W010621 Контрольная работа Оценка неопределенности измерения технических измерений гирь для испытательной лаборатории в сфере государственного регулирования

Введение

В последнее время в связи с растущим значением измерений при оценке соответствия проблема их метрологического обеспечения приобретает огромное значение. Каждый день растут требования к качеству измерений не только с точки зрения их технического, экономического уровня, но и с точки зрения точности. Для измерений, как и для всякого процесса, подвергающегося контролю качества, нужно выделить те показатели, которые будут в наибольшей степени характеризовать качество процесса, а затем периодически контролироваться и поддерживаться на заданном уровне. Информационным продуктом, произведенным в процессе измерений, является результат измерений, который может быть выражен в количественном и качественном виде. Основными показателями качества результатов измерений являются показатели, связанные с точностью. Необходимость разработки новой концепции оценки точности результатов измерений была вызвана отсутствием международного единства в этих вопросах. Оценка неопределенности результатов измерений - метрологический метод, целью которого является обеспечение достоверности, сопоставимости и взаимного признания результатов, полученных из лаборатории.  

Актуальность  темы дипломной работы связана с проблемой неточности измерений и необходимостью выявления наиболее точного метода и дальнейшей его оценки.

Целью выпускной квалификационной работы является проведение оценки неопределенности измерения технических измерений гирь для испытательной лаборатории в сфере государственного регулирования.

1. Неопределенность результатов измерений, ее концепция  и этапы развития.

1.1 Сущность концепции неопределенности результатов измерений

Необходимость разработки новой концепции оценки точности результатов измерений была вызвана отсутствием международного единства в этих вопросах.

Разработку концепции осуществляли международные организации: Международное бюро мер и весов (МБМВ), Международная электротехническая комиссия (МЭК), Международная федерация по клинической химии (МФКХ), Международная организация по стандартизации (ИСО), Международный союз по чистой и прикладной физике (ИЮПАК), Международный союз по чистой и прикладной химии (ИЮПАК), Международная организация законодательной метрологии (МОЗМ). Так в 1993 г. был опубликован документ «Руководство по выражению неопределенности в измерениях» (GUM), который сразу же приобрел статус неофициального международного стандарта. В нем формально установлены общие правила для оценивания и выражения неопределенности для широкого круга измерений, реализующие концепцию «неопределенности».

Концепция неопределенности явилась результатом развития теоретической метрологии и в настоящее время наиболее полно отвечает современным требованиям технического прогресса, а неопределенность является единственной признанной на международном уровне мерой оценки точности.

В качестве признанной на международном уровне меры доверия к результатам измерений была принята неопределенность измерений.

1.2 Основные положения концепции «неопределенности измерений».

Неопределенность измерений – это параметр, связанный с результатом измерений и характеризующий рассеяние значений, которые могли бы быть обосновано приписаны измеряемой величине.

Неопределенность измерений есть оценка той части выражения результата измерения, которая характеризует интервал неопределенности, содержащий заданную долю распределения значений, которые могли быть обосновано приписаны измеряемой величине (субъективная интерпретация неопределенности).

Неопределенность измерений понимают как неполное знание значения измеряемой величины и для количественного выражения этой неполноты вводят распределения вероятностей возможных (обосновано приписанных) значений измеряемой величины.

Таким образом, параметр этого распределения (также называемый - неопределенность) - количественно характеризует точность результата измерения.

Форма представления знаний о неопределенности - это параметр функции распределения результата измерения как случайной величины. Если в качестве этого параметра выбрано стандартное отклонение, то его называют стандартной неопределенностью. Если выбран доверительный интервал, то его называют расширенной неопределенностью.

Неопределенность измерений, как параметр, характеризует рассеяние множества возможных значений величин, а не погрешность конкретного результата измерения.

Концепция неопределенности заключается в следующем.

Базовые понятия классической теории точности: истинное значение, действительное значение и погрешность измерения — не вводятся.

Взамен введено понятие неопределенность измерения, понимаемое как сомнение, неполное знание значения измеряемой величины после проведения измерений(трактовка в широком смысле) и как количественное описание этого неполного знания (трактовка в узком смысле).

Далее это понятие уточняется: неопределенность — параметр, связанный с результатом измерения и характеризующий рассеяние значений, которые могли бы быть приписаны измеряемой величине.

В математической статистике известны два вида параметров, характеризующих рассеяние некоррелированных случайных величин: СКО и доверительный интервал. Они и принимаются в качестве характеристик неопределенности с наименованиями стандартная неопределенность и расширенная неопределенность. При этом, как и следовало ожидать, оказалось, что стандартная неопределенность является полным аналогом СКО погрешности измерений, а расширенная неопределенность — полным аналогом доверительных границ погрешности измерений. И в этом указанная концепция сомкнулась с традиционной постановкой задачи оценивания точности измерений.

Таким образом, в части практических приложений новая концепция оценивания точности измерений оказалась полностью идентичной классической. Более того, эти концепции тесно связаны друг с другом и, в принципе, известны давно.

Можно констатировать, что эти концепции отличаются тем, к какой величине относят дисперсию, характеризующую разброс наблюдаемых значений.

При классическом подходе ее относят к истинному значению измеряемой величины X, в другом случае — к результату измерений L.

Но это различие не влияет на подведение окончательных результатов, поскольку и в классическом подходе погрешности измерений также приписывают результату измерений. Таким образом, обе концепции дополняют друг друга, сливаясь в единую концепцию оценивания точности результатов измерений.

При этом, следуя причинно-следственным связям, целесообразно установить следующую последовательность введения основных понятий теории точности измерений:

истинное значение величины => действительное значение величины => результат измерения => погрешность измерения => неопределенность результата измерения как характеристика этой погрешности.

Таким образом, понятия погрешность и неопределенность могут быть гармонично использованы без их взаимного противопоставления.

2. Понятие «неопределенность результатов измерений» и её методы оценивания. Описание неопределенности в аналитических измерениях.

2.1 Понятие «неопределенность измерений»

Неопределенность измерений, согласно международному метрологическому словарю VIM - неотрицательный параметр, характеризующий рассеяние значений величины, которые приписываются измеряемой величине на основании используемой информации.