CC BY
5AVTOMOBIL VA QISHLOQXOJALIKMASHINALARI
УДК 006.9 (681.2)
ОЦЕНКА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ВЛАЖНОСТИ ЗЕРНОВЫХ ПРОДУКТОВ
Хамдамов Бахром Раимджонович Андижанский машиностроительный институт, доцент, д.ф.т.н.
ORCID:0000-0001 -9621 -4086, [email protected]
Аннотация. В данной статье представлена информация о метрологической прослеживаемости, ее обеспечении и определении общей стандартной неопределенности в процессе испытаний. Определение погрешностей измерений метрологической прослеживаемости для метода «получение результата испытания непосредственно от показателя средств измерений» на примере определения и измерения влажности зерна и зернопродуктов и даны рекомендации по определению общего стандартного индекса неопределенности в процессе испытаний.
Annotatsiya. Ushbu mаqоlаdа mеtrоlоgik к^а^ЛапНк va uni tа'minlаsh hamda s^v jаrаyonidаgi yig'indi stаndаrt nоаniqligini аniqlаsh Ьо'у^а та'1ито^аг Ьеп^ап. Dоn vа dоn mаhsulоtlаri пат^ш аniqlаsh vа o'lchаsh misоlidа "s^v nаtijаsini bеvоsitа o'lchаsh vоsitаlаri ko'rsаtkichidаn о^^' uslubiyati uchun mеtrоlоgik kuzаtuvchаnlikdаgi o'lchаsh nоаniqliklаrini baholаsh hаmdа s^v jаrаyonidаgi yig'indi stаndаrt nоаniqligini аniqlаsh bo'yichа tаvsiyalаr bеrilgаn.
Annotation. In this article was given the informations on metrological traceability, its provision and determination of the total standard uncertainty in the testing process. Determination of errors in metrological traceability measurements for the method of "obtaining a test result directly from the indicator of measuring instruments" using the example of determining and measuring the moisture content of grain and grain products and provides recommendations for determining the total standard uncertainty index in the testing process.
Ключевые слова: метрология, измерения, испытательная лаборатория, метрологическая прослеживаемость, DSt ISO/IEC 17025:2019, калибровка, неопределенность, зерно, стандартная неопределенность.
Kalit so'zlar: mеtrоlоgiya, o'lchаsh, s^v lаbоrаtоriya, mеtrоlоgik к^а^ЛапНк, O'z DSt ISO/IEC 17025:2019, ЫЛг^, nоаniqlik, don, stаndаrt nоаniqligi.
Keywords: metrology, measurement, testing laboratory, metrological traceability, DSt ISO/IEC 17025:2019, calibration, uncertainty, feed, standard uncertainty.
На современном этапе развития качество, безопасность и конкурентоспособность продукции становятся важным фактором быстрого и стабильного развития отраслей экономики, повышения рентабельности и эффективности производства. Заявленные цели не могут быть достигнуты без обеспечения точности, беспристрастности, достоверности и сопоставимости результатов измерений, используемых в различных отраслях экономики и государственного управления. В рамках реализации проектов модернизации производства, технического и технологического обновления предприятия республики работают над внедрением в технологический процесс современного оборудования, в том числе измерительных приборов, контролирующих качественные и количественные показатели выпускаемой продукции. Учитывая тенденцию увеличения количества измерительной техники и новых типов в нашей стране, совершенствование метрологической деятельности и ее инфраструктуры постоянно соответствует экономическим изменениям в Узбекистане и условиям наиболее благоприятного развития местного производства, особенно должны быть малые предприятия и частное
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 2-son, 2024 Maxsus son
AVTOMOBIL VA QISHLOQXOJALIKMASHINALARI предпринимательство [1].
В настоящее время существуют точные размеры любой вещи, используемой в жизни, и существуют приборы, их измеряющие. Правильное выполнение измерений -важная составляющая точных расчетов. Чтобы определить истинное значение измерений, сам измерительный прибор должен показывать точные и правильные значения.
Оказание метрологических услуг в нашей Республике развивается с каждым годом. В последние годы сфере метрологии в нашей стране уделяется особое внимание. В частности, за последние 5 лет принят ряд указов и решений на уровне главы государства и правительства, разработаны «дорожные карты». В частности, 7 апреля 2020 года была утверждена новая редакция Закона «О метрологии». Практические реформы, проведенные на основе этого закона и документов, предусмотренных законом, дают свои результаты.
В настоящее время в число проводимых реформ по обеспечению точности измерений включена задача аккредитации испытательных лабораторий. Аккредитация испытательных лабораторий осуществляется на основе стандарта O'z Dst ISO/IEC 17025:2019 «Требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий». В этом процессе важен параметр метрологической прослеживаемости.
