Разработка методики расчета неопределенностей измерений массовой доли влаги в твороге

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине « Организация и технология испытаний»

Тема работы: « Разработка методики

расчета неопределенностей измерений массовой доли влаги в твороге».

Минск 2007
Реферат

  Работа содержит 20 страниц, 3 таблицы, 3 литературных источника

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ, НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ, РАСЧЕТ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ, МАССОВАЯ ДОЛЯ ВЛАГИ, ТВОРОГ.

Целью данной курсовой работы является разработка методики расчета неопределенностей измерений массовой доли влаги в твороге. При написании курсовой работы были рассмотрены следующие разделы:

-         методика выполнения измерений

-         теоретические основы расчета неопределенностей

-         разработка методики расчета неопределенностей измерений

-          пример расчета неопределенностей

                                              Содержание

Введение............................................................................................

Основная часть.........................................................................................

1. Методика выполнения измерений…………………............................

2.Теоретические основы расчета неопределенностей.………………..

3. Разработка методики расчета неопределенностей измерений............

4. Пример расчета неопределенностей…………………………………..

Заключение..................................................................................................                                               

Приложение А…………………………………………………………..

Список использованных источников литературы и ТНПА...................

Введение

В эпоху расширения международного сотрудничества в различных сферах деятельности необходимо, чтобы метод для оценки точности проводимых измерений был единым во всем мире, чтобы результаты измерений,проводимые в разных странах, можно было легко сличать.

В СТБ ИСО/МЭК 17025 результат измерений должен оцениваться неопределенностью. Неопределенность делится на стандартную и расширенную.

1.      Методика выполнения измерений

При определении массовой доли влаги в твороге пакет вкладывают в листок пергамента, несколько большего размера,чем пакет, не загибая краев. Готовые пакеты высушивают в течении 3 минут при той же температуре,при которой должен высушиваться исследуемый продукт ( для творога-150-152  С), после чего их охлаждают и хранят в эксикаторе.

Продукт равномерно распределяют по всей внутренней поверхности пакета. Пакет с навеской закрывают,помещают в прибор Чижовой между плитами, нагретыми до требуемой температуры, и выдерживают 5 минут.

В начале сушки во избежании разрыва пакета верхнюю плиту прибора приподнимают и поддерживают в таком положении до прекращения обильного выделения паров, которое обычно длится 30-50 с. Затем плиту опускают и продолжают высушивание в течении времени, установленного для данного продукта.

Обработка результатов.

Массовую долю влаги в продукте (W) в процентах вычисляют по формуле (1.1):

                                                   (1.1)

где   m1 – пакета с навеской до высушивания, г;

m – масса  пакета после высушенния , г.

Массовую долю влаги в твороге определяют как среднее арифметическое результатов двух параллельных определений. Допустимое расхождение результатов не должно превышать 0,5 %.

2. Теоретические основы расчета неопределенностей

Процесс оценивания неопределенности может быть представлен в виде следующих этапов:

1.                  Описание измерения, составление его модели и выявление источников неопределенности.

Любой процесс измерения можно представить в виде последовательности выполняемых операций. Поэтому для описания измеряемой величины и выявление источников неопределенности целесообразно представить цепь преобразования измеряемой величины в виде схемы, отображающей последовательность процесса измерений.

Источниками неопределенности могут быть пробоотбор, условия хранения, аппаратурные эффекты, чистота реактивов, условия измерений, влияние пробы, вычислительные и случайные эффекты, влияние оператора.

2.                  Оценивание значений и стандартных неопределенностей входных величин. Следующим этапом после выявления источников неопределенности является количественное описание неопределенностей, возникающих от этих источников. Это может быть сделаго двумя путями:

-         оцениванием неопределенности, возникающей от каждого отдельноо источника с последуюим суммированием составляющих;

-         непосредственным определением суммарного вклада в неопределенность от некоторых или всех источников с использованием данных об эффективности метода в целом.

Оценки эффективности могут включать не все факторы, поэтому влияние любых оставшихся следует оценить отдельно и затем просуммировать.

