МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
ВИЗНАЧЕННЯ РІВНЯ ЯКОСТІ ВИМІРЮВАЛЬНИХ ПРИЛАДІВ ПРИ ДОПОМОЗІ КОМПЛЕКСНИХ СЕРЕДНЬОЗВАЖЕНИХ ПОКАЗНИКІВ
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до виконання розрахункових робіт
з дисципліни „Основи кваліметрії”
для студентів спеціальності 6.051002 “Метрологія, стандартизація та сертифікація”
Затверджено на засіданні кафедри
“Метрологія, стандартизація та сертифікація”
Протокол №_ від _________ р.
Львів-2010
1. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ
Вступ (коротко окреслити призначення кваліметрії, як наукової галузі, описати основні методи та принципи кваліметрії).
Вибір базового зразка із заданих вимірювальних приладів.
Визначення рангів показників якості вимірювальних приладів.
Знаходження середнього значення рангів показників якості вимірювальних приладів.
Визначення оцінки коефіцієнтів вагомості показників якості вимірювальних приладів.
Визначення середньої оцінки коефіцієнтів вагомості показників якості вимірювальних приладів.
Визначення відносних показників якості для кожного приладу відносно базового зразка.
Визначення середньозважених комплексних показників якості для кожного оцінюваного приладу за середньозваженим арифметичним показником.
Визначення середньозважених комплексних показників якості для кожного оцінюваного приладу за середньозваженим геометричним показником.
Визначення середньозважених комплексних показників якості для кожного оцінюваного приладу за середньозваженим гармонічним показником.
Побудова порівняльної таблиці рангів рівня якості вимірювальних приладів для різних середньозважених показників.
Формулювання висновку із проведеного оцінювання рівня якості вимірювальних приладів.
2. ХІД ВИКОНАННЯ РОБОТИ
Вибір базового зразка для оцінювання проводиться із заданих приладів, шляхом їх порівняння за значеннями найбільш важливих показників їх якості. Наприклад, для цифрових вольтметрів найбільш важливими показниками їх якості є точність, ціна та роздільна здатність.
Визначення рангів вагомості показників якості вимірювальних приладів проводиться наступним чином:
формується експертна комісія чисельністю 5 – 7 чоловік;
проводиться опитування думок експертів, щодо рангу вагомості кожного показника якості заданих вимірювальних приладів;
ранги вагомості кожного j-го показника, що виставлені окремим l-м експертом заносяться в таблицю;
визначається сума рангів вагомості кожного j-го показника за усіма експертними думками ,
де r – кількість експертів,
– місце, на яке поставлена вагомість j-го показника якості l-м експертом;
визначається сума усіх рангів виставлених експертами ;
знаходиться середнє значення рангів кожного з показників якості із відношення .
Відповідно до визначених середніх рангів показників якості кожний експерт виставляє оцінки коефіцієнтів вагомості показників якості вимірювальних приладів, відповідно до принципу кваліметрії, що та заносить їх у таблицю, де – коефіцієнти вагомості показників якості.
Для визначення середньої оцінки коефіцієнтів вагомості показників якості вимірювальних приладів потрібно визначити , де ,
де – оцінка коефіцієнта вагомості j-го показника в l-го експерта.
Визначення відносних показників якості для кожного приладу відносно базового зразка проводиться за формулами:
, або (1)
(2)
де Кj – відносний показник якості (оцінка показника якості);
Рj – кількісне значення j-го показника якості оцінюваного виробу;
Рjбаз – кількісне значення j-го показника якості базового зразка.
Формула (1) використовується, коли збільшенню абсолютного значення показника якості відповідає покращення якості продукції. За цією формулою можна визначити відносний показник якості для потужності, продуктивності, точності, коефіцієнта корисної дії, швидкодії та ін.
