 31 и 0 – 62 В.
Характеристики гарантируются в пределах диапазона изме-
рений.
У приборов с равномерной шкалой диапазоны измерений и показаний
совпадают.
Существуют приборы с двусторонними шкалами, например:
– 5 мА ÷ 0 ÷ 5 мА, с безнулевыми шкалами, например: 49 ÷ 50 ÷ 51 Гц.
Верхний предел диапазона показаний может быть бесконечность:
∞
0
•
…
Ω
Обратная, существенно неравномерная шкала.
•
1.3.2. Цена деления шкалы и значение единицы младшего разряда.
Цена деления шкалы – это у аналоговых приборов.
В нашем вольтметре на 1м поддиапазоне с1 = 7,5 / 150 = 0,05 В / дел, а
на последнем с4 = 60 / 150 = 0,4 В / дел.
Зачем это нужно? Можно сделать отсчёт в делениях и для получения
результата умножить на цену деления: U(В) = α (дел) × с (В/дел). Конечно, в
таких простых случаях всё это можно проделывать в уме. Но вот ещё пример
– ваттметр (обозначение на циферблате – W). У ваттметра две пары зажимов:
для тока и для напряжения. В каждой паре один зажим помечен звёздочкой, а
около другого указано номинальное значение тока и напряжения соответственно. При этих значениях стрелка отклониться «на всю шкалу».
15
Мы видим, что показание прибора в делениях α = 61 дел. Но
сколько это ватт? В
данном случае обязательно нужно определить цену деления.
Шкала содержит 75 делений. Мощность, со0
10
ответствующая откло70
60
нению стрелки «на всю
шкалу» – это произве...
дение
номинальных
значений тока I = 5 А и
напряжения U = 150 В.
Следовательно,
цена
деления с = (5×150)/75 = 10 Вт /дел и показание в ваттах Р = 61×10 = 610 Вт.
Кстати: а как правильно подключить ваттметр? Непременное правило:
«звёздочка к звёздочке». Если его нарушить, стрелка будет пытаться отклониться влево от нуля. Следовательно, включаем так:
150 В
5А
‫٭‬
‫٭‬
W
‫٭‬
~
‫٭‬
5А
W
нагрузка
150 В
Но есть и второй вариант:
‫٭‬
5А
~
‫٭‬
W
150 В
Как же лучше?
Почва для размышления!
нагрузка
16
Значение единицы младшего разряда у цифровых измерительных приборов:
0 2 5.1 3 4 mV
значение единицы младшего разряда 1 мкВ
В лучших моделях цифровых вольтметров на первом (самом чувствительном) поддиапазоне значение единицы младшего разряда может быть 10 нВ.
1.3.3. Точность
Количественная характеристика точности – погрешность. Чем меньше
погрешность, тем выше точность.
Прежде всего, существуют два понятия:
 погрешность измерения;
 погрешность измерительного прибора.
Это не одно и то же. Можно взять дорогой, очень точный прибор, но получить при неграмотном использовании очень плохой результат. Попробуйте
сами привести пример такой ситуации.
Существует три формы выражения погрешностей:
 абсолютная Δ;
 относительная δ:
 приведённая γ.
Погрешность измерения может быть выражена в форме Δ или δ, а погрешность измерительного прибора – в любой из трёх форм.
Абсолютная погрешность измерительного прибора:
Δ = Х – Хист ≈ Х – Хд,
(6)
где Х – показание прибора; Хист – истинное значение измеряемой величины;
Хд – её действительное значение.
Относительная погрешность измерительного прибора:
δ=



 ; δ (%) = 100 .
X ист Х
Х
(7)
17
Приведённая погрешность измерительного прибора:
γ=


; γ (%) = 100·
,
Хн
Хн
(8)
где Хн – нормирующее значение измеряемой величины.
Что значит «нормирующее значение? Покажу на примерах:
1) У вольтметра с диапазоном измерения от 0 до 15 В нормирующее значение
Хн = Uн = 15 В.
2) У миллиамперметра с двусторонней шкалой – 5 мА ÷ 0 ÷ 5 мА нормирующее значение
Хн = Iн = 5 мА (или 10 мА).
3) Частотомер с узким диапазоном измерения 49 Гц ÷ 50 Гц ÷ 51 Гц нормирующее значение
Хн = fн = 50 Гц.
Связь относительной погрешности с приведённой:
Х
δ = γ· н ; δ = γ при Х = Хн ; δ > γ при Х < Хн
Х
!
Основная погрешность и дополнительные погрешности.
Погрешность Δ зависит от влияющих величин ξ:
Δ = f(ξ1; ξ2;… ξn).
Влияющие величины – это:
а) внешние факторы – температура, напряжение питания (если оно есть у
прибора) и др.;
б) неинформативные параметры входного сигнала.
Пример: u(t) = Umsinωt = 2 Usin2πft
– вольтметром измеряют среднее квадратическое значение U синусоидального напряжения u(t); в этом случае частота f этого напряжения – неинформативный параметр входного сигнала, т.е. такой параметр, который не несёт
полезной информации о значении U, но влияет на результат измерения U;
– частотомером измеряют частоту f синусоидального напряжения u(t); в этом
случае U – неинформативный параметр входного сигнала.
Нормальные условия применения прибора – это такие условия, когда
все влияющие величины ξi либо имеют нормальные значения [7]
ξi = ξi,норм,
18
либо находятся в пределах нормальных областей значений
ξi,норм,min ≤ ξi ≤ ξi,норм,max.
Примеры:
а) θ = 20 0С – нормальное значение температуры, принятое в нашей стране;
б) относительная влажность воздуха от 30 до 80 % – нормальная область значений.
Примечание. Обеспечить при испытаниях точно 20 0С невозможно, поэтому допускаются
отклонения, например, в пределах (20 ± 2) 0С. Этот допуск зависит от точности испытуемого прибора; для самых точных он составляет ± 0,5 0С.
ОСНОВНАЯ погрешность Δо – это погрешность в нормальных условиях.
Рабочие условия применения прибора – это такие условия, когда влияющие величины ξi находятся в пределах рабочих областей значений
ξi,раб,min ≤ ξi ≤ ξi,раб,max.
Пример:
температура в пределах 10 0С ≤ θ ≤ 35 0С (2я группа средств измерений)
·
·
·
– 50 0С ≤ θ ≤ 60 0С (6я группа).
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ погрешность Δд – это изменение погрешности,
вызванное отклонением одной из влияющих величин ξi от её нормального значения ξi,норм или выходом за пределы нормальной области значений ξi,норм,min ÷ ξi,норм,max.
Систематическая и случайная погрешности.
Систематическая погрешность Δс остаётся постоянной или закономерно изменяется в зависимости от времени (или другого аргумента).
o
Случайная погрешность  изменяется случайным образом.
Пусть Х = const. Производятся повторные измерения Х. Если
Х1; Х2;…Хn отличаются друг от друга – значит, проявляет себя случайная погрешность. Что при этом принять за результат измерения? Ответ известен:
среднее значение:
19
1 n
(9)
 Xi .
n i1
В вероятностном смысле Хср ближе к истинному значению Хист, чем
любое Хi. Это объясняется тем, что одни Хi отличаются от Хср в одну сторону, другие – в другую. Чем больше n, тем меньше влияние случайной погрешности, но тем дольше процесс измерения.
Такое измерение с повторами и усреднением называют измерением с
многократными наблюдениями: Хi – это наблюдения, а Хср – результат измерения.
Таким образом, простой приём – многократные наблюдения – позволяет обнаружить присутствие случайной погрешности, а их усреднение – снизить её влияние.
Заметим, что этот приём не обнаруживает систематическую погрешность и не снижает её.
Для нахождения Δс нужен более точный прибор, показание которого
можно считать действительным значением Хд, и тогда
X ср 
Δс = Х – Хд
(10)
Δс = Хср – Хд,
(11)
или
если выявлено присутствие случайной погрешности и произведены многократные наблюдения.
Если Δс найдена, её можно исключить, введя поправку:
η = – Δс.
(12)
Тогда Х + η – это будет исправленный результат измерения.
Получается, что если погрешность найдена – это уже не погрешность.
Погрешность остаётся погрешностью лишь до тех пор, пока в ней есть неопределённость, случайность. После внесения поправки остаются не исключённые остатки Δс, но они уже случайны.
Итак, погрешность – в принципе случайная величина.
Случайные величины можно изучать, у них есть определённые законы.
Этим занимается одна из отраслей математики – теория вероятностей. Мы
будем её использовать.
Мы рассмотрели случай, когда с помощью более точного прибора
находят Δс и вводят поправку η. Может возникнуть вопрос: если у нас есть
этот более точный прибор, почему бы им и не измерять? Дело в том, что по-
20
правка вносится в результаты многих измерений, а определяется редко. Для
её нахождения используются эталонные средства измерения. Они служат не
для измерений, а для поверки и аттестации рабочих средств измерения. Если
бы эталонные средства использовались для измерений, они быстро бы перестали быть эталонными.
Но вообще внесение поправки – довольно редкий случай в практике
измерений: это точные лабораторные измерения, научные исследования.
Большей частью Δс есть, но её не выявляют для каждого данного экземпляра
средств измерений. На множестве экземпляров данного типа средств измерений она проявляет себя, как случайная величина.
o
Таким образом,  проявляет себя, как случайная величина на множестве многократных наблюдений, если таковые производятся, а Δс проявляет
себя, как случайная величина даже при одном измерении – на множестве экземпляров приборов данного типа.
Нормирование погрешностей
Нормируют предельно допускаемые значения погрешностей средств
измерений, в первую очередь для основной погрешности. Существуют разные формы нормирования:
1) Нормируют предельно допускаемые значения основной приведённой погрешности, например, γо,п = ± 0,5 %. Так нормируют погрешности аналоговых вольтметров, амперметров и т.п. Это означает, что – 0,5 % ≤ γо ≤ 0,5 %.
Возможно, нам попался экземпляр прибора, у которого γ о = 0, но мы этого не
знаем. Мы знаем, что гарантируется – 0,5 % ≤ γо ≤ 0,5 %.
2) Гораздо реже гарантируется предельно допускаемые значения основной
относительной погрешности, например, δо,п = ± 0,02 %. Так, например, нормируют погрешность измерительных мостов.
3) Нормируют предельно допускаемые значения основной относительной погрешности, но не в виде числа со знаками ±, а в виде формулы:

