close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Sylaberidze

код для вставкиСкачать
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение высшего образования
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ
МЕТРОЛОГИЯ
Методические указания
по выполнению и оформлению курсовой работы
Санкт-Петербург
2017
Составители: Сулаберидзе В. Ш., Мишура Т. П., Елисеева Л. А.
Рецензент – кандидат технических наук, Грабарь А. Г.
Составлены в соответствии с программой дисциплины «Метрология».
Предназначены для студентов очной формы обучения по направлению
27.03.01 «Стандартизация и метрология» и специальности 27.05.02 «Метрологическое обеспечение вооружения и военной техники», могут использоваться студентами других технических направлений и специальностей
при изучении дисциплин «Метрология, стандартизация и сертификация»,
«Метрология и измерения» как вечерне-заочной, так и дневной формы обучения. Приведены примерные темы, требования к содержанию, оформлению курсовой работы, порядок выполнения и защиты, система рейтинговой
оценки.
Подготовлены кафедрой «Метрологическое обеспечение инновационных
технологий и промышленной безопасности» и рекомендовано к изданию редакционно-издательским центром Санкт-Петербургского государственного
университета аэрокосмического приборостроения.
Публикуется в авторской редакции.
Верстальщик И. Н. Мороз
Сдано в набор 22.03.17. Подписано к печати 20.04.17.
Формат 60×841/16. Усл. печ. л. 2,97.
Уч.-изд. л. 3,19. Тираж 50 экз. Заказ № 155.
Редакционно-издательский центр ГУАП
190000, Санкт-Петербург, Б. Морская ул., 67
© Санкт-Петербургский государственный
университет аэрокосмического
приборостроения, 2017
ПРЕДИСЛОВИЕ
Методические указания к выполнению и оформлению курсовой
работы (КР) предназначены для студентов, обучающихся по направлению 27.03.01 «Стандартизация и метрология» и специальности 27.05.02 «Метрологическое обеспечение вооружения и военной техники». В соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом (ФГОС) согласно изложенным задачам
профессиональной деятельности и целям образовательной программы высшего образования по соответствующим направлениям
подготовки бакалавров и специалистов дисциплина «Метрология»
относится к базовому блоку дисциплин. Данный курс для будущего метролога является основополагающим. Он включает различные формы организации учебного процесса, в том числе и выполнение курсовой работы. При написании методических указаний
были использованы актуализированные нормативные документы
и опубликованные научные труды в области теоретической и прикладной метрологии и стандартизации. Особое внимание уделено
гармонизации международных и национальных стандартов.
ВВЕДЕНИЕ
Методические указания разработаны в соответствии с действующими внутренними руководящими документами:
–– Положением о выпускной квалификационной работе студентов ГУАП, обучающихся по образовательным программам высшего образования (бакалавриат, специалитет), РДО ГУАП. СМК 3.160;
–– Положением о курсовой работе бакалавра в ГУАП, СТО ГУАП
СМК 3.179.
3
КР проводится с целью формирования у студентов опыта комплексного решения конкретных задач профессиональной деятельности.
КР позволяет обучающемуся:
–– систематизировать и закрепить полученные теоретические
знания и практические умения в соответствии с требованиями
к уровню подготовки, установленными программой учебной дисциплины;
–– применить полученные знания, умения и практический опыт
при решении комплексных задач, в соответствии с основными
­видами профессиональной деятельности по направлению;
–– углубить теоретические знания в соответствии с заданной
темой;
–– приобрести опыт аналитической работы и сформировать соответствующие умения;
–– сформировать умения работы со специальной литературой,
справочной, нормативной и правовой документацией и иными информационными источниками;
–– сформировать умения формулировать логически обоснованные выводы, предложения и рекомендации по результатам выполнения работы;
–– развить профессиональную письменную и устную речь;
–– развить системное мышление, творческую инициативу, самостоятельность, организованность и ответственность за принимаемые решения;
–– сформировать навыки планомерной регулярной работы над
решением поставленных задач.
1. Основные положения
Перечень нормативных документов, требования которых обязательны при оформлении КР:
–– ГОСТ 2.105–95 ЕСКД – Общие требования к текстовым документам;
–– ГОСТ 7.32–2001 – Система стандартов по информации,
библиотечному и издательскому делу. Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления;
–– ГОСТ Р 7.0.12–2011 – Библиографическая запись. Сокращение слов и словосочетаний на русском языке. Общие требования
и правила;
4
–– ГОСТ 7.1–2003 – Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления;
–– ГОСТ 7.11–2004 – Система стандартов по информации,
библиотечному и издательскому делу. Библиографическая запись.
Сокращение слов и словосочетаний на иностранных европейских
языках;
–– ГОСТ 7.82–2001 – Библиографическая запись. Библиографическое описание электронных ресурсов. Общие требования и правила составления;
–– ГОСТ 8.417-2002 Единицы величин.
КР должна отвечать следующим основным требованиям:
– однообразно структурированный текст;
– логически последовательное изложение;
– краткие и однозначные формулировки;
– конкретные результаты работы;
– обоснованные выводы в заключении.
Текст, рисунки и таблицы оформляются согласно требованиям
ГОСТ 2.105.
Текст выполняется печатным способом с использованием компьютера и принтера на одной стороне листа белой бумаги форматом А4 (210×297 мм) через полтора межстрочных интервала.
Шрифт должен быть четким, черного цвета, высота букв и цифр
должна быть не менее 1,8 мм (кегль не менее 12).
Допускается использовать компьютерные возможности акцентирования внимания на определенных терминах, формулах и др.,
применением шрифтов разной гарнитуры.
Параметры страницы:
– верхнее и нижнее поля – 15 мм;
– правое поле – 10 мм;
– левое поле – 25 мм.
Нумерация разделов сквозная по всему тексту работы независимо от ее части.
Номера страниц проставляются арабскими цифрами без точки
в конце, в центре нижней части каждого листа, кроме первого /титульного/ листа, соблюдая сквозную нумерацию по всему тексту,
включая приложения.
Сокращение слов и словосочетаний приводятся в соответствии
с требованиями ГОСТ Р 7.0.11 и ГОСТ Р 7.0.12.
Опечатки, описки и графические неточности, обнаруженные
в процессе выполнения курсовой работы, допускается исправлять
подчисткой или закрашиванием белой краской и нанесением на
5
том же месте исправленного текста машинописным способом или
черной тушью /пастой/ – рукописным способом. Повреждения листов текстовых документов, помарки и следы не полностью удаленного прежнего текста (графики) не допускаются.
Выполненная КР сопровождается отзывом руководителя
(прил. А).
КР должна быть выполнена с соблюдением требований о недопущении недобросовестного заимствования результатов работы
других авторов (плагиат). Уровень оригинальности содержания
работы не должен быть менее 60%.
Варианты тем КР входят в состав УМК дисциплины. Темы КР
утверждаются в установленном порядке. Варианты тем и последовательность выполнения КР приведены в прил. Б.
Назначение студентам тем КР, закрепление руководителей утверждается заведующим кафедрой в срок – не позднее, чем за
6 недель до окончания семестра.
2. Структура работы
Курсовая работа должна содержать следующие структурные
элементы:
– титульный лист;
– аннотация;
– содержание;
– нормативные ссылки;
– определения;
– обозначения и сокращения;
– введение;
– основная часть;
– заключение;
– список использованных источников;
– приложения.
Структурные элементы, выделенные полужирным шрифтом,
являются обязательными. Остальные структурные элементы
включаются в курсовую работу по необходимости.
Каждый структурный элемент следует оформлять с новой страницы.
Заголовки соответствующих структурных элементов печатаются отдельной строкой, с прописной буквы, симметрично тексту
(выравнивание «по центру»), без точки в конце и без подчеркивания.
6
Разделы, подразделы основной части должны иметь заголовки.
Заголовки должны четко и кратко отражать содержание разделов,
подразделов. Пункты, как правило, заголовков не имеют.
Заголовки разделов, подразделов и пунктов следует начинать
с абзацного отступа и печатать с прописной буквы без точки в конце, не подчеркивая. Если заголовок состоит из двух предложений,
их разделяют точкой.
Объем курсовой работы – не менее 20 л (при высоте шрифта
14 кгл и межстрочном интервале 1,5).
3. Содержание и оформление структурных элементов работы
3.1. Титульный лист
Титульный лист должен входить в общее количество листов КР.
Титульный лист следует оформлять в соответствии с прил. В.
См. также сайт http://guap.ru/guap/standart/titl_main.shtml.
Титульный лист содержит следующие данные: название университета и кафедры, тему КР, ФИО студента, шифр учебной группы, ФИО руководителя, город, год.
После титульного листа располагается заполненный бланк
­задания на КР (прил. Г).
3.2. Аннотация
Аннотация кратко передает основное содержание работы
и оформляется на отдельной странице.
