Nowoczesne podejście do wymagań współczesnej metrologii!
We współczesnym świecie działalność człowieka staje się coraz bardziej uporządkowana. Dotyczy to także dziedziny pomiarów. Z jednej strony aparatura pomiarowa wskutek automatyzacji jest coraz bardziej skomplikowana i coraz droższa, ale o wiele prostsza w użytkowaniu. Z drugiej strony w celu obniżenia kosztów upraszcza się i modyfikuje czynności metrologiczne. W racjonalizacji pomiarów nie można jednak odejść od podstawowego wymagania, jakim jest zapewnienie jedności miar na świecie.
W podręczniku przedstawiono: • aktualne wzorce pierwotne podstawowych jednostek miar, wzorce pomiarowe i badanie jednolitości miar; • podstawowe pojęcia metrologii, procedury zapewnienia jedności miar, procedury wzorcowania przyrządów pomiarowych i badania aparatury pomiarowej; • zasady tworzenia schematów sprawdzań wzorców i narzędzi pomiarowych; • aspekty niepewności wyników pomiarów i procedur wyznaczania niepewności; • wstępne opracowanie wyników kalibracji oraz procedury estymacji charakterystyk liniowych i nieliniowych, jedno- i wielowymiarowych przy różnych właściwościach błędów; • badanie metod analitycznych oraz badania międzylaboratoryjne procedur wzorcowania; • aspekty komputeryzacji procedur kalibracji i obsługi laboratorium; • sprawdzanie (walidację) metod badania i wzorcowania; • laboratoria akredytowane oraz zagadnienia prawnej kontroli metrologicznej i oceny zgodności; • przykład księgi jakości laboratorium spełniającego wymagania normy PN-EN ISO/IEC 17025:2005.
W porównaniu do poprzedniego wydania w wielu rozdziałach wprowadzono zmiany i uzupełnienia. W rozdziale o jednostkach miar, wzorcach pomiarowych i badaniu jednolitości miar uwzględniono postęp prac nad ustanowieniem nowego (kwantowego) układu jednostek miar SI oraz kierunki prac prowadzonych nad realizacją nowych (kwantowych) etalonów. Opisano też komputerowe wspomaganie procedur wzorcowania. Dokonano aktualizacji przepisów prawnych i norm, co było szczególnie istotne przy omawianiu zasad i uwarunkowań badania biegłości laboratorium wzorcującego, które jest obecnie obwarowane nowymi przepisami i jest pod nadzorem organizacji międzynarodowych.
Książka jest adresowana zarówno do studentów uniwersytetów (na wydziałach fizyki i chemii), jak i politechnik, oraz do pracowników naukowych i inżynierów zajmujących się budową aparatury pomiarowej oraz jej stosowaniem we wszystkich dziedzinach od mechaniki, elektrotechniki po chemię fizyczną i analityczną.
Rozdziały:
1. Wprowadzenie 1.1. Procedury metrologiczne. 13 1.2. Praktyczne znaczenie kalibracji 20 1.3. Matematyczne podstawy kalibracji 23
2. Jednostki miar, wzorce pomiarowe i badanie jednolitości miar 2.1. Kreowanie wzorców jednostek podstawowych SI – stan obecny 27 2.2. Współpraca międzynarodowa nad zachowaniem jednolitości miar pod auspicjami Konwencji Metrycznej 2.3. Prace nad dokumentami podstawowymi dla rozwoju metrologii koordynowane przez Międzynarodowe Biuro Miar BIPM oraz komitet JCGM 2.4. Prace nad utworzeniem nowego (kwantowego) układu jednostek miar SI koordynowane przez Międzynarodowy Komitet Miar CIPM 2.5. Klasyfi kacja etalonów i wzorce 44 2.6. Realizacja etalonów jednostek podstawowych SI 46 2.7. Międzynarodowa współpraca metrologów koordynowana przez CIPM – w ramach porozumienia MRA o wzajemnym uznawaniu wzorców i świadectw, wyników kalibracji i pomiarów (CIPM-MRA)
3. Procedury zapewnienia jedności miar 3.1 Układy sprawdzań 92 3.2. Interpretacja układów sprawdzań 97 3.3. Optymalizacja układów sprawdzań 103 3.4. Warunki spójności pomiarowej pomiarów 107 3.5. Przykłady układów sprawdzań 111
4. Podstawowe pojęcia metrologii 4.1. Model matematyczny przyrządu 122 4.2. Matematyczny model błędów 126 4.3. Niedokładność wzorców i przyrządów 130 4.4. Defi nicje błędów 136 4.5. Analiza wariancji 146
