Выбор метода и средств измерений
Выбор метода и средств измерений представляет собой многовариантную задачу. Ее рациональное решение соответствует минимальным затратам на измерения, включая затраты на метрологическое обслуживание средств измерений, при условии выполнения заданных требований к точности измерений.
Задача выбора средств и метода измерений, как правило, не решается с «чистого листа». В различных областях человеческой деятельности накоплен богатый опыт измерений. Остается только, применив методы прецедентов или аналогов, адаптировать этот опыт к конкретному случаю.
Обычно эту задачу решают итерационным путем. Предварительно выбирают метод и средства измерений, которые могут быть применены в заданных условиях и удовлетворяют заданным эксплуатационным, эргономическим и другим требованиям. Далее проводят оценивание погрешности (неопределенности) измерений.
Исходными данными для выбора метода и средств измерений по метрологическим характеристикам являются:
· описание (спецификация) измеряемой величины, диапазона ее возможных значений, наибольшей возможной частоты (скорости) ее изменения;
· характеристики внешних условий проведения измерений, режимов работы и свойств объектов измерений, способных влиять на погрешности измерений;
· пределы допустимых значений характеристик погрешности (неопределенности) измерений (вместо указанных характеристик могут быть указаны предельные значения количества неправильно принятых и неправильно забракованных изделий – брака первого и второго рода).
Особое внимание должно быть уделено полноте спецификации измеряемой величины: измеряемую величину следует определить с достаточной полнотой по отношению к требуемой точности. Например, если длину стального стержня с номинальным значением 1 м необходимо измерить с точностью до микрометра, то его спецификация должна включать температуру и давление. Определение измеряемой величины может быть представлено так: длина стержня при температуре 25,00°С и давлении 101325 Па (плюс любые другие определяющие параметры, которые считают необходимыми, такие как способ, с помощью которого этот стержень поддерживается). Однако если длина должна быть измерена с точностью до миллиметра, указание температуры или давления не требуется.
К дополнительной информации, определяющей эксплуатационные свойства средств измерений, относятся требования к:
быстроте получения измерительной информации (производительности процесса измерений);
форме представления результата измерения (аналоговая или цифровая форма);
способу регистрации измерительной информации;
необходимости хранения, обработки измерительной информации и передачи её на расстояние;
уровню мобильности средств измерений (переносные СИ или стационарные);
условиям размещения СИ (на объекте измерения, щитовые, настольные) и их весогабаритным характеристикам;
уровню автоматизации процесса измерений;
надёжности (в первую очередь к метрологической надежности) СИ и другие.
При необходимости, приводят описание объекта измерений и его технические характеристики (например, масса, габариты, место нахождения измеряемой величины и др.).
Исходная информация может существенно ограничить круг методов и СИ, применимых для рассматриваемой измерительной задачи. При отсутствии исходных предпочтений выбирают серийно выпускаемые СИ, утвержденных типов, и метод непосредственной оценки.
Для удовлетворения требований к точности измерений погрешность намечаемого к использованию СИ следует ограничить условием, например, ΔСИ ≈(0,2…0,5)∙[Δ]. Необходимость такого ограничения обусловлена влиянием на результат измерения методических и субъективных погрешностей, а также изменением метрологических характеристик СИ при эксплуатации (создается запас метрологической надежности).
В случае, если возможно применение нескольких разных типов СИ, принимают во внимание затраты на их приобретение, монтаж, эксплуатацию, техническое обслуживание, ремонт и утилизацию.
Если удовлетворить заданные требования в полной мере не возможно, принимают решение о разработке новых средств измерений.
Иногда задача выбора метода и средств измерений существенно упрощается, поскольку её решение можно найти в нормативно – технических документах. Так, в машиностроении действует руководящий документ РД 50-98-86 «Выбор универсальных средств измерений линейных размеров до 500 мм (по применению ГОСТ 8.051-81)».
Для намеченных метода и средства измерений устанавливают характеристики погрешности (неопределенности) результата измерений.