Evaluation of measurement uncertainty in mechanical engineering. Discussion of uncertainty budget

Abstract

Omówiono elementy budżetu niepewności pomiaru. Wskazano źródła informacji o składowych niepewności i powody utożsamiania granicznego błędu dopuszczalnego wskazań z niepewnością pomiaru. Wyjaśniono szczegółowo pochodzenie współczynników umożliwiających przeliczanie przedziału możliwych błędów na odchylenie standardowe składowej niepewności pomiaru związanej z tym błędem. SŁOWA KLUCZOWE: niepewność pomiaru, rozkład prawdopodobieństwa, wariancja, budżet niepewności Components of the uncertainty budget are discussed. The sources of information on component uncertainties are pointed out. Reasons for identifying the maximum permissible error of indication with measurement uncertainty are explained. The origins of coefficients enabling calculation of standard uncertainty from the possible range of errors are explained in detail. KEYWORDS: measurement uncertainty, probability distribution, variance, uncertainty budget Budżet niepewności pomiaru zawiera zwykle kilka skła-dowych niepewności, które grupuje się ze względu na źródła ich powstawania, tj. przyrząd pomiarowy, warunki środowiskowe, osobę wykonującą pomiar czy mierzony przedmiot. W przypadku prostych przyrządów używanych w przemyśle budowy maszyn wpływ osoby wykonującej pomiar jest zwykle szacowany na podstawie wyników specjalnego eksperymentu (metoda typu A), natomiast wpływ przyrządu pomiarowego, warunków środowisko-wych i mierzonego przedmiotu -na podstawie danych katalogowych i literaturowych (metoda typu B). . Warto jednak pamiętać, że zawartość merytoryczna tych dokumentów nadal jest aktualna, ponieważ wyprodukowane i wzorcowane według nich mikrometry są jeszcze w użyciu. Do wyznaczenia błędu wskazań stosuje się płytki wzorcowe. Odchyłki pła-skości powierzchni pomiarowych wrzeciona i kowadełka określa się na podstawie pomiaru za pomocą szkła interferencyjnego płaskiego, a odchyłki równoległości -za pomocą kompletu szkieł interferencyjnych płasko-równo-ległych. Składowe niepewności pochodzące od sprzętu pomiarowegoObecne podejście do definiowania wymagań w zakresie dokładności sprzętu pomiarowego podano w normie PN--EN ISO 14978:2007 [5]. Sprzęt pomiarowy (czyli przyrzą-dy, wzorce miary i urządzenia pomocnicze) pod względem dokładności opisują jego charakterystyki metrologiczne. Sprzęt do pomiarów geometrycznych ma zwykle więcej niż jedną charakterystykę metrologiczną i dla każdej powinien mieć określone wymaganie metrologiczne w postaci błędu granicznego dopuszczalnego (MPE) lub wartości granicznych dopuszczalnych (MPL). Normy dotyczące konkretnego sprzętu pomiarowego określają charakterystyki metrologiczne (ważne dla typowego, powszechnego zastosowania tego sprzętu), lecz nie podają dla nich żadnych wartości liczbowych. Wyjątek stanowią normy dotyczące płytek wzorcowych [6] i sprawdzianów do wałków i otworów [7].Zgodnie z aktualnym podejściem wymagania metrologiczne (czyli wartości MPE i MPL dla wskazanych we właściwej normie charakterystyk) wobec nowego sprzę-tu określa producent -w katalogach lub dołączonej do sprzętu dokumentacji. Użytkownik może te wym...