 Xк 
 о,п   с  d
 1 .
 Х


(13)
Так нормируют погрешность для цифровых измерительных приборов,
например:
21

Х

 о,п   0,01  0,005 к  1,%
 Х


Дополнительные погрешности.
Рассмотрим на примерах.
Пример 1.
В документации читаем: «Дополнительная температурная погрешность
не более половины основной на каждые 10 0С в рабочем диапазоне». Расшифруем эту фразу. Пусть известно, что для данного прибора:
– рабочий диапазон температур 5 0С ≤ θ ≤ 40 0С;
– предельные значения основной приведённой погрешности γо,п = ± 0,5 %.
Это значит, что при 10 и при 30 0С к γо добавляется ещё ± 0,25 %. Есть основания считать, что зависимость дополнительной температурной погрешности
от температуры близка к линейной. Поэтому, если, например, θ = 35 0С, то
предельные значения дополнительной температурной приведённой погрешности будут
 д,,п 
Здесь
0,5 о, п
10
0,5 о,п
10
(35  20)  
0,5  0,5  15
 0,375% .
10
 0,05 о, п – температурный коэффициент дополнительной темпе-
ратурной погрешности.
Если бы вместо «…не более половины основной…» было «…не более
основной…», то температурный коэффициент был бы 0,1γо,п.
Пример 2.
В документации читаем: «Дополнительная частотная погрешность не
более основной». Пусть это относится к аналоговому вольтметру переменного напряжения, у которого нормальная область значений частоты
45 Гц ≤ fнорм ≤ 1 МГц, а рабочая область 20 Гц ≤ fраб ≤ 5 МГц. На циферблате
прибора это обозначается так:
20 Гц…45 Гц…1 МГц…5 МГц
Пусть для этого вольтметра γо,п = ± 4 %. Это значит, что в диапазонах от
20 Гц до 45 Гц и от 1МГц до 5 МГц к γ о добавляется дополнительная частотная погрешность с предельными значениями γд,f,п = ± 4 %. В случае частотной
погрешности нет оснований считать, что она линейно зависит от частоты.
Поэтому, если, например, f = 2 МГц всё равно приходится считать, что при
этом γд,f,п = ± 4 %.
22
Это, конечно, плохо, поэтому стандарт [8] предлагает нормировать не дополнительные погрешности, а функции влияния (для линейных функций – коэффициенты влияния).
Классы точности
Класс точности – комплексная характеристика, которая говорит нам и
об основной и о дополнительных погрешностях [9].
Обозначение классов точности:
 На циферблате аналогового прибора проставлено число, например, 0,5.
Что оно означает? В первую очередь, что γо,п = ± 0,5 %.
 На лицевой панели прибора проставлено число внутри окружности,
например,
0,2
Это значит, что δо,п = ± 0,2 %.
 В документации цифрового измерительного прибора его класс точно-
сти обозначен 0,01/0,005. Это значит, что

Х

 о,п   0,01  0,005 к  1,% .
 Х


Все числа, фигурирующие в обозначениях классов, выбираются из ряда
(1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; 6)·10а,
где а = 1; 0; – 1; – 2; …
Кроме основной погрешности класс точности даёт информацию о дополнительных погрешностях, например, так, как это было показано в приведённых выше примерах, но как именно, в частности, «…не более половины
основной…» или «…не более основной…» – это надо уточнять по документации на прибор.
1.3.4. Характеристики, отражающие влияние прибора на объект.
Многим со школьных времён известно положение, которое можно выразить фразой: «Хорош тот вольтметр, у которого сопротивление побольше, а
23
амперметр – у которого поменьше». Теперь поставим вопрос: а собственно
говоря, почему это так?
Возьмём вольтметр, измеряющий напряжение постоянного тока.
объект
U'
Нас интересует напряжение U' между
двумя выделенными точками, которое
было на объекте до подключения вольтметра.
После того, как вольтметр подключили,
напряжение хотя бы совсем немного, но
обязательно уменьшится:
объект
U
V
U < U'
!
Почему это так?
Сколь бы ни была сложна схема объекта, но относительно двух выделенных точек его можно представить в виде активного двухполюсника, содержащего последовательно соединённые э.д.с. Е и сопротивление R. Пока
вольтметр ещё не подключён, получаем U' = E, а после подключения
UE
RV
,
R  RV
(14)
где RV – сопротивление вольтметра.
R
E
R
U'
Е
U
RV
Погрешность от взаимодействия вольтметра с объектом:
Δвз = U – U' = E
 RV

RV
R
 E  E
 1  E
.
R  RV
R

R
R

R
V
V


(15)
Эта формула неудобна тем, что э.д.с. Е нам не известна, мы знаем U, а не Е.
Но из формулы (15) можно выразить Е:
24
EU
R  RV
.
RV
(16)
Подставив (16) в (15), получим:
 вз   U
(R  R V )R
R
 U
.
R V (R  R V )
RV
(17)
При RV → ∞ погрешность взаимодействия Δвз → 0. Вот почему хорош тот
вольтметр, у которого побольше RV: у него поменьше Δвз.
Заметим, что Δвз → 0 также и при RV → 0 (измерение э.д.с.).
Выразим относительную погрешность взаимодействия:
 вз  100
 вз
R
 100
.
U
RV
(18)
Аналогичным путём можно найти погрешность взаимодействия амперметра с объектом. При этом должен получиться такой результат: погрешность взаимодействия Δвз → 0 при сопротивлении амперметра RА → 0. Полезно проделать этот анализ самостоятельно. В данном случае удобнее представить эквивалентную схему объекта не в виде последовательного соединения э.д.с. и сопротивления, а в виде параллельного соединения источника тока и сопротивления.
Таким образом, RV и RA влияют на точность: от них зависит Δвз. Но она
зависит не только от них, а ещё и от сопротивления объекта R. Поэтому Δвз
или δвз нельзя указать заранее для данного вольтметра или амперметра. Характеристикой прибора, отражающей его влияние на объект, является RV или
RA.
Если измеряется синусоидальное напряжение, то на высоких частотах
надо учитывать не только сопротивление RV, но и ёмкость СV. Они включены
параллельно. Будем считать, что объект характеризуется чисто активным сопротивлением R.
25
R
Е
RV
U
CV
 и комплексную э.д.с. E :
Введём комплексное напряжение U
1
jC V
  E
U
,
1
R  R V ||
jC V
R V ||
где
1
jC V
RV
1
.
R V ||


jC V R  1
1  jR V C V
V
jC V
RV
Тогда
RV
RV
1
  E 1  jR V C V  E
U
 E
.
RV
R
R  jRR V C V  R V
1
 jRCV
R
RV
1  jR V C V
Теперь перейдём к модулям U и Е:
UE
1
2
.