Аннотация также содержит перечень ключевых слов работы
(словосочетаний) – от 5 до 15 слов, которые в наибольшей мере характеризуют его содержание и обеспечивают возможность информационного поиска. Ключевые слова приводятся в именительном
падеже и печатаются прописными буквами в строку через запятые.
Текст аннотации содержит: актуальность темы; цель и задачи
работы; объект и предмет исследования или разработки; основные
результаты работы; дополнительные сведения (при необходимости).
3.3. Содержание
В содержании приводятся: введение, наименования всех разделов, подразделов и пунктов (если они имеют наименование), заключение, список использованных источников, а также наимено7
вания приложений с указанием номеров страниц, на которых размещается начало материала конкретного элемента курсовой работы (раздела, подраздела).
3.4. Нормативные ссылки
Структурный элемент «Нормативные ссылки» содержит перечень стандартов, на которые в тексте даны ссылки.
Перечень ссылочных стандартов начинают со слов: «Перечень
нормативных документов, требования которых обязательны при
оформлении КР:»
В перечень включают обозначения документов и их наименования.
3.5. Определения
Структурный элемент «Определения» содержит определения
терминов, используемых в курсовой работе со ссылкой на источник.
Перечень определений начинают со слов: «В работе применяют
следующие термины с соответствующими определениями:».
3.6. Обозначения и сокращения
Структурный элемент «Обозначения и сокращения» содержит
перечень обозначений и сокращений, применяемых в работе.
Запись обозначений и сокращений проводят в порядке приведения их в тексте курсовой работы. Перечень должен располагаться
столбцом, у которого слева (в алфавитном порядке) приводят обозначение или сокращение, а справа – его детальную расшифровку
и необходимые пояснения.
Допускается определения, обозначения и сокращения приводить в одном структурном элементе «Определения, обозначения
и сокращения».
Если специальные термины, сокращения, символы обозначения
и т.п. повторяются в работе менее трех раз, перечень не составляют,
а их расшифровку приводят по тексту при первом упоминании.
3.7. Введение
Во введении (рекомендуемый объем 1–2 л.) дается общая характеристика КР:
8
–– обосновывается актуальность выбранной темы;
–– определяется цель работы и задачи, подлежащие решению
для её достижения;
–– описываются объект и предмет исследования;
–– кратко характеризуется структура работы по разделам.
Введение не нумеруется.
3.8. Основная часть
Основная часть (рекомендуемый объем от 15 до 30 л.) содержит материал, необходимый для достижения цели КР и решения поставленных задач в процессе проектирования. Содержание основной части должно соответствовать теме и полностью ее
раскрывать. Обязательным для текста КР является логическая
связь между разделами и последовательное развитие основной темы на протяжении всей работы, самостоятельное изложение материала, критический подход к изучаемым данным, проведение
необходимого анализа, аргументированность выводов, обоснованность предложений и рекомендаций. Также обязательным является наличие в основной части КР ссылок на использованные
источники.
Текст основной части курсовой работы разбивается на разделы, подразделы и пункты. Пункты, при необходимости, могут делиться на подпункты. При делении текста КР пункты и подпункты необходимо, чтобы каждый пункт содержал законченную информацию.
Разделы имеют порядковую нумерацию в пределах основной
части курсовой работы, обозначаются арабскими цифрами с точкой и располагаются по центру страницы.
Иллюстрации (чертежи, графики, схемы, компьютерные распечатки, диаграммы, фотоснимки) следует располагать непосредственно после текста, в котором они упоминаются впервые, или
на следующей странице. Иллюстрации могут быть в компьютерном исполнении, в том числе и цветные, но выполнены в соответствии с требованиями стандартов Единой системы конструкторской документации (ЕСКД). Фотоснимки размером меньше
формата А4 должны быть наклеены на стандартные листы белой
бумаги.
Если рисунок один, то он обозначается «Рисунок». Слово «Рисунок» и подпись располагают посередине строки под изображением. Если в тексте больше одного рисунка, их нумеруют араб9
скими цифрами сквозной нумерацией, при этом слово рисунок
пишут сокращенно, а после номера ставят точку, например, рис. 1.
Рисунки и иллюстрации должны иметь наименование и пояснения, помещаемые после номера рисунка через пробел и начинающиеся с прописной буквы.
Допускается нумеровать иллюстрации в пределах раздела.
В этом случае номер иллюстрации состоит из номера раздела и порядкового номера иллюстрации, разделенных точкой.
Таблицы применяют для лучшей наглядности и удобства сравнения показателей и располагают в курсовой работе непосредственно после текста, в котором она упоминается впервые, или
на следующей странице. Допускается применять размер шрифта
в таблице меньший, чем в тексте.
Таблицы, за исключением таблиц приложений, следует нумеровать арабскими цифрами сквозной нумерацией. Допускается ­нумеровать таблицы в пределах раздела. В этом случае номер
­таблицы состоит из номера раздела и порядкового номера таблицы, разделенных точкой.
Таблицы каждого приложения нумеруют в пределах этого приложения отдельной нумерацией арабскими цифрами с добавлением перед цифрой обозначения приложения.
На все таблицы должны быть ссылки в КР. Если в работе более
одной таблицы, при ссылках следует писать слово «табл.» с указанием ее номера.
Название таблицы должно отражать ее содержание, быть точным, кратким. Название таблицы следует помещать над таблицей по центру, без абзацного отступа на строку ниже или в одну
строку с ее номером, размещаемым справа. При переносе части
таблицы название помещают только над первой частью таблицы,
при этом нижнюю горизонтальную черту, ограничивающую таблицу, не проводят. Над другими частями пишут слово «Продолжение» и указывают номер таблицы, например: «Продолжение
таблицы 1». При компьютерном наборе таблиц рекомендуется устанавливать заголовки при переносе части таблицы на следующую
страницу.
Оформление таблиц должно соответствовать ГОСТ 2.105.
Примечания приводят в курсовой работе, если необходимы пояснения или справочные данные к содержанию текста, таблиц или
графического материала и приводят непосредственно после текстового, графического материала или в таблице, к которым относятся
эти примечания. Примечания не должны содержать требований.
10
Примечание к таблице помещают в конце таблицы над линией,
обозначающей окончание таблицы.
Слово «Примечание» следует печатать с прописной буквы
с абзаца и не подчеркивать. Допускается применять уменьшенный
размер шрифта. Если примечание одно, то после слова «Примечание» ставится тире и оно не нумеруются.
Пример: Примечание –
Несколько примечаний нумеруют по порядку арабскими цифрами без проставления точки. При этом после слова «Примечание»
не ставят двоеточие.
Пример: Примечания
1
2
и т. д.
Уравнения и формулы следует выделять из текста в отдельную
строку. Выше и ниже каждой формулы или уравнения должно
быть оставлено не менее одной свободной строки. Если уравнение
не умещается в одну строку, то оно должно быть перенесено после
знака равенства (=) или после знаков плюс (+), минус (–), умножения (×), деления (:), или других математических знаков, причем
знак в начале следующей строки повторяют.
Пояснение значений символов и числовых коэффициентов следует приводить непосредственно под формулой в той же последовательности, в которой они даны в формуле. Первую строку пояснения начинают со слова «где».
Формулы следует нумеровать порядковой нумерацией в пределах всей работы арабскими цифрами в круглых скобках в крайнем правом положении на строке. Если формулы следуют одна
за другой и не разделены текстом, то их отделяют друг от друга
запятой.
Одну формулу не нумеруют. Допускается нумерация формул
в пределах раздела. В этом случае номер формулы состоит из номера раздела и порядкового номера формулы, разделенных точкой,
например, (3.1). Формулы, помещаемые в приложениях, должны
нумероваться отдельной нумерацией арабскими цифрами в пределах каждого приложения с добавлением перед каждой цифрой
­обозначения приложения, например, формула (B.1).
Порядок изложения в КР математических уравнений такой же,
как и формул. Допускается выполнение формул и уравнений рукописным способом черными чернилами. Ссылки в тексте на порядковые номера формул дают в скобках.
11
Основная часть КР должна быть оформлена в соответствии
с ГОСТ 7.32. См. также: http://guap.ru/guap/standart/prav_main.
shtml.
Единицы физических величин приводятся в соответствии с требованиями ГОСТ 8.417.
3.9. Заключение
В заключении приводятся краткие выводы по результатам проведенной курсовой работы, намечаются пути дальнейших исследований или мотивируется их нецелесообразность. Рекомендуемый
объем 1–2 стр.
Заключение не нумеруется.
3.10. Список использованных источников
Список использованных источников составляется в соответствии с требованиями, приведенными в ГОСТ 7.1 и ГОСТ 7.82
В списке указываются все источники, из которых использовались какие-либо сведения при выполнении курсовой работы.
В общем случае в сведениях об источниках должны быть приведены сведения об авторах, название источника, место издания, год
издания, количество страниц.
Источники в списке должны располагаться в последовательности приведения на них ссылок в тексте работы.