Метрологическая прослеживаемость — это свойство результата измерения, которое можно связать со стандартом посредством документированной последовательности непрерывных калибровок [2]. Лаборатория должна определять и поддерживать метрологическое происхождение своих результатов измерений, проводя непрерывную калибровку документально, каждая калибровка должна вносить вклад в неопределенность измерений и коррелировать их с соответствующим стандартом. В Руководстве ISO/IEC 99 метрологическое происхождение определяется как «характеристика результата измерения, согласно которой результат можно сравнить с эталонным значением путем выполнения непрерывной калибровки документированным способом, и каждая калибровка измерения «вносит вклад в неопределенность» [3].
Метрологическое происхождение определяется с учетом и при условии:
a) определение измеряемой величины (измеримое количество);
b) документированная непрерывная цепочка калибровок до установленных и соответствующих стандартов (соответствующие стандарты включают национальные и международные стандарты, а также собственные стандарты);
c) оценка неопределенности измерений на каждом этапе цепочки мониторинга неопределенности измерений по согласованным методикам;
d) выполнять каждый шаг цепочки в соответствии с соответствующими методами, результатами измерений и соответствующими зарегистрированными неопределенностями измерений;
e) предоставление подтверждения технической компетентности лабораториями, выполняющими один или несколько этапов цепочки.
Систематическая погрешность (иногда называемая «ошибкой») измерения, выполненного на калиброванном оборудовании, учитывается для придания метрологического происхождения измерениям, проводимым лабораторией. Существует несколько механизмов, позволяющих учитывать систематические погрешности измерений при применении метрологического происхождения измерений.
Для осуществления работ по метрологическому определению происхождения иногда используют эталон, содержащий данные компетентных лабораторий. Эта информация содержит только протокол о соответствии спецификации. Эти подходы, являющиеся источником неопределенности в отношении установленных пределов, включают:
> использование соответствующего правила принятия решения для определения
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 2-son, 2024 Maxsus son
AVTOMOBIL VA QISHLOQXOJALIKMASHINALARI
приемлемости;
^ определенные пределы, которые затем учитываются соответствующим техническим способом в бюджете неопределенности.
Техническое обоснование такого подхода состоит в том, что он определяет диапазон значений, которые можно измерить согласно утвержденной спецификации. Истинное значение находится в этом диапазоне с определенной степенью точности, и эта степень учитывает как любое отклонение от истинного значения, так и неопределенность измерения [3]. Также в соответствии с требованиями руководства GUM [7] и Oz DSt ISO/IEC 17025:2019 в протоколах испытаний должна быть указана оценка погрешности измерений [3].
Например, давайте посмотрим на влажность зерна и зернопродуктов. Определение влажности зерновой продукции проводят в соответствии с п. 9 в государственного стандарта O'z DSt 3121:2016 «Зерно и зернопродукты. Инфракрасный термогравиметрический метод определения влажности» [4]. Это делается на основе методики «Получение результата испытания непосредственно с показателя средства измерений», то есть путем получения значения величины, отображаемой на экране (панели) средства измерений (рис. 1).
Рисунок 1. Термогравиметрическое инфракрасное оборудование для определения
влажности
При определении влажности зерна сначала отбирают пробу массой 5,0 г, помещают ее в инфракрасную сушильную установку и сушат в течение 20 минут. После этого определяют массу высушенной пробы (табл. 1). Индекс потери веса (влажности) определяют по приведенной ниже формуле (1). Таким образом определяют потерю влаги в образце зерна до и после сушки каждого измерения и рассчитывают этот показатель в единицах \¥ процентов (%).
И/(о/0) = * Ю0 (!)
и.
где:
Ш1 - масса образца, равная 5,00 г; Ш2 - масса образца массой 5,00 г после сушки, г;
Показатели, полученные по результатам испытаний
Таблица 1
№ Масса исходного образца, m1 Вес высушенного образца, m2 Измеренная влажность, W (%)
1 5,0 4,81 3,8
2 5,0 4,85 3,0
3 5,0 4,85 3,0
4 5,0 4,8 4,0
5 5,0 4,85 3,0
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali
5-jild, 2-son, 2024 Maxsus son
A VTOMOBIL VA QISHLOQ XO'JALIKMASHINALARI
6 5,0 4,81 3,8
7 5,0 4,84 3,2
8 5,0 4,82 3,6
9 5,0 4,83 3,4
10 5,0 4,85 3,0
Неопределенность результатов, полученных в результате измерений, следует оценивать согласно п. 7.6.3 стандарта O'z Dst КОЛЕС 17025:2019. Расширенная неопределенность результатов измерений и рассчитывается по следующей формуле:
и = к • ^ (2)
где: к - коэффициент охвата, определяемый как коэффициент Стьюдента
и - совокупная стандартная неопределенность в процессе испытаний Расширенная неопределенность результатов измерений и находится путем умножения стандартной неопределенности выходной величины на коэффициент охвата к. Значение коэффициента охвата к принимается в зависимости от уровня достоверности измерения. В большинстве случаев значение к принимают следующим:
■ к=1 в интервале с уровнем достоверности 68%;
■ к=2 в интервале с уровнем достоверности 95%;
■ к=3 в интервале с уровнем достоверности 99%.