R 
1 
  (RCV ) 2
 RV 
Погрешность взаимодействия вольтметра с объектом:
 1

 1 ,
Δвз = U – E = E 
 ... 
где
2
2

R 
R  R 
  (RCV ) 2  1  2
  (RCV ) 2 .
...  1 
 
RV  RV 
 RV 
Поскольку R << RV,
26
...  1  2
R
 (RCV ) 2 .
RV
Как и раньше, выразим Е через U:
Е = U ...
и подставим в формулу для Δвз:
 1

 1 = U(1  ...) .
Δвз = U ...
 ... 


Поскольку Δвз << U (иначе измерение бессмысленно), 1  ... << 1, т.е
...  1  1   , где ε << 1, значит, пользуясь свойством малых величин,
можно написать 1    1  0,5 . Следовательно,

 R
R
2
2
 0,5RC V   =  U 
 0,5RCV   .
Δвз = U 1  1  0,5  2
RV


RV

(19)
При ω = 0 получаем формулу (17). При увеличении ω второе слагаемое быстро растёт
!
Мы закончили рассматривать характеристики измерительных приборов. Теперь вкратце о других средствах измерений: мерах и измерительных
преобразователях.
Меры.
Первая характеристика меры – её номинальное значение Yном, для многозначной меры – множество номинальных значений.
Абсолютная погрешность меры: Δ = Yном – Yист ≈ Yном – Yд, где Yист и
Yд - истинное и действительное значения меры.
Для однозначных мер относительная погрешность δ и приведённая погрешность γ – одно и то же, для многозначных соотношение между ними такое же, как у измерительных приборов.
o
Для тех и других сохраняются понятия систематической Δс и случайной 
составляющих.
27
Измерительные преобразователи.
Главная характеристика измерительного преобразователя – номинальная функция преобразования :
Y = fном (Х).
Х
Y
Она может быть в виде формулы или таблицы или
графика. Частный случай – линейная функция, проходящая через начало координат. Здесь достаточен номинальный коэффициент преобразования:
Y
Sном =
Y
.
X
Для измерительных преобразователей остаются в силе
понятия о трёх формах выражения погрешности – абсолютная Δ, относительная δ и приведённая γ; понятия
об основной погрешности Δо и о дополнительных погрешностях Δд; понятия
Х
0
o
о систематической Δс и случайной  составляющих. Но, кроме того, здесь
действуют ещё два, которых нет у измерительных приборов и у мер: погрешность на входе Δвх и погрешность на выходе Δвых.
Y
Y
Yизм
Yизм
Yном
0
Х
Хд Хном
0
Х
Хд
Синяя линия – номинальная функция преобразования, которой мы располагаем, а красная – реальная, которая, вообще говоря, нам не известна. Сначала
обратимся к левому рисунку. Если на выходе преобразователя мы получили,
например, измерили некоторое значение выходного сигнала Yизм, то, пользуясь номинальной функцией, мы «думаем», что на входе действует сигнал со
значением Хном. На самом же деле его действительное значение Хд. Абсолютная погрешность на входе («измеренное – в данном случае номинальное
– минус действительное»):
Δвх = Хном – Хд.
28
Теперь посмотрим на правый рисунок. Пусть входной сигнал имеет некоторое действительное значение Хд. На выходе ему соответствует сигнал со
значением Yизм, которое можно измерить. Значение же выходного сигнала
Yном можно ещё назвать идеальным: оно было бы на выходе, если бы преобразователь был без погрешностей. В некотором смысле оно аналогично действительному, а точнее говоря, истинному значению в случае измерительного прибора: прибор показал бы это значение, если бы он был без погрешностей. Абсолютная погрешность на выходе («измеренное минус действительное – в данном случае номинальное»):
Δвых = Yизм – Yном.
1.4. Виды и методы измерений
Виды измерений:




Прямые
Косвенные
Совокупные
Совместные
Прямые – искомое значение физической величины получают непосредственно из опыта.
Примеры: измерение длины линейкой; измерение тока амперметром и т.п.,
т.е. все обычные измерения.
Косвенные – искомое значение физической величины вычисляют на основании известной зависимости этой величины от нескольких других, значения
которых получены прямыми измерениями.
Пример: вычисление сопротивления R по измеренным значениям напряжения U и тока I.
Замечание: измерение сопротивления омметром – это прямое измерение.
Совокупные и совместные – одновременное измерение нескольких величин и
нахождение искомых значений путём решения системы уравнений.
При совокупных измеряемые величины одноимённые, при совместных – не
одноимённые.
Пример совокупных измерений:
A
R1
R2
C
B
R3
Здесь R1; R2; R3 – искомые сопротивления.
Треугольник разрывать нельзя.
Измеряют сопротивления RAB ; RBC; RAC
между точками А, В, С, составляют систему
трёх уравнений с тремя неизвестными
и находят R1; R2; R3.
29
Пример совместных измерений:
R = R0(1 + αθ),
где R – сопротивление при температуре θ; R0 – значение R при θ = 0; α – температурный коэффициент.
Искомыми являются R0 и α. Измеряют два значения R:
R = R1 при θ = θ1 и R = R2 при θ = θ2. Решение системы двух уравнений
R1 = R0(1 + αθ1)
R2 = R0(1 + αθ2)
даёт искомые значения R0 и α.
Если
R = R0(1 + αθ + βθ2),
то для нахождения R0; α и β нужны три уравнения.
Замечание. Иногда совокупные и совместные измерения считают частными случаями косвенных.
Методы измерений:
 Метод непосредственной оценки (мера в явном виде не присутствует,
она отражена в шкале). Примеры: пружинные весы, амперметр со
стрелкой и шкалой и т.п.
 Методы сравнения с мерой (она присутствует в явном виде):
– нулевой метод;
– дифференциальный метод;
– метод замещения;
– метод совпадений.
Методы сравнения с мерой более точные, но и более медленные.
Нулевой метод. Разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, доводится до нуля.
Примеры: рычажные весы с гирями; равновесный мост; компенсатор.
Равновесный мост постоянного тока:
30
R1
Rx
I
НИ
R3
R2
Изменением R1 уравновешивают мост, т.е. добиваются отсутствия тока в нуль-индикаторе НИ. Легко
показать, что при этом Rx R2 = R1 R3.
RR
Отсюда измеряемое сопротивление Rx = 1 3 .
R2
Обратите внимание, что при изображении НИ на
схемах стрелку внутри окружности рисуют вертикально.
Дифференциальный метод. Разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, измеряется прибором непосредственной
оценки.
Примеры: пружинные весы с маленькой платформой, на которую ставят гирю, когда масса на большой платформе превышает диапазон измерения по
шкале; неравновесный мост.
Неравновесный мост постоянного тока:
R0 + ΔR
R1
I
R3
R2
+
при ΔR = 0 изменением R1 мост уравновешен
при R0R2 = R1R3; далее при ΔR ≠ 0 значение ΔR
преобразуется в ток I.
Неравновесные мосты широко применяются
при измерении не электрических величин. Измеряемая величина преобразуется в ΔR измерительным преобразователем. Например, температура преобразуется в изменение сопротивления терморезистора.
–
Метод замещения. Измеряемую величину замещают известной, и измеряют
поочерёдно.
Пример: Rx – искомое сопротивление; R0 – известное. Поочерёдно измеряют
напряжения Ux и U0.
I
Rx
Ux
R0
U0
U x U0
U