3.11. Приложения
Приложения следует оформлять как продолжение работы на
ее последующих страницах. Приложение должно иметь содержательный заголовок, который записывают симметрично относительно текста с прописной буквы отдельной строкой. Как правило, каждое приложение начинается с новой страницы с указанием с правой стороны страницы слова «Приложение». Допускается сквозная с основным текстом нумерация страниц приложений КР.
Если в КР более одного приложения, их обозначают заглавными буквами русского алфавита, начиная с А, за исключением букв
Ё, 3, Й, О, Ч, Ь, Ы, Ъ. После слова «Приложение» следует буква,
обозначающая его последовательность. В случае использования
букв русского алфавита, допускается обозначение приложений
12
буквами латинского алфавита, за исключением букв I и О, а при
их полном использовании допускается обозначать приложения
арабскими цифрами. Приложения располагают в порядке имеющихся на них ссылок в тексте документа.
Если в работе одно приложение, оно обозначается «Приложение».
Текст каждого приложения при необходимости может быть разделен на разделы, подразделы и пункты, которые следует нумеровать арабскими цифрами в пределах каждого приложения. Перед
номером ставится обозначение этого приложения с точкой, например, Б.2.
Имеющиеся в тексте приложения иллюстрации, таблицы,
формулы и уравнения следует нумеровать арабскими цифрами
в пределах каждого приложения, например, формула (А.3), таблица Б.5.
Иллюстрации, таблицы и распечатки с ЭВМ, выполненные
на листах формата А3, следует включать в приложения.
В приложения могут быть включены:
– иллюстрации вспомогательного характера;
– промежуточные математические доказательства, формулы,
расчеты;
– описания аппаратуры и приборов, примененных при проведении экспериментов, измерений, испытаний;
– протоколы и акты испытаний;
– копии документов;
– заключение метрологической экспертизы
и др.
4. Выполнение КР и подготовка к защите
После получения задания на выполнение КР студент осуществляет самостоятельную разработку КР. При этом руководитель
КР и консультанты (при их назначении) оказывают студенту помощь в организации и выполнении работы, проводят для студента систематические консультации, проверяют выполнение работы
(по частям или в целом). Форма взаимодействия студента с руководителем и консультантами, график выполнения КР определяются руководителем и консультантами по согласованию со студентом.
Завершенная КР представляется студентом руководителю КР
на рассмотрение в срок не позднее 5 календарный дней до пред13
полагаемой даты защиты КР. Руководитель КР составляет отзыв
и проставляет на титульном листе оценку КР. При комиссионной
или публичной защите на титульном листе делается запись о допуске к защите.
Студент формирует электронный вариант КР, который передает на кафедру. Электронные варианты должны быть полностью
идентичны бумажному варианту и должны удовлетворять следующим требованиям:
– представляет собой один файл формата PDF, желательно,
с установленной защитой от копирования;
– формат имени файла: ГОД_МЕСЯЦ_№ ГРУППЫ_ФамилияИО.pdf (например, 2016_06_1234_ПушкинАС.pdf);
– содержит сканированную копию титульного листа и листов
задания с подписями, текст ВКР, сканированные копии отзыва
и рецензии (рецензий).
Выпускающая кафедра проверяет соответствие электронного
варианта предъявляемым к нему требованиям, а также соответствие электронного варианта бумажному.
После положительной защиты текст КР в бумажном варианте
передается студентом на кафедру на хранение.
5. Защита КР
Выполненная КР представляется студентом руководителю для
рассмотрения и оценки. Руководитель составляет отзыв и оценивает КР; оценка проставляется на титульном листе КР и в отзыве.
Индивидуальная защита КР проводится в форме собеседования.
В случаях, предусмотренных Положением о курсовой работе бакалавра в ГУАП, СТО ГУАП СМК 3.179, допускается комиссионная
или публичная защита КР.
Выступление студента при публичной защите КР, как правило,
сопровождается показом иллюстративно–графического материала – плакатов или презентаций с использованием мультимедийной
техники.
Рекомендуется следующая структура иллюстративно–графического материала:
– первый слайд (плакат) должен содержать наименование КР,
ФИО автора, номер группы, ФИО научного руководителя, год;
– далее следует разместить на слайдах (плакатах) материал вводной части с указанием проблем, которым будет посвящено сообщение, уделить внимание их актуальности;
14
– затем следует разместить материал основной части сообщения: исходные положения; методы и средства исследования; анализ результатов КР;
– в заключительной части на слайдах (плакатах) следует подвести итог выполненной студентом работы: достижение цели КР,
решенные задачи, результаты и выводы.
Все слайды (плакаты) должны быть пронумерованы.
При создании иллюстративно–графического материала рекомендуется соблюдать следующие требования к оформлению:
– все слайды (плакаты) должны быть выдержаны в едином
­стиле. Рекомендуется использовать один вид шрифта, а также одинаковый размер шрифта основного текста и заголовков;
– для смыслового выделения фрагмента текста допускается использовать различные начертания текста: курсив, подчеркивание,
жирный шрифт;
– следует уделять особое внимание соблюдению правил орфографии и пунктуации;
– презентация не должна содержать обилие текста на слайдах,
текст должен легко читаться;
– рисунки, иллюстрации, диаграммы, таблицы и схемы приводятся с целью дополнения текстовой информации и передачи ее
в более наглядном виде;
– нумерация рисунков, диаграмм, таблиц и схем может производиться независимо от их номеров в тексте КР, начиная
с номера 1;
– основное содержание рисунка должно контрастно выделяться
на однотонном светлом фоне, хотя возможно использование смыслового фона;
– при представлении таблиц на слайдах (плакатах) следует учитывать, что большое количество цифровой информации тяжело
в восприятии. Рекомендуется провести смысловую декомпозицию
цифровых данных и разделить большую таблицу на несколько маленьких;
– на слайде (плакате), где размещаются формулы, рекомендуется помещать минимальное количество текста.
В прил. Д приведен пример выполнения и оформления КР.
В КР допускается использовать результаты тематически связанной с ней лабораторной работы по поверке средства измерений.
15
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Бланк отзыва руководителя на КР
Дисциплина:
Метрология
Студент(ка)
ФИО:
ГР.
Тема КР:
Рейтинговые баллы (по строкам):
Соответствие заданию
4
3
2
0
полное
не полное
частичное
не соотв.
Понимание темы:
полное не полное частичное
Выполнение задания в части анализа:
Поверочной Схемы
полное
с зам.
не полное
Методики Поверки
полное
с зам.
не полное
Метода передачи размера
полное
с зам.
не полное
величины
Характеристик эталона
полное
с зам.
не полное
Характеристик СИ
полное
с зам.
не полное
Результатов поверки СИ
полное
с зам.
не полное
Обоснование выводов
полное
с
зам.
не полное
(в заключении)
Оформление КР:
Соответствие требованиям
к текстовым документам
полное
с зам.
частичное
отсутствует
отсутствует
отсутствует
отсутствует
отсутствует
отсутствует
отсутствует
отсутствует
не соотв.
Объем
Оригинальность текста
заимствований, %
(бонусные или штрафные
5 баллов)
Ссылки на источники информации
Суммарный рейтинг КР
Работа студента над КР в семестре
Рейтинг семестра:
Итоговый рейтинг:
планомерная
с отклонениями
эпизодическая
никакая
60
40
30
0
Дополнительные замечания
При необходимости печатаются на отдельном листе, прилагаемом к настоящему
бланку
Рекомендуемая оценка КР:
Преподаватель
Дата: Подпись: ФИО:
16
85-100 отлично
70-84 хорошо
Должность:
55-69 удовлетв.
менее 55 неудовлетв.
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
Варианты тем КР
1. Анализ соответствия государственной поверочной схемы
(ГПС) измерения (по выбору) современным требованиям международных стандартов.
2. Исследование нормативной методики поверки СИ (по выбору).
3. Разработка методики калибровки СИ (по выбору).
4. Анализ форм подтверждения соответствия СИ (по выбору)
требованиям международных стандартов в сфере оценки соответствия.
17
ПРИЛОЖЕНИЕ В
Бланк титульного листа КР
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ»
КАФЕДРА МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИННОВАЦИОННЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
КУРСОВАЯ РАБОТА
ЗАЩИЩЕНА С ОЦЕНКОЙ: ____________
РУКОВОДИТЕЛЬ:
___________________________
должность, уч. степень, звание
____________
подпись, дата
__________________
инициалы, фамилия
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К КУРСОВОЙ РАБОТЕ:
ПО ДИСЦИПЛИНЕ:
МЕТРОЛОГИЯ
НА ТЕМУ:
ВЫПОЛНИЛ(А)
СТУДЕНТ(КА) ГР. ____________
номер группы
____________ __________________
подпись, дата
Санкт-Петербург
201_
18
инициалы, фамилия
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
Бланк задания на курсовую работу
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
Санкт-Петербургский государственный университет
аэрокосмического приборостроения
КАФЕДРА МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
И ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
Руководитель ____________________ _________ _____________
должность, уч. степень, звание подпись, дата инициалы, фамилия
ЗАДАНИЕ на курсовую работу
Студенту __________________________________ гр. __________
(ФИО)
Тема: ___________________________________________________
________________________________________________________
________________________________________________________
Цель работы: ____________________________________________
________________________________________________________
________________________________________________________
________________________________________________________
________________________________________________________
Задачи, подлежащие решению: _____________________________
________________________________________________________
________________________________________________________
________________________________________________________
Исходные данные: ________________________________________
________________________________________________________
________________________________________________________
________________________________________________________
________________________________________________________
Задание на библиографический поиск: _______________________
________________________________________________________
________________________________________________________
________________________________________________________
Дополнительные требования и ограничения: __________________
________________________________________________________
________________________________________________________
________________________________________________________
Срок представления работы «____» _____ _______ г.