За формулою (2) відносний показник якості визначається тоді, коли збільшення абсолютного значення показника якості продукції відповідає її погіршенню. За цією формулою визначають відносний показник для собівартості, витрат матеріалів, палива, енергії, вмісту шкідливих домішок, ціни, похибки вимірювальних приладів та інших, оскільки в цих випадках покращення якості визначається зменшенням абсолютного значення одиничного показника.
Визначення середньозважених комплексних показників якості для кожного оцінюваного приладу за середньозваженим арифметичним показником проводиться за формулою виду:
, (3)
де Кo – комплексний показник якості;
Мj – коефіцієнт вагомості j-го показника якості.
Визначення середньозважених комплексних показників якості для кожного оцінюваного приладу за середньозваженим геометричним показником проводиться за формулою виду:
(4)
Оскільки , то формула (4) може бути трансформована до вигляду:
(5)
Визначення середньозважених комплексних показників якості для кожного оцінюваного приладу за середньозваженим гармонічним показником проводиться за формулою виду:
(6)
Оскільки , то формула (6) може бути трансформована до вигляду:
(7)
Побудова порівняльної таблиці рангів рівня якості вимірювальних приладів для різних середньозважених показників проводиться таким чином: значенням середньозважених показників, які пораховані для кожного приладу присвоюється ранг, причому найвищий ранг присвоюється найбільшому значенню середньозваженого показника якості (рівень якості такого приладу є найвищий), а найнижчий ранг присвоюється найменшому значенню середньозваженого показника якості (рівень якості такого приладу є найнижчий); ранги присвоюються виключно для значень середньозважених показників якості приладів та окремо для різних видів середньозважених показників (середньозваженого арифметичного, середньозваженого геометричного та середньозваженого гармонічного показника).
Значення рангів записуються у таблицю такого вигляду:
Номери приладів
Серед-
ньозваженіо
показники якості
1
2
3
...
n
арифметичний
геометричний
гармонічний
Приклад виконання розрахунків.
Задані показники якості п’яти цифрових вольтметрів, значення яких наведені у таблиці 1.
Таблиця 1
Значення показників якості цифрових вольтметрів
Прилад
Показники якості
Основна похибка
Р1, %
Роздільна здатність
Р2, мкВ
Нижня межа вимірювань
Р3, В
Вхідний опір
Р4,
106 Ом
Швидко-дія
Р5, с
Верхня межа вимірювань
Р6, 103 В
Додаткова похибка
Р7, %
Ціна
Р8, грн
0,3
1000
1
40
0,4
1
0,15
682
0,01
10
0,05
5000
0,04
1
0,005
3700
0,006
10
1
1000
0,5
1
0,0025
3300
0,15
100
1
0,1
1
1
0,02
1550
0,06
100
1
10000
0,15
1
0,03
2230
За базовий зразок вибираємо прилад № 3, оскільки у цього приладу найменше значення основної похибки та роздільної здатності при прийнятних значеннях інших показників якості.
Визначення рангів показників якості вимірювальних приладів проводимо у табличному вигляді. Найбільш важливому показнику якості присвоюється найвищий ранг, а найменш важливому показнику якості – найнижчий ранг.
Таблиця 2
Оцінка думок експертів (визначення рангів вагомості показників якості цифрових вольтметрів)
Експерти
Показники якості
Основна похибка
Р1, %
Роздільна здатність
Р2, мкВ
Нижня межа вимірювань
Р3, В
Вхідний опір
Р4,
106 Ом
Швидко-дія
Р5, с
Верхня межа вимірювань
Р6, 103 В
Додаткова похибка
Р7, %
Ціна
Р8, грн
8
6
5
3
2
4
7
1
8
5
3
4
1
2
7
6
8
4
3
6
1
2
7
5
8
4
3
5
1
2
6
7
8
6
5
4
1
3
7
2
40
25
19
22
6
13
34
21
Визначаємо суму усіх рангів виставлених експертами
Знаходимо середнє значення рангів кожного з показників якості вимірювальних приладів із відношення
; ; ; ;
; ; ; .
