Метрология, стандартизация, cертификация продукции АПК (стр. 1 )

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Департамент научно-технологической политики и образования

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Красноярский государственный аграрный университет»

Хакасский филиал

МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ, CЕРТИФИКАЦИЯ

ПРОДУКЦИИ АПК

КУРС ЛЕКЦИЙ

для студентов 1-2 курсов

по направлениям: 080200.62 – Менеджмент

110900.62 – Технология производства и переработки продукции животноводства

111100.62 - Зоотехния

АБАКАН - 2012

Сафронова

Курс лекций:

Метрология, стандартизация, сертификация продукции АПК

Предназначено для студентов 1-2 курсов заочной формы обучения по направлениям: 080200.62 – Менеджмент, 110900.62 – Технология производства и переработки продукции животноводства, 111100.62 - Зоотехния

Печатается по решению учебно-методического Совета

ХФ ФГБОУ ВПО КрасГАУ

Рецензент: , к. с.-х. н., доцент

ФГБОУ ВПО КрасГАУ, Хакасский филиал, 2012

Введение

Конкуренция – неотъемлемая составная часть рыночной среды; без нее немыслим развитой рынок. Конкуренция – главный двигатель рыночной экономики. У потребителей возникает возможность выбора. Основной задачей предприятий АПК является повышение качества производимой продукции и её безопасности.

Овладение методами обеспечения качества невозможно без метрологии, стандартизации, сертификации. Метрология, стандартизация, сертификация – это три взаимосвязанные области знаний, которые являются важными инструментами в обеспечении качества, создании конкурентоспособной продукции.

Для полноценного функционирования любого предприятия требуется соответствующее его профилю деятельности метрологическое обеспечение.

Метрология как наука об измерениях и обеспечении их единства неразрывно связана с вопросами повышения их качества. Только методами контроля и испытаний можно установить годность и уровень качества продукции при производстве, эксплуатации, хранении, перевозке, реализации и утилизации.

Стандартизация является частью современной предпринимательской стратегии. Стандартизация – деятельность, заключающаяся в нахождении решений для повторяющихся задач в сфере науки, техники и экономики, направленная на достижение оптимальной степени упорядочения в определенной области.

Объектами стандартизации являются продукция и правила, обеспечивающие её разработку, производство и применение.

Главная задача стандартизации – создание системы нормативно-технической документации, определяющей прогрессивные требования к продукции, изготавливаемой для нужд страны и экспорта.

Стандартизацию осуществляют в целях повышения уровня безопасности жизни и здоровья граждан, имущества физических или юридических лиц, государственного или муниципального имущества, экологической безопасности, безопасности жизни или здоровья животных и растений и содействия соблюдению требований технических регламентов.

На современном этапе производителю недостаточно соблюдать требования стандарта – надо подтверждать качество продукции сертификатом соответствия или декларацией о соответствии.

Подтверждение соответствия – документальное удостоверение соответствия продукции или иных объектов, процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнения работ или оказания услуг требованиям технических регламентов, положениям стандартов или условиям договоров.

Сертификация – форма осуществляемого органом по сертификации подтверждения соответствия объектов требованиям технических регламентов, положениям стандартов или условиям договоров.

Декларирование соответствия – форма подтверждения соответствия продукции требованиям технических регламентов.

До принятия Федерального закона «О техническом регулировании» понятия «сертификация» и «подтверждение соответствия» были идентичными. В настоящее время сертификацию и декларирование рассматривают как две равноправные формы подтверждения соответствия.

Введение в 1992 – 1993 гг. федеральных законов «О защите прав потребителей», «О стандартизации», «О сертификации продукции и услуг», «Об обеспечении единства измерений» существенно изменило отношение к стандартизации, метрологии, сертификации. Эти законы установили правовые основы стандартизации, обязательной и добровольной сертификации продукции и услуг в Российской Федерации, а также основные цели, задачи, принципы метрологической деятельности в стране.

С 1 июля 2003 г. вступил в действие Федеральный закон «О техническом регулировании», принципиально изменивший действующую в течение многих лет систему стандартизации, обеспечения безопасности, качества и конкурентоспособности продукции. Техническое регулирование – правовое регулирование отношений в области установления, применения и исполнения обязательных требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозке, реализации и утилизации, выполнению работ или оказания услуг и правовое регулирование отношений в области оценки соответствия.