После определения всех составляющих неопределенности измерений оценивается их общая стандартная неопределенность ис по закону распределения неопределенностей [6]. Общая стандартная неопределенность ис в процессе испытаний рассчитывается по
следующей формуле.
№
и,
я
(3)
где:
иА- стандартная неопределенность типа А входных величин.
ив- стандартная погрешность типа В, это значение указано в сертификате калибровки средства измерений.
Стандартная неопределенность типа А учитывается, если количество измерений больше 3, в противном случае она равна 0. По результатам испытаний было получено 10 значений. С целью определения неопределенности полученных результатов значения были обработаны и получены соответствующие показатели (табл. 2).
Таблица 2
_Показатели, полученные в результате обработки результатов измерений
Wi
Xi
Xo']
Xi - Xo'r
(Xi - Xo'r)2
Ua
Ub
Uc
U
X1
3,80
0,42
0,1764
X2
3,00
-0,38
0,1444
X3
3,00
-0,38
0,1444
X4
4,00
0,62
0,3844
X5
3,00
X6
3,80
3,38
-0,38
0,1444
0,42
0,1764
0,1245
0,02
0,1261
0,28
X7
3,20
-0,18
0,0324
Xg
3,60
0,22
0,0484
X9
3,40
0,02
0,0004
X10
3,00
-0,38
0,1444
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali
5-jild, 2-son, 2024 Maxsus son
AVTOMOBIL VA QISHLOQXO'JALIKMASHINALARI
Ив - стандартная неопределенность типа В указана в сертификате калибровки средства измерений, а значение стандартной неопределенности 0,02 указано в сертификате калибровки термогравиметрического инфракрасного оборудования для
определения влажности.
Значение коэффициента охвата k в зависимости от уровня достоверности измерений и количества испытаний равно двустороннему значению критерия Стьюдента (к) (табл. 3).
Таблица 3
Двойственное значение критерия <
Sinov soni Ishonchlilik darajasi
0,95 0,99
1 12,706 63,657
2 4,303 9,925
3 3,182 5,841
4 2,776 4,604
5 2,571 4,032
6 2,447 3,707
7 2,365 3,499
8 2,306 3,355
9 2,262 3,250
10 2,228 3,169
-тьюдента (k).
Sinov soni Ishonchlilik darajasi
0,95 0,99
11 2,201 3,106
15 2,131 2,947
17 2,110 2,898
19 2,093 2,861
21 2,080 2,831
25 2,060 2,787
30 2,042 2,750
60 2,000 2,660
120 1,980 2,617
(Ю 1,960 2,576
Учитывая, что значение коэффициента охвата к принято в зависимости от уровня достоверности измерения, так как количество испытаний равно 10 и уровень достоверности находится в интервале 95%, принимается к=2,228, а расширенный индекс неопределенности определяется как:
U = к • Ц = 2,228 • 0,1261 = 0,28 Неопределенность результатов измерения влажности зерновой продукции с использованием термогравиметрической инфракрасной аппаратуры для определения влажности оценивалась в соответствии с требованиями стандарта О^ DSt КОЛЕС 17025:2019 и выражалась в следующем виде:
Ж=(3,38 ± 0,28) %
Так, в пункте 6.4.5 государственного стандарта О^ DSt КО/ГЕС 17025:2019 «Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий» цитируется «Оборудование, используемое для измерений, должно обеспечивать точность или неопределенность, необходимые для получения истинного результата» [3]. С этой точки зрения погрешность измерения для методов получения результата испытания
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali
5-jild, 2-son, 2024 Maxsus son
AVTOMOBIL VA QISHLOQXOJALIKMASHINALARI
рекомендуется определять непосредственно по показателю средства измерений по приведенным формулам.
ЛИТЕРАТУРА
1. B.R.Xamdamov, O'lchash vositalarini qiyoslash va kalibrlash /Darslik/ "Omadbek print number one" MChJ. Andijon: 2024.-263 b.
2. Yangi tahrirdagi "Metrologiya to'g'risida"gi qonun. // 2020 y.
3. O'z DSt ISO/IEC 17025:2019 Sinov va kalibrlash laboratoriyalari kompetentligiga umumiy talablar.
4. ГОСТ 27494-2016 "Мука и отруби. Методы определения зольности"
5. Sinov laboratoriyalarda metrologik kuzatiluvchanlikni taqdimot qilish hamda sinovlarni o'tkazishda o'lchashlar ishonchliligini ta'minlash bo'yicha qo'llanma.
6. Хамдамов Бахром Раимджанович, Васиев Хайрулло Улугбекович Определение класса компрессии компрессионного трикотажного изделия и оценивание её неопределенности //Universum: технические науки. 2020. №4-1 (73).
7. Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement. ISO, Geneva, First Edition. -1995 -101 p. Пер. с англ. -С.-Пб.: ВНИИМ им. Д.И. Менделеева, 1999. -126 с.
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali
5-jild, 2-son, 2024 Maxsus son
