Принципы выбора средств измерений

Качество измерений зависит от правильности выбора средств измерений. Основными характеристиками средств измерений являются их погрешности. Они наиболее существенно влияют на качество измерений, поэтому при выборе средств измерений их рассматривают в первую очередь.

К выбору точности средств измерений существует три основных подхода.

1) Экономический подход является наиболее оптимальным, т.к. учитывает практически все показатели. При этом необходимо иметь в виду следующее:

– повышение точности измерений позволяет точнее регулировать производственный процесс;

– более точные измерения позволяют сократить допуск на изделие;

– повышение точности измерений приводит к уменьшению долей необнаруженного и ложного брака.

Пример. Введение контроля температуры в теплицах позволяет поддерживать необходимый тепловой режим, что приводит к повышению урожайности овощей не менее, чем на 5%. Скажем в теплицах выращивается 1000 т овощей в год. Средняя цена 1 кг овощей составляет 30 руб. Необходимо оценить, какие затраты на приобретение аппаратуры контроля температуры будут рациональны при условии их окупаемости в течение года.

Учитывая, что повышение урожайности составляет 5%, т.е. 50 т, стоимостное выражение дополнительной продукции составит 30*50000=1,5 млн. руб. Затраты на приобретение аппаратуры будут рациональны, если они менее 1,5 млн. руб. (срок окупаемости – 1 год).

С ростом погрешности измерения потери растут, в то же время затраты на измерения снижаются. Т. о., кривая суммарных издержек в производстве, зависящие как от точности измерений, так и от их стоимости, имеет экстремум (рис. 5.2).

Потери от брака,

затраты

суммарные затраты

потери от брака

затраты на измерения

δ₂ δ_опт δ₁

Погрешность измерений δ

Рис. 5.2. Экономическое обоснование оптимальной погрешности измерений

2) Вероятностный подход заключается в выборе точности средств измерения по заданному допуску на контролируемый параметр изделия и заданным значениям брака процедуры контроля I и II рода (ложный и необнаруженный брак продукции).

Если бы контроль осуществлялся абсолютно точными средствами измерений (что на практике невозможно), все изделия, находящиеся в поле допуска, были бы признаны годными, а изделия, у которых значение измеряемого параметра находится вне допуска, признавались бы негодными. Из-за существования погрешности измерений часть негодной продукции будет признана годной (брак контроля II рода), а часть годной продукции – признана негодной (брак контроля I рода). Чем больше погрешность контроля, тем больше брак контроля, который напрямую сказывается на издержках производства единицы продукции, признанной годной и поступившей на реализацию.

Для выбора средств измерений, обеспечивающих приемлемые значения брака контроля построены графики зависимости вероятности брака контроля от технологического рассеивания контролируемого параметра, погрешности измерений, допуска на контролируемый параметр.

3) Директивный подход позволяет установить соотношения между допуском на контролируемый параметр и предельно допускаемой погрешностью измерений.

Пример. ГОСТ 8.051-81 «ГСИ. Погрешности, допускаемые при измерении линейных размеров до 500 мм» устанавливает соотношение между допуском Δ_изд и погрешностью измерения δ_изм в зависимости от номинальных размеров изделия. Это требование возникло при обеспечении взаимозаменяемости и совместимости продукции общепромышленного назначения.

Однако такой подход не учитывает важности измеряемого параметра и экономических последствий от недостоверного контроля.