Руководитель ___________________ _________ _____________
должность, уч. степень, звание
подпись, дата
инициалы, фамилия
Задание получил студент(ка) группы № _________ _______ ______
подпись, дата
инициалы,
фамилия
19
ПРИЛОЖНИЕ Д
Пример курсовой работы
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ»
КАФЕДРА МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИННОВАЦИОННЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И ПРОМЫШЛЕНН ОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
КУРСОВАЯ РАБОТА
ЗАЩИЩЕНА С ОЦЕНКОЙ
РУКОВОДИТЕЛЬ
__________________________
должность, уч. степень, звание
____________
подпись, дата
__________________
инициалы, фамилия
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К КУРСОВОЙ РАБОТЕ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ МЕТРОЛОГИЯ
НА ТЕМУ:
АНАЛИЗ СООТВЕТСТВИЯ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПОВЕРОЧНОЙ СХЕМЫ
ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (ГОСТ 8.558-2009)
СОВРЕМЕННЫМ ТРЕБОВАНИЯМ МЕЖДУНАРОДНЫХ СТАНДАРТОВ
РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ
СТУДЕНТ(КА) ГР. ____________
номер группы
____________ __________________
подпись, дата
Санкт-Петербург
201_
20
инициалы, фамилия
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
КАФЕДРА МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
И ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
Руководитель ____________________ _________ _____________
должность, уч. степень, звание подпись, дата инициалы, фамилия
ЗАДАНИЕ на курсовую работу
Студенту ___________________________________________гр.
(ФИО)
Тема: Анализ соответствия Государственной поверочной схемы
для средств измерения температуры (ГОСТ 8.558-2009) современным требованиям международных стандартов
Цель работы: проанализировать на примере процедуры поверки средства измерения температуры соответствие описания показателей точности разрядного эталона и поверяемого средства измерений требованиям действующих стандарт по неопределенности
измерений.
Задачи, подлежащие решению: подобрать стандарты по поверочной схеме для средств измерений выбранной величины и по
методике поверки; проанализировать описание показателей точности эталона и поверяемого средства измерений; провести имитационные измерения в точках поверки средством поверки и средством измерения; статистическими методами проанализировать
метрологические характеристики; описать их в форме погрешности и неопределенности измерений; сделать выводы по работе и рекомендации по совершенствованию исследованной Государственной поверочной схемы.
Исходные данные: выбранная физическая величина; нормативные документы по поверочной схеме и методике поверки.
Задание на библиографический поиск: провести поиск актуализированных официальных текстов соответствующих национальных стартов в Информационной базе Росстандарта РФ.
21
Дополнительные требования и ограничения: ________________
________________________________________________________
________________________________________________________
Срок представления работы «____» _____ _______ г.
Руководитель ____________________ _________ _____________
должность, уч. степень, звание
подпись, дата инициалы, фамилия
Задание получил
студент(ка) группы № _____ _______________ _______________
подпись, дата
22
инициалы, фамилия
СОДЕРЖАНИЕ
Введение............................................................................... 4
1. Выбор измеряемой величины............................................... 6
2. Анализ государственной поверочной схемы........................... 6
3. Поверяемое рабочее средство измерений.............................. 10
4. Исследование свойств эталона............................................ 12
5. Исследование свойств рабочего средства измерений.............. 15
Заключение........................................................................ 20
Список использованных источников....................................... 21
23
ВВЕДЕНИЕ
Цель работы заключается в анализе, на примере процедуры поверки средства измерения температуры, соответствия описания
показателей точности разрядного эталона и поверяемого средства
измерений требованиям действующих международных и национальных стандартов по неопределенности измерений.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
– подбор стандартов по поверочной схеме для средств измерений выбранной величины и по методике поверки;
– анализ описания показателей точности эталона и поверяемого средства измерений;
– имитационные измерения в точках поверки средством поверки и поверяемым средством измерения;
– статистический анализ метрологических характеристик;
– описание характеристик точности эталона и поверяемого
средства измерений в форме погрешности и неопределенности измерений;
– формулировка рекомендаций по совершенствованию исследованной Государственной поверочной схемы и методики поверки.
Для выполнения КР необходимо последовательно осуществить
следующие действия:
1. Выбрать (самостоятельно или по предложению преподавателя) измеряемую(ые) величину(ы).
2. В федеральном информационном фонде ОЕИ выбрать для
анализа государственную, отраслевую или иную по статусу поверочную схему средств измерения выбранной величины И нормативную (стандарт, рекомендации по метрологии, описание типа,
или документация на СИ) методику поверки (калибровки) вида
СИ, предназначенных для измерения выбранной величины.
3. В федеральном информационном фонде ОЕИ по каталогу национальных стандартов РФ выбрать для анализа национальные
стандарты, содержащие требования к метрологической прослеживаемости И/ИЛИ процедурам передачи размера единиц величин И/ИЛИ стандартным образцам (национальные и межгосударственные стандарты группы ГОСТ Р 8.ХХХ-ХХ) И/ИЛИ к калибровочным и испытательным лабораториям И/ИЛИ процедурам
оценки соответствия (стандарты ГОСТ Р ИСО/МЭК серии 17000).
4. Выбрать конкретное СИ, подлежащее поверки.
5. Выбрать И/ИЛИ обосновать выбор цепочки передачи размера величины от разрядного эталона к поверяемому СИ.
24
6. Проанализировать погрешность (неопределенность) метода
передачи размера величины.
7. Исследовать разрядный эталон с точки зрения показателей
точности и их описания в поверочной схеме. Для этого в приложении M. Excel с помощью генератора случайных чисел создать
массивы данных по сто случайных чисел каждый в предположении нормального закона распределения и математического ожидания, соответствующего значениям величины в точках поверки СИ.
По итоговой описательной статистике определить значения величины, воспроизводимые эталоном в точках поверки и СКО распределения. По СКО определить стандартную неопределенность по типу А и расширенную неопределенность при коэффициентах охвата 2 и 3.
8. Для поверяемого СИ в заданных точках поверки создать массивы, имитирующие многократные равноточные измерения (как
предписано методикой поверки данного СИ) с математическими
ожиданиями, имеющими смещения (задается в процессе консультации с преподавателем) относительно величины, воспроизводимой эталоном в точках поверки, и с рассеянием, характеризующим
нормированные показатели точности поверяемого СИ. По итоговой описательной статистике определить показатели точности результата измерений и неопределенностей измерений (стандартные
по типу А и В, суммарная, расширенная) для поверяемого СИ.
9. Сделать квалифицированное (оформленное как предписано НД)
заключение об исправности ИЛИ неисправности поверяемого СИ.
10. Сделать заключение по итогам анализа. В заключении привести сведения о совокупности проанализированных НД по: поверочной схеме (калибровочной иерархии), методике поверки, требованиям к описанию показателей точности эталонов, средств измерения и результатов их поверки и их основных требованиях Должны
быть даны рекомендации по необходимости (ИЛИ отсутствии таковой) в совершенствовании поверочной схемы и методики поверки.
КР состоит из введения, пяти разделов и заключения. В разделе 1 изложен материал по выбору измеряемой величины, в разделе 2 проведен анализ ГПС для средств измерения величины, в разделе 3 описано средство измерений, на примере поверки которого
проведен анализ, в разделе 4 приведены результаты исследования
свойств эталона, а в разделе 5 – поверяемого средства измерений,
в Заключении сделаны выводы о соответствии ГПС и нормативной
методики поверки в части описания характеристик точности эталона, поверяемого СИ и метода поверки требованиям международных стандартов.
25
1. Выбор измеряемой величины
Температура – скалярная физическая величина, характеризующая приходящуюся на одну степень свободы среднюю кинетическую энергию частиц макроскопической системы, находящейся
в состоянии термодинамического равновесия. Термодинамическая
температура (абсолютная температура) является единственной
функцией состояния термодинамической системы, которая характеризует направление самопроизвольного теплообмена между телами (системами). Температура – величина, обратная изменению
энтропии (степени беспорядка) системы при добавлении в систему
единичного количества теплоты: 1/T = DS/DQ.