Важнейшее направление совершенствования деятельности предприятий и организаций на современном этапе – системный менеджмент качества, включающий планирование качества, обеспечение качества, управление качеством и улучшение качества.

Менеджмент качества – скоординированная деятельность по руководству и управлению организацией применительно к качеству.

Вступление России в ВТО, повышение конкуренции заставит изготовителей, продавцов шире использовать методы и правила метрологии, стандартизации и сертификации в своей практической деятельности для обеспечения высокого качества продукции, работ и услуг.

I. МЕТРОЛОГИЯ

1. Основные понятия метрологии

Метрология (от греч. «метро» – мера, «логос» - учение) – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

Измерения помогают познавать материальный мир и природные закономерности. Они объединяют теорию с практикой и используются всюду: в науке, в любом производстве, для учета материальных ценностей, обеспечения стандартных параметров качества, совершенствования технологических процессов, стандартизации и других видов деятельности.

Значение метрологии в экономике страны очень велико, так как от учета материальных ценностей во многом зависит состояние общества.

Состояние средств измерений определяет стабильность работы предприятия и качество выпускаемой продукции. По заключению Госстандарта России 50% некачественной продукции выпускается вследствие неудовлетворительного состояния измерительных приборов.

На предприятиях АПК необходимы хорошо налаженный учет и отлаженная система проверки качества сырья, полуфабрикатов и готовой продукции, основанная на использовании достаточно точных средств измерений.

Функции измерений в экономике:

·  учет продукции экономики исчисляется в массе, длине, объеме, мощности, энергии

·  измерения, проводимые для контроля и регулирования технологических процессов и для обеспечения нормального функционирования транспорта и связи

·  измерения физических величин, состава свойств веществ, проводимых при научных исследованиях, испытаниях и контроле продукции в различных отраслях народного хозяйства.

Единство измерений – это состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин и погрешность измерений находится в установленных границах с заданной вероятностью.

Измерением называется совокупность операций, выполняемых с помощью технического средства, хранящего единицу величины и позволяющего сопоставить с ней измеряемую величину. Полученное значение величины и есть результат измерений.

Погрешностью называется отклонение результатов измерений от действительного значения измеряемой величины.

Нормативными документами по обеспечению единства измерений являются государственные стандарты, применяемые в установленном порядке, международные стандарты, правила, положения и инструкции, определяющие требования и порядок проведения работ по обеспечению единства измерений.

Метрологию подразделяют на общую, прикладную и законодательную.

Общая метрология подразделяется на теоретическую и экспериментальную.

Теоретическая метрология занимается вопросами фундаментальных исследований, созданием системы единиц измерений, разработкой новых методов измерений.

Экспериментальная метрология занимается вопросами создания эталонов, образцов мер, разработкой новых измерительных приборов и устройств.

Прикладная (практическая) метрология занимается вопросами практического применения в различных сферах деятельности результатов теоретических исследований в рамках метрологии.

Вместе с развитием общей и прикладной метрологии происходило становление законодательной метрологии.

Законодательная метрология – это раздел метрологии, включающий комплексы взаимосвязанных общих правил, а также другие вопросы, нуждающиеся в регламентации и контроле со стороны государства, направленные на обеспечение единства измерений и единообразия средств измерений. К области законодательной метрологии относятся испытания и утверждение типа средств измерений и их поверка и калибровка, сертификация средств измерений, государственный метрологический контроль и надзор за средствами измерений.

Метрологические правила и нормы законодательной метрологии гармонизованы с рекомендациями и документами соответствующих международных организаций. Тем самым законодательная метрология способствует развитию международных, экономических и торговых связей и содействует взаимопониманию в международном метрологическом сотрудничестве.