 I ; Rx = R0 x
Rx R0
U0
.
Ток I не нужно точно устанавливать, не
нужно знать его значение.
31
Метод совпадений. Разность между измеряемой величиной и величиной,
воспроизводимой мерой, измеряют, используя совпадение отметок шкал или
периодических сигналов.
Примеры: штангенциркуль с нониусом; стробоскоп – метка на вращающемся
теле освещается вспышками лампы и кажется неподвижной, когда частота
вспышек равна (или кратна) частоте вращения.
1.5. Представление результатов измерений
1.5.1. Составляющие погрешности измерения.
Напоминание: в общем случае погрешность результата измерения не
равна погрешности средства измерения, с помощью которого получен этот
результат.
Составляющие погрешности измерения:
Погрешность измерения
Инструментальная
Погрешность
средств измерения
Методическая
Отсчитывания
(только у аналоговых)
Погрешность от взаимодействия средства
измерения с источником сигнала
Методическая погрешность – от несовершенства самого метода измерения,
она не исчезает при идеальном приборе.
Пример: измерение высоты над поверхностью земли по атмосферному давлению. Эта погрешность не исчезает при идеальном приборе для измерения
давления, ибо давление зависит не только от высоты.
Погрешность отсчитывания. На рисунке в сильно увеличенном виде показано одно деление шкалы, т.е. расстояние между соседними метками. Будем
считать, что отсчёт делают с округлением до четверти деления (иногда до
половины, иногда до целого деления, но это плохо). Например, сделан отсчёт
104,25 дел. Тогда можно считать, что при любом положении стрелки погрешность округления не выходит за пределы ± 0,125 дел (расстояние от точечной линии до пунктирной). Тогда Δотс, п = ± 0,125с, где с – цена деления.
32
метки шкалы
0,25 дел
конец стрелки
мысленные границы четвертей деления
Пример. У прибора класса 0,5 шкала имеет 150 делений. Следовательно, предельные значения основной приведённой погрешности γо,п = ± 0,5 %, а предельные значения приведённой погрешности отсчитывания
γотс,п = ±
100  0,125
1
= ± 0,083 %, т.е примерно от γо,п.
150
6
1.5.2. Запись результата измерения.
Пример 1.
I = (15,40 ± 0,14) A; P = 1
I = (15,400 ± 0,075) A; P = 0,95
I
А
В этих записях 15,40 А и 15,400 А – результат измерения;
± 0,14 А – предельные значения погрешности измерения
при вероятности Р = 1; ± 0,075 А – граничные значения погрешности измерения при вероятности Р = 0,95.
Интерпретация: вероятность того, что истинное значение тока Iист находится
в интервале от 15,26 А до 15,54 А равна 1; вероятность того, Iист находится в
интервале от 15,325 А до 15,475 А равна 0,95.
Пример 2.
U
V
000
U = 41,5346 B
Граничные значения погрешности измерения вычислены и составляют ± 0,0253 В при вероятности
Р = 0,95. Запись:
(41,535 ± 0,025) В; Р = 0,95.
Правила:
1) Число, выражающее предельные или граничные значения погрешности
измерения, должно содержать две значащих цифры.
33
Пример: числа 0,14 и 0,014 имеют две, а число 0,140 – три значащих цифры.
Примечания:
а) В литературе можно встретить другие рекомендации: одна или две цифры,
причём, если первая 1 или 2 (иногда ещё или 3), то две обязательно. Мы
условимся: всегда две – это проще и не ухудшает.
б) В процессе вычислений надо сохранять минимум три цифры, и только в
конце округлять до двух.
2) Число, выражающее результат измерения, должно оканчиваться цифрой
того же разряда, что и значение погрешности.
Пример: запись (15,4 ± 0,14) А не верна, а (15,40 ± 0,14) А – верна.
3) Округление чисел, выражающих результат и погрешность измерения, надо
производить по обычным правилам: если первая из отбрасываемых цифр
меньше пяти, остающиеся цифры не меняются, если же она больше или равна пяти, то последняя из остающихся цифр увеличивается на единицу.
1.5.3. Вычисление погрешностей измерений.
Прямые измерения.
а) При вероятности Р = 1 находят предельные значения погрешности измерения Δп путём арифметического суммирования предельных значений составляющих Δi,п:
Δп = ±
n
|  i,п | .
(20)
i 1
Составляющими могут быть:
– основная погрешность Δо,п;
– дополнительные погрешности Δд,п;
– погрешность отсчитывания Δотс,п;
– погрешность взаимодействия Δвз,п.
При таком способе суммирования плохо то, что получается сильное завышение погрешности, ибо очень мало вероятно, чтобы все составляющие оказались на своих пределах и были при этом одного и того же знака (плюс или
минус). Зато этот способ даёт полную гарантию.
б) При вероятности Р < 1, например, при Р = 0,95, находят граничные значения погрешности измерения Δгр путём статистического суммирования предельных значений составляющих Δi,п:
Δгр = ± К
n
 2i,п .
(21)
i 1
Значение К зависит от законов распределения случайных величин Δi и от задаваемого значения вероятности Р. Если законы распределения неизвестны,
рекомендуется принять, что для всех составляющих это закон равномерной
34
плотности. При этом из теории вероятностей следует, что значения К при
разных значениях Р соответствуют приведённым в таблице 1:
Таблица 1.
Р 0,9 0,95 0,99
К 0,95 1,1 1,4
Значение Δгр может быть существенно меньше по сравнению с Δп, хотя Р
близко к единице. Максимальное снижение Δгр по сравнению с Δп будет, если
все Δi,п одинаковы:
Δi,п =А.
При Р = 1 получим
Δп = ± nA,
а при Р < 1
Δгр = ± К nA 2 = ± КА n ,
т.е.
п
nA
n
=

,
K
 гр
KA n
например, при n = 4 и К = 1,1 различие между предельным и граничным значениями получается примерно в два раза.
Если, наоборот, какая-нибудь из Δi сильно преобладает над остальными, то
Δгр ≈ Δп.
Косвенные измерения.
Для вычисления погрешности мы располагаем известной функциональной зависимостью результата косвенного измерения Y от аргументов
Х1; Х2;…Хn:
Y = f (Х1; Х2;…Хn).
U
Пример: R = ; здесь Y = R; Х1 = U; X2 = I.
I
Требуется найти погрешность ΔY, происходящую от погрешностей
ΔХ1; ΔХ2;… ΔХn.
Упростим обозначения: ΔY = Δ; ΔХ1 = Δ1; ΔХ2 = Δ2;… ΔХn = Δn.
Для решения нашей задачи в математике есть т.н. «формула полного
дифференциала»:

n Y
Y
Y
Y
1 
 2  ... 
n  
i .
X1
X 2
X n

X
i 1
i
Предельные значения Δ:
(22)
35
n
 п  
i 1
Y
 i ,п ; Р = 1.
X i
(23)
Частные случаи.
n
1) Y = a1X1 + a2X2 +...+anXn =
 a i X i , т.е. Y – линейная функция аргументов
i 1
Х1; Х2;…Хn. В данном случае
Y
Y
Y
 a1;
 a 2 ;...
 a n , следовательно,
X1
X 2
X n
n
   a i i и
i 1
n
 п  | a i  i,п |; P  1 .
(24)
i 1
Примеры:
а) Y = X1 + X2; здесь a1 = а2 = 1; Δ = Δ1 + Δ2; Δп = ± (|Δ1,п| + |Δ2,п|); Р = 1.
б) Y = X1 – X2; здесь a1 = 1; а2 = – 1; Δ = Δ1 – Δ2; Δп = ± (|Δ1,п| + |Δ2,п|); Р = 1.
Итак, Δп для суммы и разности одинаковы.
2) Y = X1a1  X a22 ...X ann , где а1; а2;…аn – действительные числа, положительные
и отрицательные, целые и дробные.
X12
Пример: Y =
; здесь а1 = 2; а2 = – 0,5.
X2
Частные производные:
Y
Y
 a 1X1a1 1  X a22 ...X ann  a 1 ;
X1
X1
Y
Y
 ...........................  a 2
;
X 2
X2
...................................................
Y
Y
 ............................  a n
.
X n
Xn
Далее:

