Для кожного складника невизначеності визначають і документують математичні познаки і назви (позначки) на двох рівнях роздільної здатності.
Колонку коментарів на рисунку 7 використовують для об’єднання інформації, умов і навіть попередніх рішень щодо цього складника невизначеності. У колонці коментарів пишуть пояснення.
Ґрунтуючись на інформації, поданій і задокументованій на рисунку 7, потрібно дослідити і зробити усе необхідне для моделювання невизначеності на цьому етапі ітерації.
Для кожного складника невизначеності:
вибирають метод оцінювання за типом А чи за типом В (див. 8.2 і 8.3);
документують і затверджують вихідні дані тощо для оцінювання значення складника невизначеності;
у разі оцінювання за типом А установлюють значення складника і необхідну для нього кількість вимірювань,
у разі оцінювання за типом В установлюють граничне значення а* (межа відхилу в одиницях впливної величини), а, прийнятий розподіл і кінцеве значення складника невизначеності.
Досліджують, знаходять і документують будь-яку можливу кореляцію між зазначеними складниками невизначеності відповідно до вимог розділу 5.
Вибирають правильні формули залежно від моделювання і коригування й обчислюють сумарну стандартну невизначеність ие (див. 8.6 і 8.7).
Обчислюють розширену невизначеність U, де U = 2 • ис (див. 8.8).
9.3.10 Складають зведену таблицю, що містить усю найважливішу інформацію про бюджет невизначеності (див. приклад на рисунку 8). Досліджують можливі зміни, які можуть змінити оцінку
|
Назва складника |
Тип оцінювання |
Тип розподілу |
Кількість вимірювань |
Граничний від- хил а*, впливні одиниці |
Граничний відхил а. мкм |
Коефіцієнт кореляції |
Коефіцієнт розподілу b |
Складник невизначеності ихх, мкм |
|
|
Ux. Назва ха |
А |
|
10 |
|
|
0 |
|
1,60 |
|
|
І/хь Назва xb |
В |
Гаусса |
|
1,90 |
1,90 |
0 |
0,5 |
0,95 |
|
|
Чхс Назва хс |
В |
Прямокутний |
|
3,42 |
3,42 |
0 |
0,6 |
2,05 |
|
|
Uys Назва уа |
А |
|
15 |
|
|
0 |
|
1,20 |
|
|
l>Yb Назва yb |
А |
|
15 |
|
|
0 |
|
0,60 |
|
|
uZa Назва га |
В |
U-подібний |
|
10 °С |
157 |
0 |
0.7 |
1,10 |
|
|
Uzb Назва zb |
В |
U-подібний |
|
15 °С а,/а2 = 1,1 |
60 |
0 |
0,7 |
0,42 |
|
|
Сумарна стандартна невизначеність |
иа |
|
|
|
|
3,29 |
|||
|
Розширена невизначеність (к = 2), U |
6,58 |
||||||||
Рисунок 8 — Приклад зведеної таблиці з усією найважливішою інформацією про бюджет невизначеностіневизначеності — для підготовки до наступної ітерації, яка у разі необхідності може відбуватися зразу чи пізніше. Важливо виконувати економічне дослідження.
ЗАСТОСУВАННЯ
Загальні положення
Звичайний бюджет невизначеності для вимірювань геометричних розмірів виробів може бути розрахований за наведеною нижче формулою. Складники невизначеності групують залежно від їхнього виду:
Uc= yJlJMPEx + ... + 1/МХ + ... + Ugx +... + Uqx +... + l/ix +... , (22)
.U=uck (А = 2). (23)
Гоупи складників невизначеності походять від, наприклад:
Засобу вимірювальної техніки (чи еталона)
Навколишнього середовища
Людини/персоналу
Організації вимірювання
Вимірювального об’єкта (робочого зразка чи засобу вимірювальної техніки)
Визначення характеристики об'єкта
Методики вимірювання
Інших чинників
t/мРЄІ, 1/мРЄ2і і/мРЄЗі--- ^М1і і/ві. ^В2, ^оі, Uo2, Uo3i...
14і> 4/є2. ^ез, Udi, Ud2, 4/d3i Upt, Up2, Up3, Цн x> • • •
Практика показує, що різні групи складників невизначеності в багатьох випадках не впливають один на одного, якщо зміни в одній з інших груп невеликі. Це означає, що формулу можна використовувати для оцінювання впливу на невизначеність вимірювання від однієї чи більше груп, в абсолютній формі також, як і у відносній.
Можна також подавати бюджет невизначеності і зміни в одній чи більше групах в економічних термінах і результатах і, таким чином, використовувати бюджет невизначеності для оцінювання економічного впливу складників невизначеності.
У наведених нижче підрозділах подано приклади застосування бюджетів невизначеності та методу PUMA. Цей список неповний.
Документування й оцінювання значення невизначеності
Як було показано на багатьох прикладах, бюджет невизначеності зможе дати оцінку значення невизначеності для наявного процесу вимірювання чи калібрування.
Розробляння і документування методики вимірювання чи калібрування
Документування й оптимізація процесу вимірювання і калібрування
Метод PUMA уможливлює документування й оптимізацію процесу вимірювання чи калібрування, враховуючи технічний та/чи економічний критерій, коли оптимізація проходить через низку ітерацій.
Розробляння методики і вказівок щодо вимірювання
Під час одночасного розробляння методик вимірювання і бюджетів невизначеності метод PUMA уможливлює аналізування впливу кожної підметодики, основаної на наявності невизначеності. Тому треба розробити (й оптимізувати) загальну методику вимірювання і відповідні вказівки.
