герб

ГОСТы

флаг

ГОСТ 8.381-80 Государственная система обеспечения единства измерений. Эталоны. Способы выражения погрешностей

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

ЭТАЛОНЫ

СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ

ГОСТ 8.381-80

(СТ СЭВ 403 -76 )

ГОСУДАРСТВЕННЫ Й КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

М ос ква

РАЗРАБОТ А Н Государственным комитетом СССР по стандартам

ИСПОЛНИТЕЛИ

М . Н. Селиванов , канд. техн. наук; Б. Ф . Лосев, канд. техн. наук

ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по стандартам

Член Госстандарта Л. К. Исаев

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 13 мая 1980 г. № 2087

ГОС У ДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ЭТАЛОНЫ

Государственная система обеспеч е ния единства
измерений. Способы
выражения погрешностей

State system for ensuring the uniformity of measurements .
Standards . The ways of expressing the errors

ГОСТ
8 .381 -00

( СТ СЭВ 403 -76 )

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 13 мая 1980 г. № 2087 срок введения установлен

с 01 .01 1981 г .

Настоящ и й стандарт распространяется на эталоны СЭВ, государственные первичные (специ альные) и вторичные эталоны и устанавливает способы выражения их погрешностей в нормати вн о-техни ческ ой документации в области метрологии.

Стандарт соответствует СТ СЭВ 403-76 в части установлени я общих положений, способов выражения погрешностей эталонов и обозначени й (см. сп равочное приложени е 5).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1 .1 . Погреш ность эталонов СЭВ и государственных первичн ых (специальн ых) эталонов (далее - первичн ых эталонов) характери зуется:

неисключенной систематической погрешностью;

случайной погрешностью;

нестабильностью.

Допускается указывать случайную погрешность воспроизведе ни я единицы с учетом передачи ее размера или последнюю указывать отдельно.

1 .2 . Оцен ку неисключенной си стематической погрешности перви чного эталона н аходят на основании экспериментальных данных исследований эталона, анализа погрешностей метода воспрои зведения едини цы и п огрешностей от действия вли яющих вели чи н, а также на основани и международных сличений эталона с эталонами других стран и с эталоном СЭВ, если он имеется.

1 .3 . Оценку случайной погрешности первичного эталона наход ят на основании экспериментальн ых данных, получен ных при и сследовани и эталона, и на основе анализа влияющих величин .

1 .4 . Оценку нестабильности первичного э талона, вызываемую влиянием старения его отдельных элементов и другими причинами, находят на основании исследований эталона во времени, а также по данным периодических международных сличений.

1 .5 . В оценку погрешности передачи размера единицы должны входить как неисключенные систематические, так и случайные погрешности метода и средств передачи.

1 .6 . Оцен ки погрешности вторичных эталонов должны харак тери зовать отклонения размеров хранимых ими единиц от размера един ицы, воспроизводимой при помощи первичного эталона.

Для втор и чн ого эталон а указывают суммарн ую погрешность, включающую с лучайные погрешности сличаемых эталонов и погрешность передачи размера единицы от первичного (или более точного вторичного) эталона, а также нестабильность вторичного эталона.

Допускается суммарную погрешность вторичного эталона опр е делять с учетом его н еи сключенн ой систематической погрешн ости.

Допускается указывать отдельно н еи склю ченн ую систематическую погрешность вторичного эталона, а также его нестабильность.

По требованию заказчика могут быть указа н ы отдельно и други е составляющие погрешности вторичного эталон а.

1 .7 . Нестабильность вторичного эталона должна определяться на основании сличений с первичным эталоном в начале и конце периода, для которого она определяется.

1 .8 . Оценку погрешности эталонов следует указывать либо в абсолютной форме в единицах измеряемой величины, либо в относительной форме.

Примечание . Если зависимость погрешности от значения воспроизводимо й вели чины сложнее, чем линейная, погрешность может быть указана в виде таблицы п о выбранным диапазонам (в абсолютной или относительной форме) или в виде функции зависимости этой погрешности.