Y
1  a 1Y 1  a 1Y1 ;
X1
X1
Y
 2  ...........  a 2 Y 2 ;
X 2
......................................
Y
 n  ............  a n Y
X n
36
Следовательно,
Δ = Y(a1δ1 + a2δ2 + ...+ anδn);
δ=
n

 a11  a 2  2  ...  a n  n   a i i .
Y
i 1
Предельные значения:
n
 п  | a i i,п |; Р  1.
(25)
i 1
Примеры:
а) Y = X1X2; здесь а1 = а2 = 1; δ = δ1 + δ2; δп = ± (|δ1,п| + |δ2,п|); P =1.
X
б) Y = 1 ; здесь а1 = 1; a2 = – 1; δ = δ1 – δ2; δп = ± (|δ1,п| + |δ2,п|); P =1.
X2
Итак, δп для произведения и частного одинаковы.
Объединяя наши четыре примера, можно сказать так:
Для суммы и разности надо суммировать предельные значения абсолютных погрешностей, для произведения и частного – предельные значения
относительных погрешностей.
Мы рассмотрели арифметическое суммирование при Р = 1. При Р < 1
применяют статистическое суммирование:
2
 Y

 гр   K  
 i,п  ,
i 1  X i

n
(26)
где К зависит от задаваемого значения вероятности Р так же, как при прямых
измерениях (см. табл. 1).
Каждый может написать формулы для Δгр для рассмотренных выше
частных случаев.
Пример.
Требуется определить мощность Р, выделяющуюся в резисторе с номинальным
значением сопротивления Rном = 1 кОм с предельно допускаемыми отклонениями от этого
номинала ± 1,0 %. Резистор подключён к источнику напряжения постоянного тока. Параллельно резистору постоянно подключён вольтметр класса точности 0,5 с диапазоном измерения от 0 до 15 В и он показывает значение напряжения U = 6,0 В.
U2
 6210-3 Вт = 0,036 Вт = 36 мВт. В соответствии с (25)
Решение. Р =
R ном
δп = 2 δU,п + δR,п, где δU,п и δR,п – предельные относительные погрешности вольтметра и
резистора. Из условия γR,п = ± 1,0 %, а δU,п = γU,пUN/U = ± 0,5·15/6 = 1,25 %. Следовательно,
δп = ± (2·1,25 + 1,0) = ± 3,5 %; Δп = 0,01 δпР = ± 0,01·3,5·25 = ± 0,875 мВт ≈ ± 0,86 мВт.
Ответ: (36,00 ± 0,86) мВт при вероятности 1.
37
2. СТАНДАРТИЗАЦИЯ
2.1. Определение стандартизации
Стандартизация – это деятельность по установлению правил и характеристик в целях их добровольного многократного использования, направленная на достижение упорядоченности в сферах производств и обращения продукции и повышения конкурентноспособности продукции, работ или услуг.
Стандартизацию обеспечивает Федеральный закон о техническом регулировании [10].
Техническое регулирование – правовое регулирование отношений в области установления, применения и исполнения обязательных требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, а также в области
установления и применения на добровольной основе требований к продукции, процессам
производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнению
работ или оказанию услуг и правовое регулирование отношений в области оценки соответствия.
Оценка соответствия – прямое или косвенное определение соблюдения требований,
предъявляемых к объекту.
2.2. Цели стандартизации
 Повышение уровня безопасности жизни или здоровья граждан, имущества физических или юридических лиц, государственного или муниципального имущества, экологической безопасности.
 Повышение уровня безопасности объектов с учётом риска возникновения чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера.
 Обеспечение научно-технического прогресса.
 Повышение конкурентноспособности продукции, работ, услуг.
 Рациональное использование ресурсов.
 Техническая и информационная совместимость.
 Сопоставимость результатов исследований (испытаний) и измерений,
технических и экономико-статистических данных.
 Взаимозаменяемость продукции.
2.3. Принципы стандартизации
 Добровольное применение стандартов.
 Максимальный учёт при разработке стандартов законных интересов
заинтересованных лиц.
 Применение международного стандарта как основы разработки
национального стандарта, за исключением случаев, если такое применение
38
признано невозможным вследствие несоответствия требований международных стандартов климатическим и географическим особенностям Российской
Федерации, техническим и (или) технологическим особенностям или по
иным основаниям, либо если Российская Федерация в соответствии с установленными процедурами выступала против принятия международного
стандарта или отдельного его положения.
 Недопустимость создания препятствий производству и обращению
продукции, выполнению работ и оказанию услуг в большей степени, чем это
минимально необходимо для выполнения целей стандартизации.
 Недопустимость установления таких стандартов, которые противоречат техническим регламентам (см. раздел 3.1).
 Обеспечение условий для единообразного применения стандартов.
2.4. Методы стандартизации

Симплификация (от лат. Simplex – простой) – сокращение марок
и сортиментов материалов, полуфабрикатов, комплектующих изделий до количества, достаточного для выпуска изделий с требуемыми показателями качества.

Унификация – уменьшение числа типов, видов и размеров объектов одинакового функционального назначения.