Для каждой входной величины необходимо определить Оценивание неопределенности от каждого источника возможно двумя способами: по типу А (путем статистического анализа ряда наблюдений) и по    типу В (иным способом,чем статистичекий анализ ряда наблюдений).

Исходными данными для оценивания стандартной неопределенности по типу А являются результаты многократных измерений х  ,…, х  ; і= 1,…,n. А основании полученных результатов рассчитывается среднее арифметическое х по формуле которое является оценкой входной величины Х ,

Стандартная неопределенность u (x ) вычисляется по формуле (2.1)

                                 ( 2.1)

Исходнми данными для оценивания стандартной неопределенности по     типу В является седующая информация:

- данные предшествовавших измерений величин, входящих в уравнение измерения;

- сведения о виде распределения вероятностей;

          - данные, основанные на опыте исследователя или общих знаниях о

поведении и свойствах соответствующих приборов и материалов;

- неопределенности констант и справочных данных;

-         данные поверки, калибровки, сведения изготовителя о приборе и т.д.

Для определения стандартной неопределенности входных величин необходимо воспользоваться законом распределения вероятностей. Используются следующие основные распределения:

-         прямоугольное;

-         треугольное;

-         нормальное (Гаусса).

3. Анализ корреляций. Две входные величины могут быть независимыми или связанные между собой (коррелированы). В концепции неопределенности имеется в виду корреляция не мтематическая, а «логическая». Например, может быть связь между двум  входными величинами, если при их определении используют один и тот же измерительный прибор или справочные данные.

4. Расчет оценки выходной величины. Оценку выходной величины  (результатом измерения) рассчитывают из уравнения связи подставив в формулу вместо х их оценки (математическое ожидание).

5.  Расчет стандартной неопределенности выходной величины. Стандартная неопределенность выходной величины определяется суммированием стандартных неопределенностей входных величин и является суммарной стандартной неопределенностью.

В случае некоррелированных входных величин суммарная стандартная неопределенность рассчитывается по формуле (2.2)

                                              (2.2)

С  - коэффициент чувствительности, часто равный 1.

Если функциональная зависимость – сумма либо разность, то суммарную стандартную неопределенность рассчитывают по формуле (2.3)

                                                                        (2.3)

Если функциональная зависимость – произведение либо частное, то суммарную стандартную неопределенность рассчитывают по формуле (2.4 и2.5)

                                                                       (2.4)

                             ;                                                                    (2.5)             

6. Расчет расширенной неопределенности. Расширенную неопределенность U  получают путем умножения стандартной неопределенности выходной величины u (y) на коэффициент охвата k U=ku (y).формаци При выборе значения коэффициента охвата следует учитывать:

-         требуемый уровень достоверности;

-         информация о предполагаемом распределении;

-         информацию о количестве наблюдений, использованных для оценки случайных эффектов.

Часто на практике принимают ли k=2 для интервала, имеющего уровень доверия Р=95%  и k=3 для интервала, имеющего уровень доверия Р=99%.

7.Представления конечного результата измерений.

Если мерой неопределенности является суммарная стандартная неопределенность ис (у), то результат может быть записан так:

результат: у (единиц) при стандартной неопределенности ис (у) (единиц)

3 Разработка методики расчета неопределенностей

Методика расчета неопределенностей измерений состоит из следующих разделов:

1.      Назначение

В этом разделе указывается назначение разрабатываемой методики, ТНПА на метод испытаний и ТНПА, в соответствии с требованиями которого разработана методика.

2. Измерительная задача

Данный раздел содержит суть метода измерений и оборудование, используемое для проведения измерений.

3. Модель измерения

В данном разделе указывается функциональная зависимость, которая связывает измеряемую величину с другими величинами, которые входят в модель и являются источниками неопределенностей. Все выявленные источники неопределенностей отражаются на диаграмме причина-следствие.

4. Результаты измерения

В данном разделе указывается, что является результатом измерений.

5. Анализ входных величин