1 .9 . Определения н естан дарти зованны х терминов, употребляемых в данном стандарте, приведены в справочном приложении 1.

Примеры формул для вычисления погрешностей приведены в справочном приложении 2. Обозначен и я погрешн остей приведены в сп равочном приложен ии 3. Примеры вычисления погрешностей при ведены в справочном приложении 4.

2. СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ ПЕРВИЧНЫХ ЭТАЛОНОВ

2 .1 . Неисключенная систематическая погрешность (НСП) перви чного эталона, лежащая в границах ±Θ, характеризуется границей Θ без указания знака.

2 .2 . Случайная погрешность характеризуется средним к вадратически м отклонением (СК О) результата измерени й S при воспроизведении единицы (или при воспроизведени и единицы и передаче ее размера) с указанием числа незави симых н аблюдений .

2 .3 . Нестабильность эталона v следует характеризовать изменением размера единицы за определенный промежуток времен и , который указывается.

2 .4 . Погрешность передачи размера едини цы характери зуют указанием средн его к вадрати ческого отклон ен ия результата измерений S εΣ , обусловленного влияни ем случайных и неисключенных систематических погрешностей метода и средств измерений, примененных при передаче размера еди ницы.

3. СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ ВТОРИЧНЫХ ЭТАЛОНОВ

3 .1 . Суммарн ая погрешность втори чного эталона характеризуется средним к вадрати чески м отклонением результата измерений ( S Σ ) при его сличен и и с первичным эталоном или вышестоящим по поверочной схеме вторичным эталоном или же в виде доверительной границы погрешности t Σ S Σ с доверительной вероятнос т ью 0,99 .

При учете неисключенной систематической погрешности через S Σ , следует выражать среднее к вадратическое отклонение суммы неисключенных систематических и случайных погрешностей эталона.

Если неисключенную систематическую погрешность и нестабильность вторичного эталона указывают отдельно , то их выражают в виде, принятом для первичного эталона (пп. 2.1, 2.3).

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное

ТЕРМИНЫ И ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Термин

Определение

1 . Раз мер един ицы

Размер физич е ской ве личин ы, принятой за едини цу

2 . Нестабильност ь эталона

Изменение размера ед ин ицы, воспроизв одимой или хранимой эталоном, в устан овленный промежуток времени

3 . Погрешность воспрои зведения еди ни цы

Погреш н ость ре зультата измерений, выполняемых при воспроизведении единицы

4 . Погрешность передачи размера еди ни цы

Погрешность результата измерени й , выполняемых при пере даче размера единицы

5 . Неисключенная систематическая погре шность

Систематическая п огрешность, оставшая ся после введения поправки

6 . Оцен ка погрешн ости средств а измерений

Погрешность данного средства измерен и й, полученная из ограниченного числа данных

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Справочное

ПРИМЕРЫ ФОРМУЛ ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ

Доверительную вероятность при определении доверительных границ погрешности эталона (как для случайной, так и для неисключенной систематической) п рини мают равной 0 ,99 .

1 . Границу н еи ск люченн ой си стематической погрешности эталон а Θ вычисляют по формуле

.                                                                  (1)

При числе слагаемых N 4

                                                           (2)

где Θi   - граница i -й составляющей неисключенной систематической погрешности эталон а;

K     - коэффи циент зависимости неисключенных системати ческих погрешностей от выбранной доверительной вероятности при их равномерном распределении при доверительной вероятност и 0 ,99 K = 1 ,4 .

2 . Среднее квадратическое отклонение результата прямых измерен ий с мн огократными наблюдениями S выражаю т по формуле

                                                                   (3)

где Si - среднее квадратическое отклонение результата наблюдений, вычисляемое по формуле

                                                              (4)

где

n    - число н аблюдений;

Xi    - результат i -го наблюдения;

  - результат измерений, вычисленны й как среднее арифмети ческое результатов наблюдений.

Примечание . При многократных наблюдениях должна быть обеспечена практическая независимость отдельных наблюдений.