Типизация – разработка и установление конструктивных, технологических, организационных типовых решений на основе наиболее прогрессивных методов и режимов работы.
 Агрегатирование – компановка конечного изделия из ограниченного
набора унифицированных узлов, обладающих геометрической и функциональной взаимозаменяемостью.
При нцип вз аи моз амен яемости из делий − свойст во н езависимо изготовляемых деталей и сборочных единиц занимать свое место в изделии без дополнительной обработки. Данный принцип позволяет в процессе монтажа и замены технических конструкций (оборудования, приборов, аппаратов, механизмов, агрегатов) исключить необходимость в подгонке.
Взаимозаменяемость обеспечивают путем установления в стандартах, чертежах, нормативных документах и другой технической документации единых номинальных размеров
для сопрягаемых деталей, соответствующих допустимых пределов размеров, геометрических
форм и расположения поверхностей и регламентирующих требований к качеству материалов.
Взаимозаменяемые детали должны быть одинаковыми по размерам, массе, форме, твердости, физико-химическим свойствам и многим другим параметрам, установленным соответствующими стандартами.
Различают функциональную и геометрическую взаимозаменяемость изделий.
Функциональная взаимозаменяемость предусматривает обеспечение физикохимических и эксплуатационных показателей без нарушения технических требований к конкретному изделию. Функциональная взаимозаменяемость предполагает не только возможность нормальной сборки, но и нормальную работу изделия после установки в нем новой детали или другой составной части взамен вышедшей из строя. Стандарты на продукцию в не-
39
обходимых случаях должны устанавливать нормы и требования, обеспечивающие функциональную взаимозаменяемость изделий.
Геометрическая взаимозаменяемость − вид взаимозаменяемости, при которой обеспечивается сборка изделия по геометрическим параметрам с учетом размеров, формы и расположения деталей.
2.5. Виды стандартов
Стандарт (от англ. Standard – норма, образец) – документ, в котором в
целях добровольного многократного использования устанавливаются характеристики продукции, правила осуществления и характеристики процессов
производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации,
выполнения работ или оказания услуг. Стандарт также может содержать требования к терминологии, символике, упаковке, маркировке или этикеткам и
правилам их нанесения.
Стандарты делятся на международные, национальные и стандарты организаций.
Международный стандарт − стандарт, принятый международной организацией.
Национальный стандарт − стандарт, утверждённый национальным органом по стандартизации (в нашей стране − национальным органом Российской
Федерации национальным органом).
Национальные стандарты, правила их разработки и применения представляют собой национальную систему стандартизации. Они разрабатываются
в порядке, установленном Федеральным законом о техническом регулировании
и утверждаются национальным органом по стандартизации в соответствии с
правилами стандартизации, нормами и рекомендациями в этой области.
Национальный стандарт применяется на добровольной основе равным
образом и в равной мере независимо от страны и (или) места происхождения
продукции, осуществления процессов производства, эксплуатации, хранения,
перевозки, реализации и утилизации, выполнения работ и оказания услуг, видов и особенностей сделок и (или) лиц, являющихся изготовителями, исполнителями, продавцами, приобретателями.
Применение национального стандарта подтверждается знаком соответствия национальному стандарту.
Стандарты организаций, в том числе коммерческих, общественных,
научных, саморегулируемых, объединений юридических лиц могут разрабатываться и утверждаться ими самостоятельно
 исходя из необходимости применения этих стандартов для названых
выше целей стандартизации;
 для совершенствования производства и обеспечения качества продукции, выполнения работ и оказания услуг;
40
 для распространения и использования полученных в различных областях знаний результатов исследований (испытаний), измерений и разработок.
Порядок разработки, утверждения, учёта, изменения и отмены стандартов
организаций устанавливается ими самостоятельно с учётом названных выше
принципов стандартизации.
Проект стандарта организации может представляться разработчиком в
технический комитет по стандартизации, который организует проведение экспертизы данного проекта. на основании результатов экспертизы комитет готовит заключение и направляет его разработчику проекта.
Как и национальные стандарты, стандарты организаций применяются
равным образом и в равной мере независимо от страны и (или) места происхождения продукции, осуществления процессов производства, эксплуатации,
хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнения работ и оказания
услуг, видов и особенностей сделок и (или) лиц, являющихся изготовителями,
исполнителями, продавцами, приобретателями.
2.6. Национальные органы по стандартизации
Органами по стандартизации являются:
 Национальный орган Российской Федерации по стандартизации;
 Технические комитеты по стандартизации.
Национальный орган Российской Федерации по стандартизации:
– утверждает национальные стандарты;
– принимает программу разработки национальных стандартов;
– организует экспертизу проектов национальных стандартов;
– обеспечивает соответствие национальной системы стандартизации интересам
национальной экономики, состоянию материально-технической базы и научнотехническому прогрессу;
– осуществляет учёт национальных стандартов, правил стандартизации, норм и
рекомендаций в этой области и обеспечивает их доступность заинтересованным
лицам;
– создаёт технические комитеты по стандартизации и координирует их деятельность;
– участвует в соответствии с уставами международных организаций в разработке международных стандартов и обеспечивает учёт интересов Российской Федерации при их принятии;
– утверждает изображение знака соответствия национальным стандартам;
– представляет Российскую Федерацию в международных организациях, осуществляющих деятельность в области стандартизации.
Правительство Российской Федерации определяет орган, уполномоченный исполнять функции национального органа по стандартизации.
В состав технических комитетов по стандартизации на паритетных началах и добровольной основе могут включаться представители федеральных ор-
41
ганов исполнительной власти, научных организаций, саморегулируемых организаций, общественных объединений предпринимателей и потребителей.
Порядок создания и деятельности технических комитетов по стандартизации утверждается национальным органом по стандартизации.
2.7. Международное сотрудничество в сфере стандартизации
Сложившееся современное международное разделение труда и связанная
с этим торговля, научно-техническое сотрудничество потребовали достижения
международных соглашений и разработки международных нормативных документов, требования которых были бы однозначны и для изготовителя, и для
потребителя. Эти документы должны содержать технические требования, методы и условия испытаний, точные определения величин, которые следует измерять, сведения о приборах, с помощью которых производятся измерения, данные о точности этих приборов и методах их поверки.
Международное сотрудничество в сфере стандартизации проходит по линии международных и региональных организаций по стандартизации, а также
многосторонних и двусторонних связей на основании указов Президента и постановлений правительства Российской Федерации по вопросам стандартизации.
В развитии международной стандартизации заинтересованы как страны
с развитой экономикой, так и развивающиеся страны, которые только начинают создавать свою национальную экономику.
В области международной стандартизации участвует несколько организаций, среди которых наиболее известны: Международная организация по
стандартизации (ИСО, англ. − ISO), Международная электротехническая комиссия (МЭК), Европейская организация по контролю качества (ЕОКК), Международная организация законодательной метрологии (МОЗМ), Международное бюро мер и весов (МБМВ) и ряд других. Международные стандарты и рекомендации этих организаций, формально не являясь обязательными нормативными документами, фактически соблюдаются всеми заинтересованными
сторонами в той мере, в какой это им необходимо.
Наиболее представительной и известной из международных организаций,
занимающихся стандартизацией, является Международная организация по
стандартизации, в которую входят около 170 стран. Эта организация разрабатывает международные стандарты всех возможных видов: организационнометодические, технические требования, методы испытаний и т.д.
Стандарты Международной организации по стандартизации (стандарты
ISO) обычно разрабатываются следующим образом. Специалистами ISO выбирается за основу наиболее прогрессивный, современный и действующий
национальный стандарт одной из стран и в качестве первой редакции стандарта ISO он переводится на английский, французский, немецкий и русский
языки и рассылается для ознакомления и сбора отзывов всем членам технического комитета по данному направлению. После этого на основании отзывов
разрабатывается вторая редакция и процесс повторяется. Затем на заседании
42
технического комитета обсуждаются разногласия, и вырабатывается единая редакция документа, которая утверждается на основе консенсуса*).
Обозначения стандартов ISO аналогичны ГОСТ, только год утверждения
отделяется двоеточием, а не тире и пишется полностью. Стандарты ISO носят
рекомендательный характер, хотя часто применяются в международных контрактах в качестве обязательных.
Из международных организаций по стандартизации, построенных по отраслевому принципу, наибольшую известность и влияние имеет МЭК, которая
курирует все вопросы, связанные с электрической и электронной техникой.
Организационная структура и принципы деятельности её аналогичны ISO, часто они работают совместно и выпускают единые документы. Обозначения
стандартов МЭК аналогичны ГОСТ, в случае выпуска совместного стандарта с
ISO он имеет обозначение ISO/IEC.
В большинстве стран мира организация работ по стандартизации построена по похожим схемам. Отличие обычно заключается в степени централизации разработки стандартов и уровне участия в ней коммерческих и общественных организаций. Во многих странах мира требования регламентируются
не для производимой, а для потребляемой продукции на территории данной
страны.
___________
*)
от лат. consensus – согласие, единодушие.
43
3. СЕРТИФИКАЦИЯ
3.1. Определение сертификации
Сертификация – форма подтверждения соответствия объектов требованиям технических регламентов, положений стандартов или условиям договоров, осуществляемого органом по сертификации.