В Международной системе единиц (СИ) термодинамическая
температура входит в состав основных единиц и выражается
в кельвинах (К). В состав производных величин СИ входит температура Цельсия, измеряемая в градусах Цельсия (°С).
На средства измерений температуры в диапазонах от 0,3 до
273,16 К (от минус 272,85 °С до 0,01 °С) и от 273,15 до 3273,15 К
(от 0 °С до 3000 °С) распространяется ГОСТ 8.558 [1].
2. Анализ государственной поверочной схемы
Анализ государственной поверочной схемы по ГОСТ 8.558
(рис. Д.2.1) на соответствие требованиям международных стандартов проведен на примере процедуры поверки средства измерений –
термометра погружения.
ГОСТ 8.558 распространяется на государственную поверочную
схему для средств измерений температуры в диапазонах от 0,3 до
273,16 К (от минус 272,85 °С до 0,01 °С) и от 273,15 до 3273,15 К
(от 0 °С до 3000 °С) и устанавливает порядок передачи единиц температуры – кельвина (К) и градуса Цельсия (°С) от государственного первичного эталона средствам измерений с помощью вторичных
и рабочих эталонов с указанием погрешности и основных методов
аттестации и поверки.
В качестве рабочих эталонов для термометров погружения применяют стеклянные, кварцевые, термоэлектрические термометры
и другие средства измерений температуры в диапазоне температуры от 273,15 до 1358,15 К (от 0 °С до 1085 °С).
Передача размера величины термометрам погружения осуществляется непосредственным сличением в термостате (рис. Д.2.2).
26
27
Рис. Д.2.1. Поверочная схема измерения температуры
Рис. Д.2.2. Схема передачи размера величины термометрам погружения
от эталонных термометров 3-го разряда
Доверительные границы абсолютной погрешности d рабочего
эталона 3-го разряда при доверительной вероятности 0,95 с учетом
нестабильности за межаттестационный интервал: 0,02…2,0 °С.
Отношение границ доверительной погрешности рабочего эталона 3-го разряда и предела допускаемой погрешности рабочего средства измерений не более 0,5 (1:2).
Пределы допускаемой абсолютной погрешности ∆ термометров
погружения составляют 0,05…2,0 °С.
Метрологические характеристики государственного первичного
эталона описаны в рамках концепции неопределенности. Для вторичных и рабочих эталонов, а также средств измерений указаны
пределы допускаемой погрешности, либо доверительной погрешности средства измерений при соответствующей доверительной вероятности, в то время как в соответствии ГОСТ Р 54500.3-2011 [2]
характеристики точности измерений следует выражать в показателях неопределенности измерений.
3. Поверяемое рабочее средство измерений
Манометрический термометр ТКП-100С (рис. Д.3.1) используется для измерения температуры масла, воды и других неагрессивных жидкостей в дизельных установках. Область применения
28
Рис. Д.3.1. ТКП-100С термометр манометрический
конденсационный показывающий
термометра: судостроение, машиностроение и другие отрасли промышленности.
Принцип действия манометрического термометра основан на
строгой зависимости давления насыщенных паров заполнителя
термосистемы от температуры измеряемой среды. Изменения температуры контролируемой среды воспринимаются заполнителем
через термобаллон и преобразуются в изменение давления, которое по капилляру передаётся в манометрическую пружину. Манометрическая пружина под действием давления разворачивается
и через систему тяг поворачивает ось и сидящую на ней показывающую стрелку. Основные характеристики манометра приведены
в табл. Д.3.1.
Поверка манометрических термометров осуществляется в соответствии с ГОСТ 8.305 [3]. Настоящий стандарт распространяется
Таблица Д.3.1
Основные характеристики ТКП-100С
Характеристики
Диапазон измерений, °С
Значения
0…120
Класс точности
1,5
Глубина погружения термобаллона, мм
200
Пределы допускаемой основной
приведенной погрешности, %
± 1,5 от диапазона
измерений
29
на показывающие и самопишущие манометрические термометры,
предназначенные для измерения температуры от минус 150 до
плюс 600 °С, с длиной погружения не более 400 мм, изготовляемые
по ГОСТ 16920 [4], и устанавливает методы и средства их первичной и периодической поверок.
Основную погрешность определяют сравнением показаний поверяемого термометра с показаниями образцовых приборов не менее чем в трех равномерно распределенных по температурному диапазону точках.
4. Исследование свойств эталона
Средством поверки в данной работе служит термометр ртутный
образцовый 3-го разряда с диапазоном измерений (0–300) °С [5].
С помощью генератора случайных чисел в программе Excel
имитируем 100 измерений в каждой точке поверки: 20 °С, 60 °С,
100 °С (рис. Д.4.1…Д.4.3; табл. Д.4.1…Д.4.3). При этом предельную основную погрешность эталона 3-го разряда примем равной
0,25 °С (см. рис. Д 2.2).
Предположим, что наблюдения имеют нормальное распределение. Примем s = 0,25/3 = 0,083 °С, т. к. 99,73 % значений нормально распределённой случайной величины лежат в интервале x ± 3σ.
Рис. Д.4.1. Скриншот генерации массива данных для эталона в точке 20 °С
30
31
19,98337
20,07503
19,95681
20,03948
20,15524
20,00114
19,92195
19,98444
19,89818
20,01997
59,9551
59,96223
60,04218
59,96002
59,98996
60,17281
59,94259
59,97931
59,87882
59,92011
20,09103
19,85932
20,07449
20,13243
20,01738
19,88178
19,9741
20,01328
20,11845
19,88558
60,06359
60,12193
59,9788
60,03216
59,89039
59,89678
60,0517
59,94618
60,06478
59,99781
59,99211
60,02442
59,93712
59,92385
59,9969
60,18114
60,15172
60,11175
60,12665
59,93869
19,99085
20,03075
19,90493
20,1384
20,11824
19,97473
19,95165
19,89024
20,01934
19,96983
20,03172
19,97832
19,92798
20,07774
20,11819
19,79921
19,87608
19,87961
20,01454
20,07812
19,99886
20,03952
20,00188
19,98785
19,91511
20,05258
20,01702
20,0078
20,1095
19,99103
60,09919
60,08725
59,86315
60,18402
60,01017
59,97333
60,18359
60,00075
60,00654
59,95494
59,93297
59,90009
59,90777
59,95621
59,97288
59,94089
60,00142
59,93919
60,0147
59,93104
59,95436
60,06369
59,98226
60,03892
59,99171
60,01658
60,07172
60,20259
59,99852
59,96138
60,07038
59,89495
60,01326
60,07229
60,00598
60,0082
60,09761
60,01158
60,00046
59,85913
Массив данных для точки 60 °С
19,95824
20,12833
20,02008
20,06769
20,06148
19,98392
19,96285
20,02839
19,9602
19,74121
Массив данных для точки 20 °С
20,01271
19,88974
20,03068
19,9708
19,91278
19,95449
20,0999
20,14389
20,10412
20,23839
60,08267
60,145
59,95042
59,94518
59,91674
60,00671
60,08063
59,91193
60,02604
59,9494
19,93765
20,14772
19,92043
19,92055
19,93415
20,04179
20,03996
19,91786
20,03919
20,0762
19,99472
19,88905
20,03032
20,05222
20,09926
20,03883
20,00034
19,88929
20,01759
20,00452
60,02554
60,01367
60,0263
60,03771
60,02641
60,02564
59,90936
59,98581
59,98129
59,92749
59,95561
59,966
60,00446
59,9714
59,93294
59,99094
59,90835
59,87546
59,92981
59,82773
Таблица Д.4.2
19,91703
20,08331
19,95202
19,9392
20,09217
19,894
20,0503
19,90936
20,03947
19,95558
Таблица Д.4.1
Рис. Д.4.2. Скриншот генерации массива данных для эталона в точке 60 °С
Рис. Д.4.3. Скриншот генерации массива данных для эталона в точке 100 °С
32
33
100,0355
99,96295
99,89665
100,0658
100,0626
99,95561
100,1959
99,87208
100,0025
100,0469
99,98661
99,86398
100,006
99,97188
99,95791
100,111
100,0522
99,8927
99,97064
100,0646
99,75794
99,98543
100,0338
99,96896
100,057
99,98037
100,1537 100,0 376 99,98992
100,266
99,9844
99,98357
99,9756
100,0184
99,89501
99,92245
99,81463
99,86076
99,84494
99,90399
99,96147
99,95397
99,93709
100,1272
100,1569
100,1314
99,90863
99,88305
99,95058
99,93606
99,96018
99,83558
99,99917
100,1293
100,1465
99,99154
99,91037
100,0069
100,0966
100,189
99,98058
100,0827
100,0216
99,89956
100,0488
100,0659
99,92526
99,93121
100,1428
100,1093
Массив данных для точки 100 °С
99,95373
100,0334
99,95744
99,93505
99,86786
99,91958
100,0697
99,92741
100,0665
99,93107
100,1458
100,1279
99,99327
99,97463
99,90428
99,88011
99,99819
100,1587
99,9889
99,94617
99,95197
100,0249
99,99833
99,94789
100,0241
99,9792
99,99745
100,0627
99,91439
99,93356
Таблица Д.4.3
Скриншот описательной статистики показан на рис. Д.4.4.