За вище визначеними значеннями середній ранг буде мати вигляд:
; ; ; ; ; ; ; .
Визначення оцінки коефіцієнтів вагомості показників якості вимірювальних приладів проводиться наступним чином.
Відповідно до визначених середніх рангів показників якості кожний експерт виставляє оцінки коефіцієнтів вагомості показників якості вимірювальних приладів, відповідно до принципу кваліметрії, що та заносить їх у таблицю 3.
Таблиця 3
Оцінки коефіцієнтів вагомості показників якості цифрових вольтметрів
Експерти
Коефіцієнти вагомості показників якості
М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8
0,3
0,15
0,07
0,1
0,05
0,05
0,2
0,08
0,3
0,15
0,04
0,15
0,02
0,04
0,2
0,1
0,25
0,15
0,07
0,13
0,04
0,06
0,2
0,1
0,25
0,15
0,1
0,14
0,02
0,03
0,18
0,13
0,35
0,15
0,03
0,12
0,02
0,03
0,2
0,1
1,45
0,88
0,55
0,63
0,38
0,3
0,52
0,29
Шукаємо загальну суму коефіцієнтів вагомості для всіх експертів:
Визначення середньої оцінки коефіцієнтів вагомості показників якості вимірювальних приладів проводиться за формулою:
; ; ; ; ; ; ; ;
Визначення відносних показників якості для кожного приладу відносно базового зразка проводиться за формулами (1) або (2) і результати заносяться у таблицю 4.
Таблиця 4
Оцінки відносних показників якості цифрових вольтметрів
Прилади
Відносні показники якості
0,02
100
1
0,04,
0,8
1
0,017
4,84
0,6
1
20
5
0,08
1
0,5
0,89
-
-
-
-
-
-
-
-
0,04
10
1
0,0001
2
1
0,125
2,13
0,1
10
1
10
0,3
1
0,083
1,48
Середньозважений комплексний показник якості для кожного оцінюваного приладу за середньозваженим арифметичним показником визначається з формули:
,
4
3
1
2
Середньозважений комплексний показник якості для кожного оцінюваного приладу за середньозваженим геометричним показником визначається з формули:
2
4
1
3
Середньозважений комплексний показник якості для кожного оцінюваного приладу за середньозваженим гармонічним показником визначається з формули:
2
4
1
3
Побудова порівняльної таблиці рангів рівня якості вимірювальних приладів для різних середньозважених показників.
Ранги (рейтинги) рівня якості кожного з вимірювальних приладів для різних середньозважених показників виставлені поруч із значеннями комплексних показників якості (цифри відзначені напівжирним курсивним шрифтом) та перенесені у таблицю 5.
Таблиця 5
Порівняльна таблиця рангів рівня якості вимірювальних приладів для різних середньозважених показників
Номери приладів
Серед-
ньозваженіо
показники якості
1
2
4
5
арифметичний
4
3
1
2
геометричний
2
4
1
3
гармонічний
2
4
1
3
12. Висновок. Виходячи з даних порівняльної таблиця рангів рівня якості вимірювальних приладів, найвищий рівень якості має прилад № 2, а найнижчий рівень якості – прилад № 4.
Варіанти завдань для виконання розрахункової роботи
Таблиця 1
Прилад
Показники якості
Похибка
Р1, %
Нижня межа вимірювання
Р2, мВ
Роздільна здатність
Р3, мкВ
Вхідний опір
Р4, Ом
Час вимірювань
Р5, с
0,003
1
10
2(1010
0,02
0,01
1
50
2(1010
0,02
0,02
0,2
10
107
0,1
0,005
0,01
1
109
0,1
0,02
0,1
10
109
0,1
0,1
0,32
100
108
1
Таблиця варіантів завдань
Прізвище
студента
Таблиця 1
№ приладів
Галандзовський В.
10 – 15