3 . Среднее квадратическое отклонение результата косвенных измерен ий вели чины, являющейся функцией

X = F (Y 1 , Y 2Ym )

вычисляют по формуле

                              (5)

где S 1 , S 2 , … Sm - средн ие квадратически е отклонения результатов и змерени й величин Y 1 , Y 2 , … Ym .

4 . Границу н еи сключенн ой систематической погрешности при косвен ном измерении в зависимости от числа слагаемых вычисляют по формулам ( 1) или ( 2), в которых

                                                          (6)

где ∆ Yi - неисключенная систематическая погрешность измерения величины Yi .

5. Среднее квадратическое отклонение суммы неисключенных систематических и случайных погрешностей S Σ вычисля ю т по формуле

                                                           ( 7 )

где   - с редн ее квадрати ческое отклон ение суммы неисключенных систематически х погрешностей.

6 . При определении доверительной грани цы погрешн ости t Σ S Σ вторичного этало н а коэффициент t Σ выч и сляют по формуле

                                                              (8)

где  - коэффициент для н ахождени я доверительных границ погрешности результата измерений.

7 . Погрешность передачи размера единицы состоит из суммы случайных и н еисклю ченны х систематических погрешностей метода и средств измерений, применяемых д ля передачи размера единицы. Оценку суммы неисключенных систематически х и случайных п огрешностей указывают в виде средн его квадрати ческого отклонени я S εΣ , которое в ычисляют по формуле

                                                   (9)

где S ε   - с реднее квадратическое отклонение случайной погрешности метода и средства передачи размера единицы;

   - среднее квадрат и ческое отклонение неисключенной систематической погрешности метода и средств передачи размера единицы.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Справочное

ОБОЗНАЧЕНИЯ

Θ i , Θ i 0 - граница i -й составляющей неи склю чен ной систематической погрешности эталона в абсолютной и относительной форме

Θ, Θ0    - граница неисключенной систематической погрешности эталона в абсолютной и относительной форме

Х i    - р езультат i -го наблюдения

  - результат измерений

Si , Si 0 - с реднее к вадратическое отклонение i - го результата наблюдения в абсолютн ой и относительной форме

S , S 0    - среднее квадратическое отклонение результата измерения в абсолютной и относительной форме

S Θ    - с реднее квадратическое отклонение суммы неисключенных систематических погрешностей, рассматриваемых как случайные величи ны

S Σ    - среднее квадратическое отклонение суммы случайных погрешностей (или суммы случайных и неисключенных систематических погрешностей, рассматр и ваемых как случайные величины)

  - коэффициент для нахождения доверительных границ погрешности результата измерения

  - д оверительная граница случайной погрешности результата и зм ерений

t Σ   - коэфф и цие нт для нахождения доверительных границ суммы случайн ых погрешностей и неисключенных системати ческих погр ешностей

t Σ · S Σ     - д оверительная граница суммы случайных погрешностей (или суммы случайных и неисключенных систематически х погрешностей, рассматриваемых как случайные величины)

K   - коэффициент для нахождения границ неисключенных систематических погрешностей

v    - нестабильность эталона

S εΣ   - среднее квадратическое отклонение результата измерений при передаче размера единицы от первичного эталона вторичному эталону

S ε     - среднее квадратическое отклонение случайной погрешности средства и метода передачи размера единицы

Θ ε    - г раница неисключенной систематической погрешности средства и метода передачи размера единицы

Р     - доверительная вероятность

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Спра в очное

ПРИМЕР ВЫЧИСЛЕНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ

Погреш н ости рабочего эталона единицы длины - штрихового метра при сличе ни и с п ерви чным эталоном интерференц ионным методом определены на основании деся ти наблюдений ( n = 10 ):

1 . Результат измерени й  = 1 м + 1,47 мкм.

2 . Среднее к вадрати ческ ое отклон ени е результата измерений при - сли чен ии рабочего эталона с перви чным S = 0 ,023 мкм.