В табл. Д.4.4 итоговой статистики приводим значения оцененных параметров с округлением до 3-го знака после запятой, с учетом характеристик точности рассматриваемого эталона для исследуемых точек.
Рис. Д.4.4. Скриншот описательной статистики в точке 20 °С
Таблица Д.4.4
Итоговая статистика для точек 20 °С, 60 °С, 100 °С
Наименование оцениваемого
параметра
Среднее
Стандартная ошибка
Медиана
Мода
Стандартное отклонение
Дисперсия выборки
Эксцесс
Асимметричность
Интервал
Минимум
Максимум
Сумма
Счет
34
20 °С
60 °С
100 °С
20,001
0,008
20,003
#Н/Д
0,084
0,00
0,270
-0,096
0,497
19,741
20,238
2000,069
100
59,997
0,008
59,992
#Н/Д
0,078
0,006
0,183
0,579
0,375
59,828
60,203
5999,744
100
99,994
0,009
99,984
#Н/Д
0,092
0,009
0,139
0,374
0,508
99,758
100,266
9999,442
100
5. Исследование свойств (рабочего) средства измерений (СИ)
Свойства поверяемого СИ исследуем с помощью моделирования
измерительного эксперимента. Имитируем 5 измерений в каждой
точке поверки: 20 °С, 60 °С, 100 °С. Предполагаем, что наблюдения имеют нормальное распределение с s = ±(120/100) ∙ (1,5/3) =
= ±0,6 °С, а для первой трети диапазона измерений прибора ±1 °С;
в каждой точке поверки зададим смещение на +1 °С.
На рис. (Д.5.1…Д.5.3) представлены скриншоты для генерации массива данных в точках поверки 20 °С, 60 °С, 100 °С,
а в табл. 5.1 – результаты эксперимента в этих точках.
Рис. Д.5.1. Скриншот генерации массива данных для СИ
в точке 20 °С
Таблица Д.5.1
Результаты эксперимента для трех точек поверки СИ
№ измерения
Точка 20 °С
Точка 60 °С
Точка 100 °С
1
2
3
4
5
20,97
21,12
20,64
21,41
21,00
61,29
60,98
61,19
61,07
60,82
100,72
101,49
100,75
100,44
101,41
35
Рис. Д.5.2. Скриншот генерации массива данных для СИ в точке 60 °С
Рис. Д.5.3. Скриншот генерации массива данных для СИ в точке 100 °С
36
По итоговой статистике определим показатели точности результата измерений СИ и сравним их с показателями для эталона
в точках поверки (табл. Д.5.2).
Таблица Д.5.2
Сравнение показаний эталона и поверяемого СИ в точках поверки
Допускаемое
Средние
Средние
отклонение для
Точки
показания показания Отклонение, среднего по пяти
поверки,
эталона, поверяемого (tпр – tэ), °С
измерениям
°С
tэ, °С
СИ, tпр, °С
поверяемым СИ,
оС
Отклонение
после
введения
поправки
минус 1 °С
20
20,01
21,0
0,99
±1,35
–0,01
60
60,00
61,1
1,1
±0,80
0,1
100
99,99
101,0
1,01
±0,80
0,01
Анализ полученных результатов показывает, что разность значений температуры в точках поверки между поверяемым СИ и эталоном не превышает допускаемой погрешности СИ в точке 20 °С,
следовательно, СИ следует признать неисправным. Однако, если
ввести в показания поверяемого СИ поправку минус 1 °С, то оно
может быть признано исправным для всего поверяемого диапазона
температур.
Оценка неопределенности измерений
Оценивание неопределенности измерений произведем в соответствии с ГОСТ Р 54500.3-2011 [2], который устанавливает общие
правила оценивания и представления неопределенности измерения (приложения F, H).
Определим показатели неопределенности измерений (стандартные по типу А и В, суммарная, расширенная) для поверяемого СИ
и сравним их с показателями для эталона в точках поверки.
Ниже приведен пример вычислений неопределенности измерения поверяемого СИ в точке 20 °С.
Примечание – при расчетах погрешностей и неопределенностей
измерения обучающимся рекомендуется изучить ссылочные нормативные документы [6, 7] и приложение Е к данным Методическим указаниям.
37
Вычислим среднее выборки:
T=
1 n
å Ti
n i=1
T = 21 °C
СКО случайной погрешности и стандартная неопределённость по
типу А:
1 n
2
å(Ti - T ) ,
n -1 i=1
Si (T) =
1 n
2
å(Ti - T ) ,
n -1 i=1
u A, i (T) =
Si(T) = 0,27 oC; uA, i (T) = 0,27 °C.
СКО погрешности среднего и неопределенность ожидания:
ST =
n
1
(Ti - T )2 ,
å
n(n -1) i=1
u A,T =
n
1
(Ti - T )2 .
å
n(n -1) i=1
ST = 0,12 oC; uA, T = 0,12 °C.
Систематическая погрешность и стандартная неопределённость
по типу Б:
Для единичного измерения
qi (T) =
q2i
b
; uB, i (T) = i
3
3
qi (T) = 0,57 oC; uBi (T) = 0,57 °C,
и для среднего:
qT =
q2i
5
; uB, T =
bi
5
.
QT = 0,255 oC; uB, T = 0,255 °C.
38
Суммарная стандартная неопределённость i-го измерения:
2
uc, i (T) = u2Ai + uBi
= u2Al +
bi2
3
uc, i(T) = (0,272 + 0,572)1/2 = 0,63 °C.
Расширенная неопределённость измерения для доверительной
вероятности P = 0,95 (согласно ГОСТ 8.558-2009) при коэффициенте охвата k = 2 для нормального распределения:
U0,95, i(T) = k∙uc, i(T) = 2∙0,63 = 1,26 °C.
Результаты расчетов для трех точек поверки сведены в табл. Д.5.3.
Таблица Д.5.3
Результаты оценки неопределенности измерений
Точки
поверки,
°C
Среднее, °С
Э
СИ
СКО
единичного
измерения
Э
СИ
uB1)
uA
Э
СИ
СИ
U0,952)
uC
Э
СИ
Э
СИ
20
20,01 21,0 0,08 0,27 0,08 0,27 0,57 0,08 0,63 0,16 1,26
60
60,00 61,1 0,08 0,27 0,08 0,27 0,64 0,08 0,69 0,16 1,38
100
99,99 101,0 0,09 0,27 0,09 0,27 0,58 0,09 0,64 0,16 1,28
Примечания к таблице Д.5.3.
1. Неопределенность по типу В специально, в качестве примера,
рассчитана без введения поправки минус 1 °С.
2. Расширенная неопределенность рассчитана с учетом неопределенности, вносимой методом поверки.
3. Неопределенности суммируются геометрически (сумма квадратов).
4. Распределение неопределенности по типу В принимается равномерным.
Заключение
Проанализирована поверочная схема из ГОСТ 8.558-2009 «ГСИ.
Государственная поверочная схема для средств измерений температуры». Показатели точности эталонов (за исключением ГПЭ)
выражены в погрешностях.
39
В соответствии с ГОСТ Р 54500.3-2011. Руководство ИСО/
МЭК 98-3:2008. «Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения» требуется
описание результатов измерений в терминах неопределенности.
Для средства измерения «Манометрический термометр ТКП-100С»
проанализирована методика поверки ГОСТ 8.305-78 «Термометры
манометрические. Методы и средства поверки».
По Государственной поверочной схеме определен эталон для поверки данного рабочего средства измерения и метод передачи размера физической величины.
В качестве образцового средства поверки применен образцовый
ртутный стеклянный термометр 3-го разряда, диапазон измерения
0–300 °С.
Характеристики эталонов и рабочих средств измерений в Государственной поверочной схеме для средств измерения температуры (ГОСТ 8.558-2009) должны быть описаны в терминах неопределенности, в соответствии с ГОСТ Р 54500.3-2011.
Свойства рабочего средства измерения так же, как и свойства эталона, описаны в терминах неопределенности измерения
(см. табл. Д.5.3).
Список использованных источников
1. ГОСТ 8.558-2009. ГСИ. Государственная поверочная схема
для средств измерений температуры.
2. ГОСТ Р 54500.3-2011. Руководство ИСО/МЭК 98-3:2008. Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению
неопределенности измерения.
3. ГОСТ 8.305-78. ГСИ. Термометры манометрические. Методы
и средства поверки.
4. ГОСТ 16920-98. Термометры и преобразователи манометрические. Общие технические требования и методы испытаний.
5. ГОСТ 13646-68. Термометры стеклянные ртутные для точных измерений. Технические условия.