2. Цели и задачи метрологии

Цели метрологического обеспечения:

·  повышение качества продукции

·  повышение эффективности научно-исследовательских работ, экспериментов, испытаний

·  обеспечение достоверного учета и повышение эффективности использования материальных ценностей и энергетических ресурсов

Основные задачи метрологии:

·  обеспечение единства измерений в стране

·  стандартизация основных положений, правил, требований и норм метрологического обеспечения

·  установление единиц физических величин, государственных эталонов и образцовых средств измерений, их создание, утверждение, совершенствование и хранение

·  унификация единиц измерения и признание их законности

·  разработка теории, методов и средств измерений и контроля

·  установление единого порядка передачи размеров единиц физических величин от государственных эталонов или образцовых средств измерений рабочим средствам измерений

·  разработка методов оценки погрешностей средств измерений.

Ответственность за состояние метрологического обеспечения на предприятии несет руководитель предприятия (организации).

3. Объекты метрологии

Основным объектом измерения в метрологии являются физические величины.

Физическая величина – одно из свойств физического объекта, явления, процесса, который является общим в качественном отношении для многих физических объектов, отличаясь при этом количественным значением.

Например, свойство «прочность» в качественном отношении характеризует такие материалы, как сталь, дерево, ткань, стекло и многие другие, в то время как степень (количественное значение) прочности – величина для каждого из них совершенно разная.

Единица физической величины – физическая величина, которой по определению задано значение, равное единице. Можно сказать также, что единица физической величины – такое её значение, которое принимают за основание для сравнения с ним физических величин того же рода при их количественной оценке.

Для установления различия, в количественном содержании отображаемого данной физической величиной свойства изучаемых объектов, введено понятие размера физической величины.

Размер физической величины – это количественное содержание в данном объекте свойства, соответствующего понятию «физическая величина».

Истинное значение физической величины считается неизвестным и применяется в теоретических исследованиях.

Действительное значение физической величины устанавливается экспериментальным путем в предположении, что результат эксперимента (измерения) в максимальной степени приближается к истинному значению.

Фактическое значение физической величины – это измерение непосредственное, куда входит и погрешность измерения, которое имеет измерительное средство.

4. Субъекты метрологии

Субъекты метрологии (метрологические службы) – это Государственная метрологическая служба России (ГСМ) и иные государственные службы обеспечения единства измерений.

ГМС представляет собой совокупность государственных метрологических органов и создается для управления деятельностью по обеспечению единства измерений.

Руководство Государственной метрологической службой (ГМС) осуществляет Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (Ростехрегулирование).

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии является федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по оказанию государственных услуг, управлению государственным имуществом в сфере технического регулирования и метрологии. Оно осуществляет лицензирование деятельности по изготовлению и ремонту средств измерений, функции по государственному метрологическому контролю и надзору, а также контроль и надзор за соблюдением обязательных требований государственных стандартов и технических регламентов.

5. Международная система единиц физических величин

Согласованная Международная система единиц физических величин (СИ) принята в 1960 г. XI Генеральной конференцией по мерам и весам. По этой системе предусмотрено семь основных единиц (метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, кандела и моль) и две дополнительные (для плоского угла – радиан и для телесного угла – стерадиан). Все остальные физические величины могут быть получены как производные основных.

Основные единицы СИ Основные единицы Международной системы единиц следующие (табл. 1).

Единица длины – метр (м) – длина пути, проходимого светом в вакууме за интервал времени 1/ 458 с.

Единица массы – килограмм (кг) – единица массы, равная массе международного прототипа килограмма.

Единица времени – секунда (с) – время, равное 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133.

Единица силы электрического тока – ампер (А) – сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенных в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия, равную 2 10(-7) Н.

Единица термодинамической температуры – кельвин (К) – единица термодинамической температуры, равная 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды.

Единица силы света – кандела (кд) – сила света в заданном направлении от источника, испускающее монохроматическое излучение частотой Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср.

Единица количества вещества – моль (моль) – количество вещества системы, содержащей столько же молекул (атомов, частиц), сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 кг.

Таблица 1- Международная система единиц (основные единицы)

Величина	Единица
Наименование	Обозна- чение	Наименование	Обозначение
Русское	Международное
Основные единицы
Длина	L	Метр	М	m
Масса	M	Килограмм	Кг	kg
Время	T	Секунда	с	s
Сила электричес- кого тока	I	Ампер	А	A
Термодинамичес- кая температура Кельвина	Q	Кельвин	К	K
Сила света	J	Кандела	кд	cd
Количество вещества	N	Моль	моль	mol
Дополнительные единицы
Плоский угол	-	Радиан	рад	rad
Телесный угол	-	Стерадиан	ср	sr

6. Виды и методы измерений

Цель измерений – получение значения величины в форме, наиболее удобной для пользования.

