МИ 83-76

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПОВЕРОЧНЫХ СХЕМ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Методика развивает положения ГОСТ 8.061-73 "ГСИ. Содержание и построение поверочных схем" и устанавливает методы определения параметров поверочных схем: соотношение нормируемых погрешностей образцового и поверяемого по нему средств измерений и оценку числа ступеней точности.

1.2. Различают два случая определения параметров поверочной схемы.

В первом случае проводится проверочный расчет параметров общесоюзной поверочной схемы, составленной для сформировавшейся системы эталонов и образцовых средств измерений, с целью разработки мероприятий по приближению существующей системы передачи размеров единиц данной физической величины к рациональной.

Во втором случае определяются рациональные параметры общесоюзной поверочной схемы, составленной впервые, для новой области измерений, на основе которых строится система передачи размеров единицы.

1.3. Выражения погрешностей эталонов, указанные на поверочной схеме, должны соответствовать требованиям ГОСТ 8.057-73; выражения погрешностей образцовых средств измерений - ГОСТ 8.061-73.

2. ОЦЕНКА ЧИСЛА СТУПЕНЕЙ ПОВЕРОЧНОЙ СХЕМЫ

2.1. Для оценки числа ступеней поверочной схемы определяют минимально возможное и максимально допустимое число ступеней.

2.2. Минимальное число ступеней поверочной схемы определяют по формуле

                                                                             (1)

где - общее число средств измерений рассматриваемой физической величины, для которых составляется поверочная схема (оценивается с точностью до порядка);

- число средств измерений, которое может быть поверено в течение межповерочного интервала по эталону или исходному образцовому средству измерений.

Расчеты по формуле (1) можно вести относительно государственного эталона, эталона копии или рабочего эталона. Соответственно, начиная от этого эталона, будет оценено минимально необходимое число ступеней.

Величина может быть вычислена по следующей формуле

где - межповерочный интервал для средств измерений, поверяемых непосредственно по эталону;

         - время, затрачиваемое на поверку средства измерений по эталону;

- часть межповерочного интервала, в течение которого эталон используется для поверки нижестоящих средств измерений;

        - число средств измерений, которые можно проверять одновременно.

2.3. Максимальное число ступеней поверочной схемы определяют по формуле

                                                                                (2)

где - отношение доверительной погрешности эталона к пределу допускаемой погрешности рабочего средства измерений, поверяемому по низшему разряду образцовых средств измерений;

- расчетное отношение пределов допускаемых погрешностей образцового и поверяемого средств измерений, составляющих соседние ступени поверочной схемы (см. разд. 4) или максимальное отношение, требуемое по стандарту общих технических требований или методов и средств поверки.

2.4. Результаты расчетов по формуле (1) должны быть округлены до ближайшего большего целого числа, а по формуле (2) до ближайшего меньшего. Если получилось, что , то следует заново рассчитать по новым исходным данным. Например, можно принять большим межповерочный интервал .

2.5. Число ступеней поверочной схемы между минимальным и максимальным значением выбирается таким образом, чтобы наиболее рационально обеспечить поверкой все разнообразие средств измерений данной физической величины.

Для более точного определения числа ступеней следует учесть:

необходимость резерва образцовых средств измерений на случай отказа основных, что приводит к неполному использованию парка образцовых средств;

наличие малораспространенных рабочих средств измерений, для поверки которых необходимо специальное образцовое средство измерения, хотя заведомо известно, что оно будет недогружено;

географическую отделенность части рабочих средств измерений, для поверки которых в районе их размещения содержится специальное образцовое средство измерений;

особенности системы передачи размера единицы данной физической величины, которые требуют дополнительных разрядов образцовых средств. Например, непосредственная передача размера единицы от измерительного прибора вышестоящего разряда к измерительному прибору нижестоящего разряда невозможна. Для этого применяют образцовую меру.

Пример:

Пусть поверке подлежит один миллион средств измерений (= 10) рассматриваемой физической величины. Межповерочный интервал для рабочих эталонов, сличаемых с государственным первичным эталоном, = 2 года. Доля времени, в течение которого государственный первичный эталон используется для поверочных целей, = 0,5. Время, затрачиваемое на поверку одного рабочего эталона, = 3 дня. Число рабочих дней в году 250. Число одновременно сличаемых с государственным эталоном рабочих эталонов = 1.

Число рабочих эталонов, которое можно сличить с государственным, равно

Минимальное число ступеней поверочной схемы определяем по формуле

Пусть для рассматриваемой физической величины доверительная погрешность первичного эталона = 0,02 единицы. Предел допускаемой погрешности рабочих средств измерений, поверяемых по образцовым средствам низшего разряда, = 20 единиц.

Тогда

Пусть требуется, чтобы = 0,33.

Находим максимальное число ступеней поверочной схемы

Таким образом, система передачи размера единицы может содержать от 4 до 7 ступеней точности.     

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СООТНОШЕНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ ОБРАЗЦОВОГО И ПОВЕРЯЕМОГО СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ИХ СОСТАВЛЯЮЩИХ

3.1. Соотношение погрешностей образцового и поверяемого средств измерений равно

                                                                                         (3)

где - предел допускаемой погрешности образцового средства измерений, по которому выполняется поверка;

         - предел допускаемой погрешности поверяемого средства измерений.

В качестве предела допускаемой погрешности может быть принята доверительная погрешность. Соотношение не должно превышать максимально допустимого значения , определяемого по вероятностям ошибок поверки (см. разд. 4).

3.2. Доверительная погрешность для эталона, образцового или поверяемого средств измерений может быть определена по формулам

                                                                                                                                                        (4)

где и - коэффициенты доверительной вероятности для поверяемого и поверяющего средств измерений соответственно;

- суммарное среднее квадратическое отклонение для поверяемого и поверяющего средств измерений соответственно.

3.3. Суммарное среднее квадратическое отклонение измерений для вторичного эталона или образцового средства измерений, являющегося поверяющим средством измерений, равно

                                     (5)

где - оценка дисперсии, характеризующая неисключенные случайные остатки систематических погрешностей;

        - оценка дисперсии случайных погрешностей;

        - оценка дисперсии случайных изменений показаний за межповерочный интервал.

Вопрос о включении неисключенной систематической погрешности государственного эталона (ГОСТ 8.057-73) в качестве составляющей решается индивидуально для каждого эталона

Примечание. Существует две формы выражения остатков систематических погрешностей:

1. Случайный остаток систематической погрешности может быть представлен случайной величиной с нулевым средним и дисперсией, оценка которой - . Так представляют остаток систематической погрешности, если неизвестен его знак. Оценка входит как составляющая в случайную погрешность воспроизведения единицы и погрешность передачи этой единицы.

2. Неисключенная систематическая погрешность, обнаруженная при сравнении результатов измерений, произведенных различными методами или в разных странах. Знак ее может быть определен при сравнении результатов измерений. Этот вид погрешности показывают отдельно для государственных эталонов в соответствии с ГОСТ 8.057-73.

Для поверяемого средства измерений суммарное среднее квадратическое отклонение равно

                                                           (6)

где - оценка дисперсии, характеризующая случайный остаток систематической погрешности метода поверки;

 - оценка дисперсии случайных погрешностей метода поверки;

           - оценка дисперсии случайных изменений показаний поверяемого средства измерений за межповерочный интервал;