6. ГОСТ 8.736-2011. ГСОЕИ. Измерения прямые многократные.
Методы обработки результатов измерений. Основные положения.
7. МИ 1317-2004. ГСОЕИ. Результаты и характеристики погрешностей измерений. Формы представления. Способы использования при испытаниях образцов продукции и контроле их параметров.
40
ПРИЛОЖЕНИЕ Е
Общие рекомендации по оцениванию погрешности и неопределенности измерения
Составлены
на
основе
рекомендаций,
приведенных
в ГОСТ 8.736-2011,МИ 1317-2004, ГОСТ Р 54500.3-2011 и JCGM
100:2008. «Оценивание данных измерений – Руководство по выражению неопределенности измерения» JCGM 100:2008. Оценивание данных измерений – Руководство по выражению неопределенности измерения (GUM).
Таблица Е.1
Основные характеристики результата измерения величины в терминах погрешности и неопределенности измерения
Характеристика измеряемой величины
Оценка математического ожидания Ожидание (выборочное среднее):
распределения по выборке (среднее):
1 n
x = å xi
n
1
n i=1
x = å xi
n i=1
СКО среднего:
Sx =
n
1
2
(xi - x )
å
n(n -1) i=1
Погрешность
Стандартная неопределенность
ожидания:
u A ,x =
n
1
2
(xi - x)
å
n (n -1) i=1
Неопределенность
СКО случайной погрешности, Si
Стандартная неопределенность
по типу А, uAi
СКО, характеризующее
неисключенную систематическую
погрешность, qi
Стандартная неопределенность
по типу В, uBi
СКО, характеризующее суммарную
погрешность, SS
Суммарная стандартная
неопределенность, uC.
Доверительная граница
погрешности, DР
Расширенная неопределенность,
UР = kuС, где k – коэффициент
охвата
41
Продолжение табл. Е.1
Характеристика измеряемой величины
Оценивание погрешности i-го результата
Si =
1 n
2
å (xi - x )
n -1 i=1
Sqi =
u A, i =
1 n
2
å (xi - x)
n -1 i=1
bi
3
(bi – симметричные границы
отклонения результата измерений
от измеряемой величины)
q2i
3
SSi = Si2 +
Оценивание неопределенности i-го результата
uB, i =
q2i
3
DР = tР(feff)SS
(feff – эффективное число степеней
свободы)
2
= u2Al +
uc,i = u2Ai + uBi
bi2
3
Up = tp(νeff)uc
(νeff – эффективное число степеней
свободы);
U0,95 = 2uС; U0,99 = 3uС –
для нормального закона
распределения.
U0,95 = 1,65uС; U0,99 = 1,71uС –
для равномерного закона
распределения
Общая схема оценивания погрешностей выглядит следующим
образом: выявление источников погрешности, их анализ, принятие модели погрешности, определение ее параметров, выбор методов оценки, оценивание.
Случайную погрешность описывают с помощью случайной величины, характеризуемой функцией распределения и её параметрами, в первую очередь – моментами. Параметры распределения
находят методами математической статистики.
Неслучайную детерминированную погрешность описывают
с помощью квазислучайных моделей, главным образом основанных на понятии нечеткого множества. Характеристики этой погрешности являются аналогами параметров распределений случайной величины.
42
Детерминированная погрешность описывается детерминированной функцией. Основные методы оценивания детерминированной погрешности – вычисление по известной формуле, выражающей детерминированную функцию погрешности, или нахождение области значений функции по заданному интервалу значений
аргумента.
Важной проблемой оценивания погрешности результата измерения является суммирование ее составляющих. Суммирование
может быть как алгебраическим, так и геометрическим (сумма
квадратов). Суммирование составляющих погрешности особенно
затруднено в случаях, когда способы их оценивания различны.
Систематические погрешности
В отечественной метрологии систематические погрешности
принято классифицировать по двум принципам: постоянные
и переменные (монотонные и периодические). По причинам возникновения они могут быть методическими, инструментальными
и субъективными (погрешность оператора).
Результат наблюдений, полученный при наличии систематической погрешности, называют неисправленным результатом.
Систематическую погрешность следует либо исключить, либо,
по возможности, учесть. Очень желательно устранять систематические погрешности не путем обработки данных, а применением
СИ, реализующих соответствующие методы измерений. Если это
невозможно, систематические погрешности исключаются введением поправок. Результат измерения, полученный после введения
поправок, называют исправленным результатом. Если невозможно ввести все составляющие систематической погрешности, следует оценить границы неисключенной систематической погрешности (неисключенные остатки).
Постоянная систематическая погрешность не может быть найдена методами совместной обработки результатов измерений и не
может быть уменьшена многократными измерениями. Систематическая погрешность не искажает характеристик и параметров распределения случайной погрешности.
Действительно, пусть результат одного i-го измерения
xi = xä + D i + qi ,
где хд – действительное значение измеряемой ФВ; Di – случайная
погрешность; qi – систематическая погрешность.
43
По n измерениям найдем среднеарифметическое значение результата измерений
x=
1 n
1 n
1 n
xi = xä + å Di + å qi .
å
n i=1
n i=1
n i=1
Если систематическая погрешность q постоянна во всех измерениях, то
x = xä + q +
1 n
å Di.
n i=1
Случайные погрешности
Присутствие случайных погрешностей в результатах измерений
легко обнаруживается из-за их разброса относительно некоторого
значения. И результат измерения, и его погрешность могут рассматриваться как случайные величины. Для анализа случайных величин применяются статистические методы. Основная цель статистической обработки – отыскание параметров распределения случайной величины: значения, наилучшим образом описывающего искомую величину, а также характеристик рассеяния ­результата.
Интегральной функцией распределения F(x) называют функцию, каждое значение которой для каждого х является вероятностью того, что случайная величина xi ≤ x: F(x) = P{xi ≤ x}. Следствием этого определения является то, что вероятность нахождения
случайной величины х в диапазоне от х1 до х2 равна
Р{х1 < х < х2} = F(x2) – F(x1).
Дифференциальной функцией распределения, или плотностью
распределения вероятностей называется функция:
p(x) = dF (x)/dx.
+¥
Условие нормировки:
ò
p(x) dx = 1. Откуда:
-¥
P{х1 < х < х2} =
  x1
ò p(x)dx.
x2
Параметры законов распределения случайной величины
Медианой распределения называется значение Хм, при котором
выполняется равенство:
44
+¥
X
F ( Xì ) =
ò
p(x)dx =
-¥
ò
p(x)dx = 0,5.
Xì
Математическим ожиданием называется значение X, равное:
+¥
X = M [ x] =
ò
xp(x)dx.
-¥
Точечная оценка СКО не получается простым извлечением корня квадратного из оценки дисперсии, поскольку при этом оценка смещается. Для исправления оценки СКО вводится поправочный множитель К(n), зависящий от объема выборки: K(3) = 1,13;
K(∞) ≈ 1,03.


Оценка СКО определяется выражением: s = Sx = K (n)× D[ x ].
Однако для практических расчетов часто пренебрегают смещенностью точечной оценки СКО, т.е. считают K(n) = 1. Все точечные
оценки могут принимать различные значения в различных сериях измерений и ведут себя как случайные величины. Их рассеяние оценивают с помощью СКО. Для оценки среднего СКО среднего значения распределения равно:
Sx =
Sx
n
.
Для оценки СКО среднего квадратического отклонения оценки
среднего применяют формулу:

Ss » s(Sx ) = Sx ε -1/(2 n ).
Относительная погрешность определения СКО оценивается как
Ss
ε -1
=
,
Sx
2 n
где ε – эксцесс распределения.
Точечные оценки других параметров распределений используются значительно реже. Оценки коэффициента асимметрии и эксцесса находятся по формулам:
1

ν=
nSx3
n

3
å(xi - x ) ; ε =
i=1
1
n
4
å(xi - x ) .
nSx4 i=1
45
В ряде случаев важно убедиться в правильности предположения о законе распределения. В математической статистике известно несколько методов проверки нормальности распределения
с применением критериев Фишера, Колмогорова и др.
Суммирование систематических
составляющих погрешности
Проявления составляющих систематической погрешности таковы, что некоторые из них могут быть исключены из результата наблюдения путем введения поправок. Сами поправки также
известны с некоторой погрешностью. Составляющие, которые по
каким-либо причинам не устранены введением поправок, называют неисключёнными составляющими систематической погрешности. Систематические составляющие по своему индивидуальному проявлению не являются центрированной случайной величиной, тогда как их совокупность с большой вероятностью ведет
себя как совокупность случайных величин. Это обстоятельство позволяет обосновать их суммирование статистическими методами.
Как и ранее, остается не проясненным вопрос о законах распределения составляющих погрешности и, следовательно, о законе распределения результирующей погрешности. Практический выход
из положения такой: при известной интервальной оценке погрешности принимают равномерный закон ее распределения, при известной точечной оценке (СКО) – нормальный.