Розробляння методик і вказівок щодо калібрування
Під час одночасного розробляння методик калібрування і бюджетів невизначеності метод PUMA уможливлює аналізування впливу кожної підметодики, основаної на наявності невизначеності. Тому потрібно розробити (й оптимізувати) загальну методику калібрування та відповідні вказівки.
Придатність чи непридатність вторинних методів вимірювання та засобів вимірювальної техніки
У більшості випадків застосування найбільш придатних методу вимірювання і засобів вимірювальної техніки для визначання вимірюваної характеристики (характеристики геометричних розмірів робочого зразка чи метрологічної характеристики засобу вимірювальної техніки) є занадто дорогим та тривалим. Результати аналізування вимірювального об’єкта для відхилів форми та кута й дослідження впливу на бюджет невизначеності дають можливість вибирати вторинні методи вимірювання та засоби вимірювальної техніки чи відмовлятися від них і зменшувати витрати, наприклад, дослідити, чи можуть бути три точки вимірювання (вторинний метод) у V-блоці дійсним заміщенням для вимірювання округлості зміною в округлості (найбільш придатний метод визначання округлості).
Придатність засобів вимірювальної техніки та готування
Вплив на невизначеність вимірювання через підготовку .спеціального засобу вимірювальної техніки (t/мрєх) і через проведення вимірювання (і/ох) можна оцінити з бюджету невизначеності. Усі інші складники невизначеності вважають незмінними. Коли кінцева сумарна стандартна невизначеність задовольняє вимогу цільової невизначеності, то засіб вимірювальної техніки та проведення вимірювання визнають придатними щодо цього завдання вимірювання.
Демонстрування найкращої вимірювальної здатності (ВМС)
Найкраща вимірювальна здатність (ВМС) — це найменша з можливих невизначеність вимірювання, яку досягають у компанії чи лабораторії для конкретного завдання вимірювання. Одержання мінімальних значень усіх складників невизначеності і/е,тіп у бюджеті невизначеності є завданням ВМС.
Розробляння, оптимізація і документування порядку калібрування
Розробляння ієрархії калібрування
Бюджет невизначеності впливає на рівняння функційного взаємозв'язку між двома рівнями в ієрархії калібрування в компанії чи в калібрувальній лабораторії (див. приклад у додатку А і на рисунку 9). Використовують метод PUMA із установленою цільовою невизначеністю у репрезентативних заводських вимірюваннях зі складниками невизначеності, що виникають від засобів вимірювальної техніки (іУмрь), як змінними, а зі всіма іншими складниками невизначеності як фіксованими значеннями використовують результати методу PUMA з мінімальними вимогами (MPEs) до метрологічних характеристик засобів вимірювальної техніки (див. рисунок 9).
Та сама методика, використовувана для вимірювання під час калібрування засобів вимірювальної техніки, буде впливати на мінімальні вимоги до метрологічних характеристик еталонів. Методику можна використовувати на всіх рівнях ієрархії калібрування, і, таким чином, можна розробити повну ієрархію калібрування в компанії чи лабораторії.
Вимоги до придатності еталонів
Вплив на невизначеність вимірювання під час калібрування еталона (uMPbt) можна встановити з бюджету невизначеності. Всі інші складники невизначеності вважають незмінними. Коли кінцева сумарна стандартна невизначеність задовольняє вимогу цільової невизначеності, то вважають, що еталон придатний для цього завдання калібрування.
Вимоги до придатності зовнішніх сертифікатів калібрування
Метрологічні характеристики вторинних еталонів у компанії чи лабораторії впливають на складники невизначеності в бюджетах невизначеності для калібрування наступного меншого рівня ієрархії калібрування. Вторинні еталони діють як засоби вимірювальної техніки, а засоби вимірювальної техніки наступного меншого рівня діють як вимірювальний об'єкт. Вважаючи всі інші складники невизначеності незмінними та складники невизначеності від вторинного еталона (иМРЄх) змінними, вимоги до сертифікатів калібрування можна визначити за формулою:
Ut>UC= yjuEUTx +... + 1/МХ +... + U&C +... + UOX +... + U& +... + UDX + ... + Upx +... . (24)
Сертифікат калібрування вважають придатним, якщо вислідна стандартна невизначеність задовольняє вимогу цільової невизначеності.
Оцінювання застосування еталонів порівняння
Еталони порівняння, використовувані в заводських умовах як додаткові засоби для калібрування, можуть зменшити невизначеність вимірювання. Заміною відповідних складників невизначеності у вихідному бюджеті невизначеності, складеному для відкаліброваного засобу вимірювальної техніки, з урахуванням можливих нових складників невизначеності, можна оцінити вплив від застосування еталона порівняння на невизначеність вимірювання (див. приклад у додатку А).Система метрологічного підтвердження
Система калібрування
Рисунок 9 — Взаємозв’язок між бюджетом невизначеності та рівнем калібрування засобу вимірювальної техніки чи еталона, який використовують під час вимірювання
Розробляння та документування нового засобу вимірювальної техніки
Технічні вимоги до нового засобу вимірювальної техніки
Бюджет невизначеності до конкретного завдання вимірювання може бути розроблено зі складниками невизначеності засобу вимірювальної техніки (uMPbt) як невідомими змінними і всіма іншими складниками невизначеності як незмінними. Вимоги до нового засобу вимірювальної техніки, якого у компанії ще немає, можна розрахувати за формулою (24).
Розробляння спеціального засобу вимірювальної техніки
Бюджет невизначеності до спеціального завдання вимірювання може бути розроблено зі складниками невизначеності ще не розробленого засобу вимірювальної техніки як невідомими змінними і всіма іншими складниками невизначеності як незмінними. Спроектовані вимоги до нового засобу вимірювальної техніки можна розрахувати за формулою (24).
Вимоги до визначення придатності умов навколишнього середовища