Вычислены неисключенные систематические погрешност и :

из-за неточного определения показателя преломления воздуха Θ1 = 0 ,030 мкм

из-за неточ н ого значения длин волн                                               Θ2 = 0 ,016 мкм

и з-за неточного значения температуры                                           Θ3 = 0,026 мкм

из-за неточного о п ределения поправок на размер

колл и маторн ой щ ели                                                                         Θ4 = 0 ,002 мкм

Требуется определить доверительные гра н ицы суммарной погрешности рабочего эталон а.

Решение: 1 . По формуле ( 2) определяют грани цы неисключенных си стематически х погрешностей

Θ = 0,06 мкм; Р = 0 ,99 . Принимается, что составляющие имеют равномерное распределение N = 4 .

2 . По формуле ( 7) вычисляют среднее квадрати ческое отклонени е суммы неисключенных си стемати чески х и случайных погрешностей S Σ

3 . Вычисляют доверительные границы суммарной погрешности t Σ S Σ , полагая рас п ре делени е случайных погрешностей нормальным. Для этого предваритель но вычисляют коэффициент t Σ по формуле ( 8), выбрав из таблиц Ст ьюд ент а   = 3 ,25 (Р = 0 ,99 ; n = 10):

Довер и тельные грани цы суммарн ой погрешности:

t Σ S Σ = ±2 ,81·0 ,034 мкм = ±0 ,096 мкм ≈ ±0 ,10 мкм.

4 . Из исследований платин о-ири ди евой штриховой меры (рабочий эталон) за ряд лет установлено, что его максимальная нестабильность не превышает 0 ,10 мкм в год, т.е. v = 0 ,10 мкм/год.

Следовательно, результат измерений, полученный из 10 наблюдений, равен 1 м + 1 ,47 мкм. При этом суммарная погрешность, состоящая из неисключен ны х си стематически х погрешн остей при равн омерном распределени и и случа йной п огрешности при нормальном распределении и доверительной вероятности 0 ,99, составляет ±0 ,10 мкм.

Форма представле ни я результата может быть следующей :

 = 1 м + 1,47 м км;

t Σ · S Σ = ±0 ,10 мкм нормальн ой n = 10 и равномерн ом распределени и

п ри Р = 0 ,99 , N = 4

и равномерном рас п ределени и N = 4 .

Нестабильность эталона v = 0 ,10 мкм/год.

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Справочное

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ О СООТВЕТСТВИИ
ГОСТ 8.381-80 и СТ СЭВ 403-76

1 . Разд. 1, 2, 3 ГОСТ 8.381-80 соответствуют разд. 1 , 2 , 3 СТ СЭВ 403-76 .

2 . Справочное приложение 1 ГОСТ 8.381-80 соответствует пп. 6 , 8 , 9 информационного приложения 1 СТ СЭВ 403-76 .

3 . Справочные приложения 2 , 3 , 4 ГОСТ 8.381-80 соответствуют и нформационн ым приложениям 2 , 3 , 4 СТ СЭВ 403-76 .

СОДЕРЖАНИЕ

1. Общие положения . 1

2. Способы выражения погрешностей первичных эталонов . 2

3. Способы выражения погрешностей вторичных эталонов . 2

Приложение 1. Термины и их определения . 3

Приложение 2. Примеры формул для вычисления . 3

Приложение 3. Обозначения . 4

Приложение 4. Пример вычисления погрешностей . 5

Приложение 5. Информационные данные о соответствии ГОСТ 8.381-80 и СТ СЭВ 403-76 . 6

Еще документы скачать бесплатно

Интересное

Гост 13568 Гост 1759 0 87 Гост 7 32 2001 Двери гост Единицы физических величин Нормы расхода материалов в строительстве Правила оформления документов Пропускная способность трубы Пуэ Размеры спортивных площадок Снип проектирование жилых зданий Сортамент Двутавров с параллельными гранями полок Технологический регламент Условное обозначение гранита на карте Фахверковые колонны