Технический регламент – документ, который принят международным
договором Российской Федерации, ратифицированным в порядке, установленном законодательством Российской Федерации, или федеральным законом, или указом Президента Российской Федерации, или постановлением
Правительства Российской Федерации и устанавливает обязательные для
применения и исполнения требования к объектам технического регулирования
(продукции, в том числе зданиям, строениям и сооружениям, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации).
Сертификацию обеспечивает Федеральный закон о техническом регулировании [10].
3.2. История сертификации
Как таковая, сертификация появилась очень давно. Ремесленники в
древних городах каким-либо способом помечали свои изделия, чтобы удостоверить свое авторство. Таким подтверждением являлось, например,
клеймо мастера на изделии. Подобные действия по подтверждению качества
изделия (любой другой продукции или услуг) и получила название сертификация (от франц. certificat − документ, удостоверяющий качество изделия).
Современный этап в истории Российской Федерации характеризуется переходом на рыночные отношения, внедрением экономических методов управления, повышением самостоятельности предприятий, активизацией участия в
международном разделении труда и освоении рынков сбыта продукции. В этих
условиях повышение качества продукции становится одной из важнейших экономических, политических, идеологических и нравственных задач нашей страны.
Установленные и общепринятые требования и стандарты на продукцию
вынуждают изготовителя добиваться достижения необходимых потребительских свойств и качества изделий, чтобы обеспечить их конкурентоспособность на мировом рынке. При этом как производитель, так и потребитель особо заинтересованы в официальном подтверждении высокого
уровня качества продукции. Всё это может быть связано только с успешной
сертификацией продукции.
44
3.3. Подтверждение соответствия
3.3.1. Цели подтверждения соответствия:
 Удостоверение соответствия продукции, процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, работ, услуг
или иных объектов техническим регламентам, стандартам, условиям
договоров;
 содействие приобретателям в компетентном выборе продукции, работ,
услуг;
 повышение конкурентоспособности продукции, работ, услуг на российском и международном рынках;
 создание условий для обеспечения свободного перемещения товаров по
территории Российской Федерации, а также для осуществления международного экономического, научно - технического сотрудничества и
международной торговли.
3.3.2. Принципы подтверждения соответствия:
 доступность информации о порядке осуществления подтверждения соответствия заинтересованным лицам;
 недопустимость применения обязательного подтверждения соответствия к объектам, в отношении которых не установлены требования
технических регламентов;
 уменьшение сроков осуществления обязательного подтверждения соответствия и затрат заявителя;
 недопустимость принуждения к осуществлению добровольного подтверждения соответствия, в том числе в определенной системе добровольной сертификации;
 защита имущественных интересов заявителей, соблюдения коммерческой тайны в отношении сведений, полученных при осуществлении подтверждения соответствия;
 недопустимость подмены обязательного подтверждения соответствия
добровольной сертификацией.
45
3.3.3. Формы подтверждения соответствия
Подтверждение соответствия на территории Российской Федерации может носить добровольный или обязательный характер.
Добровольное подтверждение соответствия осуществляется в форме
добровольной сертификации.
Обязательное подтверждение соответствия осуществляется в формах:
– принятия декларации о соответствии;
– обязательной сертификации.
Добровольное подтверждение соответствия
Добровольное подтверждение соответствия осуществляется по инициативе заявителя на условиях договора между заявителем и органом по сертификации. Добровольное подтверждение соответствия может осуществляться
для установления соответствия национальным стандартам, стандартам организаций, системам добровольной сертификации, условиям договоров.
Объектами добровольного подтверждения соответствия являются
продукция, процессы производства, эксплуатации, хранения, перевозки,
реализации и утилизации, работы и услуги, а также иные объекты, в отношении которых стандартами, системами добровольной сертификации и
договорами устанавливаются требования.
Орган по сертификации выполняет следующие функции:
– осуществляет подтверждение соответствия объектов добровольного подтверждения соответствия;
– выдает сертификаты соответствия на объекты, прошедшие добровольную
сертификацию;
– предоставляет заявителям право на применение знака соответствия, если
применение знака соответствия предусмотрено соответствующей системой
добровольной сертификации;
– приостанавливает или прекращает действие выданных им сертификатов соответствия.
Система добровольной сертификации может быть создана юридическим лицом и (или) индивидуальным предпринимателем или несколькими
юридическими лицами и (или) индивидуальными предпринимателями.
Лицо или лица, создавшие систему добровольной сертификации,
– устанавливают перечень объектов, подлежащих сертификации, и их характеристик, на соответствие которым осуществляется добровольная сертификация;
– устанавливают правила выполнения предусмотренных данной системой
добровольной сертификации работ и порядок их оплаты;
– определяют участников данной системы добровольной сертификации.
Системой добровольной сертификации может предусматриваться применение знака соответствия.
46
Система добровольной сертификации может быть зарегистрирована
федеральным органом исполнительной власти по техническому регулированию.
Для регистрации системы добровольной сертификации в федеральный
орган исполнительной власти по техническому регулированию представляются:
– свидетельство о государственной регистрации юридического лица и (или)
индивидуального предпринимателя;
– правила функционирования системы добровольной сертификации;
– изображение знака соответствия, применяемое в данной системе добровольной сертификации, если применение знака соответствия предусмотрено, и порядок применения знака соответствия;
– документ об оплате регистрации системы добровольной сертификации.
Регистрация системы добровольной сертификации осуществляется в течение пяти дней с момента представления названных документов в федеральный орган исполнительной власти по техническому регулированию. Порядок
регистрации системы добровольной сертификации и размер платы за регистрацию устанавливаются Правительством Российской Федерации. Плата за
регистрацию системы добровольной сертификации подлежит зачислению в
федеральный бюджет.
Отказ в регистрации системы добровольной сертификации допускается
только в случае, если не представлены названные документы, или если совпадает наименование системы и (или) изображение знака соответствия с наименованием системы и (или) изображением знака соответствия зарегистрированной ранее системы добровольной сертификации. Уведомление об отказе в
регистрации системы добровольной сертификации направляется заявителю в
течение трех дней со дня принятия решения об отказе в регистрации этой системы с указанием оснований для отказа.
Отказ в регистрации системы добровольной сертификации может быть
обжалован в судебном порядке.
Федеральный орган исполнительной власти по техническому регулированию ведёт единый реестр зарегистрированных систем добровольной сертификации, содержащий сведения об юридических лицах и (или) об индивидуальных предпринимателях, создавших системы добровольной сертификации,
о правилах функционирования систем, знаках соответствия и порядке их применения. Федеральный орган исполнительной власти по техническому регулированию должен обеспечить доступность сведений, содержащихся в едином реестре зарегистрированных систем добровольной сертификации, заинтересованным лицам.
Порядок ведения единого реестра зарегистрированных систем добровольной сертификации и порядок предоставления сведений, содержащихся в
47
этом реестре, устанавливаются федеральным органом исполнительной власти
по техническому регулированию.
Знаки соответствия
Объекты сертификации, сертифицированные в системе добровольной сертификации, могут маркироваться знаком соответствия системы
добровольной сертификации. Порядок применения такого знака соответствия устанавливается правилами соответствующей системы добровольной сертификации.
Применение знака соответствия национальному стандарту осуществляется заявителем на добровольной основе любым удобным для заявителя
способом в порядке, установленном национальным органом по стандартизации.
Объекты, соответствие которых не подтверждено в установленном порядке, не могут быть маркированы знаком соответствия.
Обязательное подтверждение соответствия
Обязательное подтверждение соответствия проводится только в случаях,
установленных соответствующим техническим регламентом, и исключительно на соответствие требованиям технического регламента.
Объектом обязательного подтверждения соответствия может быть
только продукция, выпускаемая в обращение на территории Российской Федерации.
Форма и схемы обязательного подтверждения соответствия могут
устанавливаться только техническим регламентом с учетом степени риска
недостижения целей технических регламентов.
Декларация о соответствии и сертификат соответствия имеют равную
юридическую силу независимо от схем обязательного подтверждения соответствия и действуют на всей территории Российской Федерации.
Работы по обязательному подтверждению соответствия подлежат оплате заявителем.
Декларирование соответствия
Декларирование соответствия осуществляется по одной из следующих схем:
 принятие декларации о соответствии на основании собственных доказательств;
 принятие декларации о соответствии на основании собственных дока-
48
зательств, доказательств, полученных с участием органа по сертификации и (или) аккредитованной испытательной лаборатории (центра) (далее – третья сторона).
Схема декларирования соответствия с участием третьей стороны устанавливается в техническом регламенте в случае, если отсутствие третьей стороны приводит к тому, что не достигаются цели подтверждения соответствия.
При декларировании соответствия на основании собственных доказательств заявитель самостоятельно формирует доказательственные материалы
в целях подтверждения соответствия продукции требованиям технических регламентов. В качестве доказательственных материалов используются техническая документация, результаты собственных исследований (испытаний) и измерений и (или) другие документы, послужившие мотивированным основанием для подтверждения соответствия продукции требованиям технических
