Представленное на международную выставку образовательных технологий и услуг учебное пособие «Показатели точности измерений. Требования к нормированию и определению характеристик» разработано в соответствии с Государственными образовательными стандартами для направлений подготовки бакалавров: 27.03.02 «Управление качеством», 27.03.01 «Стандартизация и метрология», а также в соответствии с магистерскими программами 221700.68 «Стандартизация и метрология» и 221400.68 «Управление качеством». Учебное пособие рекомендовано к изданию Ученым советом ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный университет» (ОГУ) и является развитием работ [1-3] д.т.н., доцента кафедры метрологии, стандартизации и сертификации Третьяк Л.Н. в области методического обеспечения читаемых её дисциплин на кафедре метрологии, стандартизации и сертификации ОГУ.
Пособие предназначено для бакалавров и специалистов, изучающих дисциплины «Общая теория измерений», «Метрология», «Теория погрешностей» и другие дисциплин, содержащие разделы теоретической метрологии. Пособие может быть рекомендовано магистрантам, аспирантам, а также инженерно-техническим и научным работникам, интересующимся вопросами обеспечения качества и достоверности результатов измерений. В учебном пособии приведены основные сведения из теории измерений в части оценивания количественных показателей точности измерений. Представлен перечень характеристик погрешности и неопределенности, а также стандартизованных процедур и алгоритмов, применяемых для обработки экспериментальных данных и представления результатов измерений.
Пособие состоит из введения, основной части, изложенной в трех главах, списка использованных источников, вопросов и тестов для самоконтроля, приведенных после каждой главы.
В первой главе пособия изложены общие сведения о погрешности и неопределенности измерений, приведены стандартизованные подходы к их нормированию. Проанализировано современное представление (на основании РМГ 29-2013 и РМГ 83-2007) об измерении как процессе сравнения конкретного проявления измеряемого свойства (измеряемой величины) со шкалой (частью шкалы) измерений этого свойства (величины) в целях обоснованного приписывания свойств этой величине, т.е. получения результата измерения (оценки свойства или значения величины). Приведены определения термина «измерение», взятые из отдельных источников и примеры величин – объектов измерений из различных областей наук и сфер деятельности. Изложены метрологические особенности аналитических измерений.
Во второй главе представлены способы выражения результатов измерений физических величин и количественные характеристики погрешности и неопределенности, нормированные в национальных и межгосударственных стандартах. Изложены стандартизованные формы представления результата и погрешности (неопределенности) измерений, правила записи и округления чисел.
В третьей (основной) главе пособия представлено описание сущности оценки неопределенности различными методами.
Приведены формулы для расчета различных видов стандартной, относительной и расширенной неопределенностей, применяемых на этапах моделирования неопределенности, представлены алгоритмы и процедуры вычисления неопределенности. Выполнен сравнительный анализ оценки неопределенности и погрешности измерений.
В главе приведены многочисленные примеры выявления источников неопределенности измерений, в том числе с применением средств программного обеспечения и международных рекомендаций по неопределённости (Руководство ЕВРАХИМ/СИТАК «Прослеживаемость в химическом измерении»; ISO/IEC Guide 98-1:2009 «Введение к «Руководству по выражению неопределенности измерения» и др.).
При изложении эмпирического метода оценивания неопределенности учтено, что
основной принцип этого подхода заключается в определении оценок неопределенности из экспериментально полученных оценок прецизионности и правильности (смещения) результатов измерений. В свою очередь оценки прецизионности и смещения могут быть получены: по результатам экспериментальных исследований, проведенных в одной или в различных лабораториях, а также по результатам контроля компетентности лабораторий.
Основной принцип подхода при контроле в одной лаборатории заключается в синтезе оценок неопределенности из оценок прецизионности и оценок смещения: «неопределенность измерения = прецизионность & правильность; неопределенность измерения = внутрилабораторная воспроизводимость & неопределенность смещения».
Подход при межлабораторном контроле должен базироваться на анализе (оценке) результатов межлабораторных исследований по ГОСТ Р ИСО 5725 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений» и ISO/ТС 12748 «Руководство по применению оценок повторяемости, воспроизводимости и правильности при оценке неопределенности измерения», которые рекомендуется применять для оценки качества измерений, выполненных в различных лабораториях. Межлабораторные исследования рекомендуется проводить при оценке точности методов выполнения измерений и их валидации.
Для контроля компетентности лаборатории в пособии описан подход применения данных проверки квалификации лаборатории (EQA), так называемый «Подход PT».
Периодически лаборатория должна подвергаться внешнему контролю технической компетентности (EQA) путем участия в сличительных испытаниях. Если лаборатория успешно участвовала в межлабораторной проверке квалификации по Руководству ИСО/МЭК 43 и ГОСТ Р ИСО 13528-2010, она может использовать результаты контроля для оценивания неопределенности измерения по применяемой методике измерения.
При написании учебного пособия авторы преследовали достижение основной цели – формирования у читателей системного представления о неизбежности возникновения погрешности (неопределенности) результатов измерений, о факторах и требованиях к нормированию и определению характеристик погрешности (неопределенности), а также способах (методах) их оценки.
Пособие изложено на 8 условных авторских листах, издано в типографии Оренбургского государственного университета (Оренбург).