Измерение – совокупность операций по применению системы измерений для получения значения измеряемой величины.

По способу получения информации измерения разделяют на прямые, косвенные, совокупные и совместные.

Прямые измерения – это непосредственное сравнение физической величины с ее мерой. Например, при определении длины предмета линейкой происходит сравнение искомой величины с мерой, т. е. линейкой. К прямым измерениям относят также измерение массы при помощи весов и гирь, температуры – термометром.

Косвенные измерения отличаются от прямых тем, что искомое значение величины устанавливают по результатам прямых изменений таких величин, которые связаны с искомой определенной зависимостью. Так, если измерять силу тока амперметром, а напряжение вольтметром, то по взаимосвязи всех трех величин можно рассчитать мощность электрической цепи; плотность тела можно определить по результатам измерений массы (m) и объема (V): P=m/V.

Совокупные измерения – это такие измерения, в которых значения измеряемых величин находят по данным повторных измерений одной или нескольких величин при различных сочетаниях мер.

Совместные измерения – это измерения двух или более неоднородных физических величин для определения зависимости между ними, например, зависимость времени выпекания изделий из различных видов теста от температуры выпекания изделий.

По характеру изменения измеряемой величины в процессе измерений бывают статистические, динамические и статические измерения.

Статистические измерения связаны с определением характеристик случайных процессов, уровня шумов, звуковых сигналов и т. д.

Статические измерения имеют место тогда, когда измеряемая величина практически остается постоянной во времени.

Динамические измерения связаны с такими величинами, которые в процессе измерений изменяются и являются непостоянными во времени, например – измерения пульсирующих давлений, вибраций.

По количеству измерительной информации различают однократные и многократные измерения.

Однократные измерения – это одно измерение одной величины, т. е. число измерений равно числу измеряемых величин. Практическое применение такого вида измерений всегда сопряжено с большими погрешностями, поэтому следует проводить не менее трех однократных измерений и находить конечный результат как среднее арифметическое значение.

Многократные измерения характеризуются превышением числа количества измеряемых величин, минимальное число измерений больше трех. Преимущество многократных измерений – в значительном снижении влияния случайных факторов на погрешность измерения.

Метод измерения – прием или совокупность приемов сравнения измеряемой величины с её единицей.

По способу получения значений измеряемых величин различают два основных метода измерений: метод непосредственной оценки и метод сравнения с мерой.

·  Метод непосредственной оценки – метод измерения, при котором значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия. Например, измерение длины с помощью линейки, определение веса предмета с помощью весоизмерительных приборов, измерение температуры с помощью термометра и т. д.

·  Метод сравнения с мерой – метод измерения, при котором измеряемую величину сравнивают с величиной воспроизводимой меры. Например, измерение массы на рычажных весах с уравновешиванием гирями.

По общим приемам результатов измерений различают

·  Прямой метод измерений

·  Косвенный метод измерений

Первый метод реализуется при прямом измерении, второй – при косвенном измерении, которые описаны выше.

В зависимости от измерительных средств, используемых в процессе измерения, различают инструментальный, экспертный, эвристический и органолептический методы измерений.

·  Инструментальный метод основан на использовании специальных технических средств, в том числе автоматизированных и автоматических.

·  Экспертный метод оценки основан на использовании данных нескольких специалистов.

·  Эвристический метод основан на интуиции. Широко используется способ сопоставления, когда измерительные величины сначала сравниваются между собой попарно, а затем производится ранжирование на основании результатов сравнения.

·  Органолептический метод оценки основан на использовании органов чувств человека (осязания, обоняния, зрения, слуха и вкуса). Так, при проверке качества продукции проводят органолептическую оценку по внешнему виду, вкусу, цвету, консистенции, запаху.

7. Средства измерений

Измерения выполняются с помощью специальных технических средств, имеющих нормированные метрологические характеристики.

Средство измерения – это механическое устройство, используемое при измерениях и имеющее нормированные погрешности. К средствам измерений относятся: меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы, измерительные установки и системы, измерительные принадлежности.

По метрологическому назначению средства измерений делятся на образцовые и рабочие.

Образцовые средства измерений предназначены для поверок по ним других средств измерений как рабочих, так и образцовых менее высокой точности.

Рабочие средства измерений предназначены для измерения размеров величин, необходимых в разнообразной деятельности человека.

Мерой называют средство измерения, предназначенное для воспроизведения физических величин заданного размера. Различают однозначные и многозначные меры, а также наборы и магазины мер. Однозначные меры воспроизводят величины одного размера (гиря). Многозначные меры воспроизводят несколько размеров физической величины. Например, миллиметровая линейка дает возможность выразить длину предмета в сантиметрах и миллиметрах.

Наборы и магазины мер представляют собой объединение (сочетание) однозначных и многозначных мер для получения некоторых промежуточных или суммарных значений величины. Набор меры представляет собой комплект однородных мер разного размера, что дает возможность применять их в нужных сочетаниях, например, набор гирь. Магазин мер – сочетание мер, объединенных конструктивно в одно целое, снабженное специальными переключателями, которые связаны с отсчетными устройствами.

При пользовании мерами следует учитывать номинальное и действительное значение меры. Номинальным называют значение меры, указанное на ней. Действительное значение меры должно быть указано в специальном свидетельстве как результат высокоточного измерения с использованием официального эталона. Разность между номинальным и действительным значениями называется погрешностью меры. Меры подразделяются на разряды (меры 1-го, 2-го и т. д. разрядов) и называются разрядными эталонами (образцовые измерительные средства), которые используют для поверки измерительных средств.

Измерительный преобразователь – это средство измерений, которое служит для преобразования сигнала измерительной информации в форму, удобную для обработки или хранения.

Измерительные приборы – это средства измерений, которые позволяют получать измерительную информацию в форме, удобной для восприятия. Различаются измерительные приборы прямого действия и приборы сравнения.

Наибольшее распространение получили приборы прямого действия, при использовании которых измеряемая величина подвергается ряду последовательных преобразований в одном направлении. К приборам прямого действия относятся манометры, термометры, амперметры, вольтметры и т. д.

Приборы сравнения предназначаются для сравнения измеряемых величин с величинами, значения которых известны.

Измерительные установки и системы – это совокупность средств измерений, объединенных по функциональному признаку со вспомогательными устройствами, для измерения однозначной или нескольких физических величин объекта измерений. Обычно такие системы автоматизированы и обеспечивают ввод информации в систему. Автоматизированные системы измерений позволяют ускорить процесс определения качества продукции по разным критериям в процессе производства конкретной партии.

Измерительные принадлежности – это вспомогательные средства измерений величин. Они необходимы для вычисления поправок к результатам измерений, если требуется высокая степень точности. Например, термометр может быть вспомогательным средством, если показания приборов достоверны при строго определенной температуре; психрометр – если при каком-то процессе строго оговаривается влажность окружающей среды.

Особым средством измерения является эталон.

Эталон – высокоточная мера, предназначенная для воспроизведения и хранения единицы величины с целью передачи её размера другим средствам измерений.

Эталоны классифицируются на несколько видов:

Первичный эталон – воспроизводит единицу физической величины с наивысшей точностью, возможной в данной области измерений на современном уровне научно-технических достижений.

Национальный (государственный) эталон – утверждается в качестве исходного средства измерения для страны национальным органом по метрологии. В России национальные эталоны утверждает Госстандарт России.

Международные эталоны хранит и поддерживает Международное бюро мер и весов (МБМВ). Важнейшая задача деятельности МБМВ состоит в систематических международных сличениях национальных эталонов метрологических лабораторий с международными эталонами, что необходимо для обеспечения достоверности, точности и единства измерений как одного из условий международных экономических связей. Установлены определенные периоды сличения.

Например, эталоны метра и килограмма сличают каждые 25 лет, а электрические и световые эталоны – один раз в 3 года.

Вторичные эталоны (эталоны-копии) – эталоны, получившие размер единицы путем сличения с первичным эталоном.