регламентов. Состав доказательственных материалов определяется соответствующим техническим регламентом.
При декларировании соответствия на основании собственных доказательств и полученных с участием третьей стороны доказательств заявитель по
своему выбору в дополнение к собственным доказательствам:
 включает в доказательственные материалы протоколы исследований
(испытаний) и измерений, проведенных в аккредитованной испытательной лаборатории (центре);
 предоставляет сертификат системы качества, в отношении которого
предусматривается контроль (надзор) органа по сертификации, выдавшего данный сертификат, за объектом сертификации.
Декларация о соответствии оформляется на русском языке и должна содержать:
– наименование и местонахождение заявителя;
– наименование и местонахождение изготовителя;
– информацию об объекте подтверждения соответствия, позволяющую идентифицировать этот объект;
– наименование технического регламента, на соответствие требованиям которого подтверждается продукция;
– указание на схему декларирования соответствия;
– заявление заявителя о безопасности продукции при её использовании в соответствии с целевым назначением и принятии заявителем мер по обеспечению соответствия продукции требованиям технических регламентов;
– сведения о проведенных исследованиях (испытаниях) и измерениях, сертификате системы качества, а также документах, послуживших основанием для
49
подтверждения соответствия продукции требованиям технических регламентов;
– срок действия декларации о соответствии;
– иные предусмотренные соответствующими техническими регламентами
сведения.
Срок действия декларации о соответствии определяется техническим
регламентом.
Форма декларации о соответствии утверждается федеральным органом
исполнительной власти по техническому регулированию. Оформленная по
установленным правилам декларация о соответствии подлежит регистрации
федеральным органом исполнительной власти по техническому регулированию в течение трёх дней.
Для регистрации декларации о соответствии заявитель представляет в
федеральный орган исполнительной власти по техническому регулированию
декларацию о соответствии.
Обязательная сертификация
Обязательная сертификация осуществляется органом по сертификации
на основании договора с заявителем. Схемы сертификации, применяемые для
сертификации определенных видов продукции, устанавливаются соответствующим техническим регламентом.
Соответствие продукции требованиям технических регламентов подтверждается сертификатом соответствия, выдаваемым заявителю органом по
сертификации.
Сертификат соответствия включает в себя:
 наименование и местонахождение заявителя;
 наименование и местонахождение изготовителя продукции, прошедшей
сертификацию;
 наименование и местонахождение органа по сертификации, выдавшего
сертификат соответствия;
 информацию об объекте сертификации, позволяющую идентифицировать этот объект;
 наименование технического регламента, на соответствие требованиям
которого проводилась сертификация;
 информацию о проведенных исследованиях (испытаниях) и измерениях;
 информацию о документах, представленных заявителем в орган по сертификации в качестве доказательств соответствия продукции требованиям технических регламентов;
 срок действия сертификата соответствия.
50
Срок действия сертификата соответствия определяется соответствующим техническим регламентом.
Форма сертификата соответствия утверждается федеральным органом
исполнительной власти по техническому регулированию.
Организация обязательной сертификации
Обязательная сертификация осуществляется органом по сертификации,
аккредитованным в порядке, установленном Правительством Российской Федерации.
Орган по сертификации выполняет следующие функции:
 привлекает на договорной основе для проведения исследований (испытаний) и измерений испытательные лаборатории (центры), аккредитованные в порядке, установленном Правительством Российской Федерации (далее – аккредитованные испытательные лаборатории (центры));
 осуществляет контроль объектов сертификации, если такой контроль
предусмотрен соответствующей схемой обязательной сертификации и
договором;
 ведет реестр выданных им сертификатов соответствия;
 информирует соответствующие органы государственного контроля
(надзора) за соблюдением требований технических регламентов о
продукции, поступившей на сертификацию, но не прошедшей её;
 приостанавливает или прекращает действие выданного им сертификата
соответствия;
 обеспечивает предоставление заявителям информации о порядке проведения обязательной сертификации;
 устанавливает стоимость работ по сертификации на основе
утвержденной Правительством Российской Федерации методики
определения стоимости таких работ.
Федеральный орган исполнительной власти по техническому регулированию ведет единый реестр выданных сертификатов соответствия.
Порядок ведения единого реестра выданных сертификатов соответствия, порядок предоставления содержащихся в едином реестре сведений и
порядок оплаты за предоставление содержащихся в указанном реестре сведений устанавливаются Правительством Российской Федерации.
51
Порядок передачи сведений о выданных сертификатах соответствия в
единый реестр выданных сертификатов устанавливается федеральным органом исполнительной власти по техническому регулированию.
Исследования (испытания) и измерения продукции при осуществлении
обязательной сертификации проводятся аккредитованными испытательными
лабораториями (центрами).
Аккредитованные испытательные лаборатории (центры) проводят исследования (испытания) и измерения продукции в пределах своей области аккредитации на условиях договоров с органами по сертификации. Органы по
сертификации не вправе предоставлять аккредитованным испытательным лабораториям (центрам) сведения о заявителе.
Аккредитованная испытательная лаборатория (центр) оформляет результаты исследований (испытаний) и измерений соответствующими протоколами, на основании которых орган по сертификации принимает решение о
выдаче или об отказе в выдаче сертификата соответствия. Аккредитованная
испытательная лаборатория (центр) обязана обеспечить достоверность результатов исследований (испытаний) и измерений.
Знак обращения на рынке
Продукция, соответствие которой требованиям технических регламентов подтверждено в порядке, предусмотренном Федеральным законом о техническом регулировании, маркируется знаком обращения на рынке. Изображение знака обращения на рынке устанавливается Правительством Российской Федерации. Данный знак не является специальным защищенным знаком
и наносится в информационных целях.
Маркировка знаком обращения на рынке осуществляется заявителем
самостоятельно любым удобным для него способом.
Продукция, соответствие которой требованиям технических регламентов не подтверждено в порядке, установленном Федеральным законом о техническом регулировании, не может быть маркирована знаком обращения на
рынке.
Права и обязанности заявителя в области обязательного подтверждения
соответствия
Заявитель вправе:
– выбирать форму и схему подтверждения соответствия, предусмотренные
для определенных видов продукции соответствующим техническим регламентом;
52
– обращаться для осуществления обязательной сертификации в любой орган
по сертификации, область аккредитации которого распространяется на продукцию, которую заявитель намеревается сертифицировать;
– обращаться в орган аккредитации с жалобами на неправомерные действия органов сертификации и аккредитованных испытательных лабораторий (центров) в соответствии с законодательством Российской Федерации.
Заявитель обязан:
– обеспечивать соответствие продукции требованиям технических регламентов;
– выпускать в обращение продукцию, подлежащую обязательному подтверждению соответствия, только после осуществления такого подтверждения соответствия;
– указывать в сопроводительной технической документации и при маркировке
продукции сведения о сертификате соответствия или декларации о соответствии;
– предъявлять в органы государственного контроля (надзора) за соблюдением требований технических регламентов, а также заинтересованным лицам
документы, свидетельствующие о подтверждении соответствия продукции
требованиям технических регламентов (декларацию о соответствии, сертификат соответствия или их копии);
– приостанавливать или прекращать реализацию продукции, если срок действия сертификата соответствия или декларации о соответствии истёк либо
действие сертификата соответствия или декларации о соответствии приостановлено либо прекращено;
– извещать орган по сертификации об изменениях, вносимых в техническую
документацию или технологические процессы производства сертифицированной продукции;
– приостанавливать производство продукции, которая прошла подтверждение
соответствия и не соответствует требованиям технических регламентов, на
основании решений органов государственного контроля (надзора) за соблюдение требований технических регламентов.
53
Литературные ссылки
1. ГОСТ 8.417 – 81 ГСИ*). Единицы физических величин.
2. ГОСТ 8.022 – 91 ГСИ. Государственный первичный эталон и общесоюзная
поверочная схема для средств измерений силы постоянного электрического
тока.
3. МИ 2247 – 93. Рекомендация ГСИ. Метрология. Основные термины и
определения.
4. ГОСТ 16 263 – 70. Метрология. Термины и определения.
5. Закон Российской Федерации «Об обеспечении единства измерений» от 27
апреля 1993 г №4871-1.
6. Тейлор Дж. Введение в теорию ошибок. Пер. с англ. – М.: Мир, 1985. – 272
с., ил.
7. ГОСТ 22 261 – 94. Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия.
8. ГОСТ 8.009 – 84 ГСИ. Нормируемые метрологические характеристики
средств измерений.
9. ГОСТ 8.401 – 80 ГСИ. Классы точности средств измерений. Общие требования.
10. Федеральный закон о техническом регулировании № 184-ФЗ от 27.12.02,
действует с 01.07.03.
Примечание:
В последние годы вышло несколько книг по метрологии, стандартизации и сертификации:
1. Тартаковский Д.Ф., Ястребов А.С. Метрология, стандартизация и технические
средства измерений: Учеб. Для вузов. – М.: Высш. шк., 2001. – 205 с.: ил.
2. Сергеев А.Г., Латышев М.В., Терегеря В.В. Метрология, стандартизация, сертификация: Учебное пособие. − М.: Логос, 2001. − 536 с.: ил.
3. Метрология и радиоизмерения: Учебник для вузов / В.И. Нефёдов, В.И. Хакин,
В.К. Битюков и др. / под ред. Профессора В.И. Нефёдова. − М.: Высш. шк., 2003. −
526 с.: ил.
Появление Федерального закона о техническом регулировании нанесло им серьёзный
удар.
___________
*)
Здесь и далее ГСИ – Государственная система обеспечения единства измерений.