5. Procedury wzorcowania przyrządów pomiarowych 5.1. Wprowadzenie 152 5.2. Procedury analityczne 156 5.3. Procedury kalibracji 160 5.4. Dobór parametrów procedur wzorcowania 167 5.5. Klasyfi kacja procedur kalibracji 172 5.6. Wzorcowanie rotametru – przykład 179 5.7. Standardowa metoda dodawania 194
6. Niepewność wyników pomiarów i procedury wyznaczania niepewności 6.1. Wprowadzenie 201 6.2. Ujednolicony system wyrażania niepewności 204 6.3. Wyrażanie niepewności w szczególnych przypadkach 214 6.4. Przykłady wyrażania i oceny niedokładności 217
7. Wstępne opracowanie wyników kalibracji 7.1. Wygładzanie sygnałów 234 7.2. Cenzurowanie wyników pomiarów 252 7.3. Uzupełnianie, normalizacja, standaryzacja i monodystansowanie wyników wzorcowania
8. Procedury estymacji charakterystyk 8.1. Liniowa charakterystyka przyrządu i stała wariancja błędów 272 8.2. Liniowa charakterystyka przyrządu, odchylenie standardowe błędów proporcjonalne do x 8.3. Liniowa charakterystyka przyrządu, odchylenie standardowe błędów zmienne 8.4. Wzorzec obarczony błędem 291 8.5. Procedury estymacji charakterystyk nieliniowych 296 8.6. Metoda regresji nieliniowej 304 8.7. Zalecenia praktyczne 307
9. Procedury estymacji odporne na błędy grube 9.1. Procedury cenzurowania przy estymacji charakterystyki 312 9.2. Estymacja odporna 314 9.2. Estymacja medianowa 319
10. Procedury estymacji charakterystyk wielowymiarowych 10.1. Wprowadzenie 328 10.2. Analiza planów eksperymentu kalibracji 331 10.3. Złożone metody regresji 342
11. Komputeryzacja procedur kalibracji i obsługi laboratorium 11.1. Kalibratory i przykłady stanowisk do wzorcowania 353 11.2. Komputerowa obsługa laboratorium 362 11.3. Przykład organizacji systemu komputerowej obsługi akredytowanego laboratorium wzorcującego
12. Sprawdzanie (walidacja) metod badania i wzorcowania 12.1. Ogólne zasady walidacji 397 12.2. Badania równorzędności metod pomiarowych 401 12.3. Badania odporności metod badawczych na czynniki zewnętrzne 404 12.4. Walidacja metod analitycznych 408 12.5. Wewnętrzna kontrola jakości w laboratorium analitycznym 419
13. Badania międzylaboratoryjne procedur wzorcowania 13.1. Podstawowe pojęcia 434 13.2. Przygotowanie programu testowania metody pomiarowej 436 13.3. Estymacja precyzji metody pomiarowej w warunkach odtwarzalności 442 13.4. Przykład estymacji precyzji metody pomiarowej w chemii analitycznej 456 13.5. Badanie biegłości 460
14. Laboratoria akredytowane, prawna kontrola metrologiczna i ocena zgodności 14.1. System prawnej kontroli metrologicznej oraz system oceny zgodności 478 14.2. System oceny zgodności przyrządów pomiarowych z wymaganiami Dyrektyw UE 14.3. Laboratoria wzorcujące i ich szczególne cechy 495 14.4. Zasady działania jednostek akredytujących laboratoria 499 14.5. Międzynarodowy nadzór i współpraca laboratoriów wzorcujących 503 14.6. Proces akredytacji laboratorium wzorcującego 507 14.7. Zakresy akredytacji i kompetencje techniczne laboratoriów wzorcujących 510 14.8. Systemy zarządzania (systemy jakości) laboratoriów wzorcujących. 522
Załącznik: Przykład Księgi Jakości Laboratorium spełniającego wymagania normy PN-EN ISO/IEC 17025:2005 Objaśnienia i uwagi wstępne 534 0. Prezentacja KJ 539 1. Defi nicje 540 2. Opis Laboratorium 543 3. Zarządzanie Laboratorium 545 4. System Zarządzania Jakością 549 5. Pomieszczenia i środowisko 554 6. Sprzęt badawczy i pomiarowy 556 7. Metody pracy laboratoryjnej 559 8. Tryb realizacji zamówień 561 9. Rozpatrywanie reklamacji 563 10. Prowadzenie i nadzorowanie dokumentacji 565 Procedura 01. Procedura zakupu i wprowadzenia do eksploatacji sprzętu badawczego i pomiarowego Procedura 02. Procedura gospodarki sprzętem badawczym i pomiarowym 567 Procedura W1. Procedura wzorcowania 568 Słownik skrótów 571
Wzorcowanie aparatury pomiarowej Wydanie II
|