Из практики известно, что такой подход дает осторожные, но и не
очень консервативные оценки погрешности результата измерений.
Практическое правило суммирования интервальных оценок систематических погрешностей заключается в том, что в качестве результирующей погрешности выбирается минимальное значение из
двух:
qS = k
m
m
i=1
i=1
å q2i , qS = å qi .
Поправочный коэффициент k зависит от доверительной вероятности Р и слабо – от числа слагаемых m.
Суммирование составляющих случайной погрешности
Оценка СКО суммарной случайной погрешности находится по
соотношению:
46
SS =
m
m
å Si2 + å
i=1
m
å ρij Si Sj
(i ¹ j).
i=1 j=1
Коэффициенты корреляции случайных составляющих погрешности ρii образуют диагональную матрицу. На главной диагонали
ρii = 1, матрица симметрична, поэтому:
SS =
m
m
i=1
i<j
å Si2 + 2å ρij Si Sj .
Для упрощения расчетов составляющие, как уже отмечалось
ранее, относят к коррелирующим (|ρij | > 0,7) и некоррелирующим
(|ρij| < 0,7) и присваивают им значения ρ = ±1 и ρ = 0 соответственно.
Если, все же, есть потребность в точном учёте коэффициента
корреляции между Xi и Xj, то его оценивают по соотношению:

ρij =
1
 )S( X
 )
m(m -1)S ( X
i
j
m
 )( X - X
 ),
× å ( Xki - X
i
kj
j
k=1
 )S( X
 ) – оценки СКО средних значений аргументов Х и Х .
где S ( X
i
j
i
j
Интервальная оценка случайной погрешности определяется
квантилем нормального распределения для заданной доверительной вероятности (или уровня значимости): D i = t p Si .
Суммирование случайных
и систематических погрешностей
Для суммирования случайных и систематических погрешностей определены правила, закрепленные в нормативных документах. Схема суммирования зависит от соотношения между неисключенной составляющей систематической погрешности q и СКО
результата измерения S (случайная составляющая).
При q < 0,8S пренебрегают систематической составляющей.
Тогда доверительная граница погрешности результата измерения
D = tр · S.
При q > 8S пренебрегают случайной составляющей. Тогда D = q.
Эти упрощающие правила обеспечивают погрешность оценки
погрешности результата в пределах ±15%.
В случаях, когда одним из видов погрешности пренебречь нельзя, суммирование производят по одной из приводимых ниже схем.
47
Таблица Е.2
Значения коэффициента K
Р
0,95
0,99
0,8
1
2
0,76
0,84
0,74
0,82
0,71
0,80
Значения K при r =
3
4
5
0,73
0,81
0,76
0,82
0,78
0,83
6
7
8
0,79
0,83
0,80
0,84
0,81
0,85
1. D(P) = K[q (P) + Ψ(P)],
где К – коэффициент, зависящий от доверительной вероятности Р
и отношения r = q/S; ψ(Р) – доверительная граница случайной составляющей погрешности; ψ(Р) = tpS(x).
2.  D(P) = KS SS,
где SS = S2 (x) + S2 (ϑ), KS = [ Ψ (P) + Q(P) ] / [ S(x) + S(ϑ) ];
S(x), S(ϑ) – оценки СКО случайной и систематической составляющих соответственно:
q(P) = K
m
å q2i ,
i=1
K – определяется как при суммировании систе-матических составляющих погрешности.
3. Если систематические составляющие постоянны и значительны, то рекомендуется суммирование проводить по схеме:
D(P) = q(P) + Ψ (P), т. е. алгебраически.
Следует подчеркнуть, что мы рассматриваем погрешности прямых измерений, при косвенных измерениях необходимо учитывать коэффициенты влияния, получаемые по правилам дифференцирования уравнения измерений.
На практике, для сравнения точности результатов измерений
или методик выполнения измерений вообще, получаемой в различных подходах, рекомендуются две схемы перехода от полученных (традиционных) показателей точности – погрешностей к неопределенностям.
Первая схема. При известных:
–– результате измерений у;
–– СКО случайной погрешности измерений S;
–– доверительной границе неисключенной систематической погрешности измерений θр;
–– числе составляющих неисключенной систематической погрешности mсист;
48
–– числе измерений n вычисляют (для того же результата y):
qp
u A = S; uB =
,
k 3
где k = 1,1 при Р = 0,95 и k = 1,4 при Р = 0,99, mсист > 4;
uc =
2
u2A + uB
;
ν eff
2 ù2
é
uB
ê
= (n -1) ê1 + 2 úú ; Up = tp(νэtff)uc.
u A ûú
ëê
В косвенных измерениях
uC =
ö÷2 2 
÷÷ u (Qi ),
÷
iø
æ ¶f
åçççè ¶Q
где
ν eff =
uC4
ö÷4 u4 (Qi )
÷÷
÷
νi
iø
æ ¶f
åçççè ¶Q
,
причем, ν = n – 1 для неопределенностей по типу А и ν = ∞ – для неопределенностей по типу В.
Вторая схема. При известных:
–– результате измерений у;
–– доверительной границе погрешности измерений DР;
–– доверительной вероятности Р
–– вычисляют (для того же результата у):
Dp
U p = D p ; uc =
,
Ζp
где Zp – квантиль нормального распределения.
В этой схеме показано, что имея только значение Dp невозможно
найти оценки uA и uB.
Практика показывает, что различия в интервальных оценках
погрешности и неопределенности измерений (Dp и Up), как правило, не очень велики и обычно имеют место при обработке результатов косвенных измерений.
Последовательность действий при оценивании и выражении неопределенности измерений, рекомендуемая Руководством по выражению неопределенности (GUM) измерения такова:
1. Выразите математически зависимость между измеряемой
величиной Y и входными величинами Хi, от которых она зависит
49
Y = f(X1, X2, …, XN). Функция f должна содержать каждую величину, включая все поправки и поправочные множители, которая
может внести значительную составляющую в неопределенность
результата измерения.
2. Определите xi – оцененное значение входной величины Хi,
либо на основе статистического анализа рядов наблюдений или
другими средствами.
3. Оцените стандартную неопределенность u(xi) каждой входной оценки xi. Для входной оценки, полученной из статистического
анализа рядов наблюдений, стандартная неопределенность оценивается, как описано в п. 4.2 Руководства (оценивание стандартной неопределенности по типу А). Для входной оценки, полученной другими средствами, стандартная неопределенность u(xi)
оценивается, как описано в п. 4.3 Руководства (оценивание стандартной неопределенности по типу В).
4. Если значения каких-либо входных величин коррелированны, оцените их ковариации.
5. Рассчитайте результат измерения, то есть оценку y измеряемой величины Y из функциональной зависимости f, используя для
входных величин Хi оценки xi, полученные на этапе 2.
6. Определите суммарную стандартную неопределенность
uc(y) результата измерения y из стандартных неопределенностей
и ковариаций, связанных с входными оценками, как описано
в разделе 5. Если измерения определяет одновременно более одной
входной величины, рассчитайте их ковариации.
7. Если требуется дать расширенную неопределенность U, чьей
целью является обеспечение интервала от y – U до y + U, в пределах которого, предположительно, находится большая часть распределения значений, которые можно с достаточным основанием
приписать измеряемой величине Y, умножьте суммарную стандартную неопределенность uС(y) на коэффициент охвата k, обычно находящийся в диапазоне от 2 до 3, чтобы получить U = kuС(y).
Выберете k, исходя из желаемого уровня доверия, требуемого для
интервала.
8. Сообщите результат измерения y вместе с его суммарной
стандартной неопределенностью uС(y) или расширенной неопределенностью U, и опишите, каким образом были получены y и uС(y)
или U.
50
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие.......................................................................... 3
Введение............................................................................... 3
1. Основные положения........................................................... 4
2. Структура работы............................................................... 6
3. Содержание и оформление структурных элементов работы........ 7
3.1. Титульный лист............................................................ 7
3.2. Аннотация................................................................... 7
3.3. Содержание................................................................. 7
3.4. Нормативные ссылки.................................................... 8
3.5. Определения................................................................ 8
3.6. Обозначения и сокращения............................................ 8
3.7. Введение...................................................................... 8
3.8. Основная часть............................................................. 9
3.9. Заключение............................................................... 12
3.10. Список использованных источников............................. 12
3.11. Приложения............................................................. 12
4. Выполнение КР и подготовка к защите................................ 13
5. Защита КР........................................................................14
Приложение А. Бланк отзыва руководителя на КР.................... 16
Приложение Б. Варианты тем КР. ...........................................17
Приложение В. Бланк титульного листа КР............................. 18
Приложение Г. Бланк задания на курсовую работу.................... 19
Приложние Д. Пример курсовой работы. ................................. 20
Приложение Е. Общие рекомендации по оцениванию
погрешности и неопределенности измерения............................ 41
51
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
966 Кб
Теги
sylaberidze
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа