РАСЧЕТ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ПОВЕРКЕ ОПТИМЕТРА

Одним из обязательных требований к аккредитации измерительных лаборатории является оценка неопределенности измерений, при проведении калибровки и (или) поверки средств измерений лабораторией [3]. И сегодня оценка неопределенности измерений при поверке средств измерений является неотъемлемой частью поверочных и калибровочных работ. На практике оценка неопределенности измерений вызывает ряд трудностей.

Целью данной работы является ознакомление широкого круга заинтересованных лиц с расчетом неопределенности измерения при поверке оптиметра вертикального проекционного ИКВ- 3.

В соответствии с избранной целью решались следующие задачи:

-   определить источники неопределенности при поверке оптиметра;

-   рассчитать неопределенность измерений при поверке оптиметра.

Основными источниками неопределенности при поверке оптиметра являются:

-   погрешность оптиметра;

-   погрешность эталона;

-   погрешность метода передачи размера от эталона рабочим средствам измерений;

-   погрешность оператора.

Для расчета неопределенности на оптиметре вертикальном проекционном ИКВ- 3 были проведены 10-кратные измерения концевых меры с номинальными размерами 10; 20,5 и 40 мм.

В статье приведен расчет неопределенности измерений концевой меры с номинальным размером 10 мм (табл. 1).

Тaблицa 5 – Результаты измepeния кoнцeвoй мepы на оптиметре

 
Среднее арифметическое значение результатов измерения длины концевой меры составило 𝑥̅э = 10,00062 мм, средняя арифметическая погрешность измерения составила ̅Δ̅̅𝑥̅ = 0,00082 мм.
Среднее квадратическое отклонение (СКО), рассчитанное по формуле (2) составило: S = 0,00027 мм.


где Δ𝑥𝑖 - погрешность -го измерения;
̅Δ̅̅𝑥̅ - средняя арифметическая погрешность измерения;
𝑛 - число измерений.
Следовательно, стандартная неопределенность по типу А равна:
𝑈𝐴 = 𝑆 = 0,00027 мм.
Для вычисления стандартной неопределенности по типу В использованы следующие данные:
- данные, основанные на опыте оператора (поверителя) исследователя или общих знаниях о поведении и свойствах соответствующих (подобных) средств измерений и материалов;
- сведения, из протокола поверки эталонной концевой меры, т.е. погрешность эталона, равная 𝑥4 =0,0002 мм;
- данные, основанные из опыта поверителя, т.е. погрешность оператора принимаем равной половине цены деления шкалы измерительного устройства оптиметра, равной 1 мкм: 𝑥1 =1/2 ∙ 1 мкм = 0,5 мкм = 0,0005 мм;
- данные из эксплуатационной документации оптиметра, т.е. погрешность оптиметра принимаем
равной пределу допускаемой основной погрешности измерительного устройства оптиметра: 𝑥3 = 0,3 мкм = 0,0003 мм;
- данные из государственной поверочной схемы для средств измерений длины [1], т.е. погрешность метода передачи размера единицы от эталона рабочим средствам измерений находим из ГОСТ Р 8.763-2011: 𝑥2 = 0,3 мкм = 0,0003 мм;
- сведения о предполагаемом вероятностном распределении значений величин, из литературных источников.
Неопределенности этих данных представлены в виде границ отклонения значения величины от ее оценки. При постулировании равномерного закона распределения возможных значений этой величины в  определенных границах для 𝑖- ой входной величины стандартную неопределенность по типу В находят по известной формуле для среднеквадратического отклонения результатов измерений, имеющих равномерный закон распределения:

где 𝑏𝑖−- - нижняя граница;

𝑏𝑖+ - верхняя граница;

∆𝑥𝑖– погрешность -го источника неопределенности.

Следовательно, стандартная неопределенность каждого источника неопределенности будут равны:

Значение коэффициента охвата находим по таблице распределения Стьюдента [2] в зависимости от заданной вероятности 𝑃 и числа степеней свободы.

При 𝑃=0,95 и 𝜗𝑒𝑓𝑓 ≥ 10 𝑘 = 1,96.

Следовательно, расширенная неопределенность равна:

𝑈 = 1,96 ∙ 0,00033 = 0,00065 мм.

Результат измерения запишется следующим образом: расширенная неопределенность при вероятности, равной 0,95 составляет 0,00065 мм (𝑈 = 0,00065 мм при Р=0,95).

Список источников

1.      ГОСТ Р 8.763-2011 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Государственная поверочная схема для средств измерений длины в диапазоне от 1х10_(-9) до 50 м и длин волн в диапазоне от 0,2 до 50 мкм. М.: Стандартинформ, 2013.

2.   ГОСТ Р 54500.3-2011/Руководство ИСО/МЭК 98-3:2008 Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения. М.: Стандартинформ, 2012.

3.      Приказ Министерства экономического развития РФ №326 «Об утверждении критериев аккредитации перечня документов, подтверждающих соответствие заявителя, аккредитованного лица критериям аккредитации, и перечня документов в области стандартизации, соблюдение требований которых заявителями, аккредитованными лицами обеспечивает их соответствие критериям аккредитации».