Р 50.1.025-2000 Рекомендации по стандартизации. Энергосбережение. Методы оценки точности и воспроизводимости результатов испытаний по оценке показателей энергетической эффективности

Р 50.1.025-2000

УДК 621:006.354 Группа Т51


РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ

Энергосбережение

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ТОЧНОСТИ И ВОСПРОИЗВОДИМОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ ПО ОЦЕНКЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

Energy conservation. Methods for estimation of accuracy and reproducibility of test results
of energy efficiency indicators of products

ОКС 19.020
ОКСТУ 0011
Дата введения 2001-07-01


Предисловие

1 РАЗРАБОТАНЫ Всероссийским научно-исследовательским институтом стандартизации и сертификации в машиностроении (ВНИИНМАШ) Госстандарта России

ВНЕСЕНЫ Госстандартом России

2 ПРИНЯТЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 28 декабря 2000 г. № 427-ст

3 ВВЕДЕНЫ ВПЕРВЫЕ


1 Область применения

Настоящие рекомендации устанавливают методы оценки точности и воспроизводимости результатов измерений при испытаниях по оценке показателей энергетической эффективности энергопотребляющей продукции (изделий).
Рекомендации распространяются на технические объекты (машины, оборудование, приборы), к которым в нормативно-технической и конструкторской документации предъявляются требования по оценке показателей энергетической эффективности.

2 Нормативные ссылки

В настоящих рекомендациях использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 8.207-76 Государственная система единства измерений. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения
ГОСТ 16504-81 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения
ГОСТ Р 51387-99 Энергосбережение. Нормативно-методическое обеспечение. Основные положения
ГОСТ Р 51541-99 Энергосбережение. Энергетическая эффективность. Состав показателей. Общие положения
РМГ 29-99 Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Основные термины и определения

3 Определения

Термины, применяемые в настоящих рекомендациях, и их определения - по РМГ 29, ГОСТ 16504, ГОСТ Р 51387 и ГОСТ Р 51541.
3.1 абсолютная погрешность: Погрешность измерения, выраженная в единицах измеренной величины.
3.2 относительная погрешность: Отношение абсолютной погрешности измерения к истинному значению измеренной величины.
3.3 воспроизводимость результатов испытаний: Характеристика результатов испытаний, определяемая близостью результатов повторных испытаний объекта.
3.4 грубая погрешность: Погрешность измерения, существенно превышающая ожидаемую при данных условиях погрешность.
3.5 группа результатов наблюдений: Совокупность результатов наблюдений, полученная при условиях, которые в соответствии с целью измерения необходимы для получения результата измерения с заданной точностью.
3.6 измерение: Нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.
3.7 исправленный результат измерения: Результат измерения, получаемый после внесения поправок в неисправленный результат измерения.
3.8 испытания: Экспериментальное определение количественных и (или) качественных характеристик свойств объекта испытаний как результата воздействия на него при его функционировании, при моделировании объекта и (или) воздействий.
3.9 косвенное измерение: Измерение, при котором искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям.
3.10 наблюдение при измерении: Экспериментальная операция, выполняемая в процессе измерений, в результате которой получают одно значение из группы подлежащих совместной обработке для получения результата измерений.
3.11 независимые результаты измерений: Результаты измерений, не содержащие статистических погрешностей.
3.12 неисключенная систематическая погрешность результата измерения: Систематическая погрешность, которая остается неустраненной из результата измерения.
3.13 неравноточные измерения: Измерения, при которых искомое значение величины находят в результате измерений, выполненных в различных условиях (в различных местах, в различное время, разными методами и средствами).
3.14 прямое измерение: Измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных.
3.15 результат измерения: Значение величины, найденной путем ее измерения.
3.16 систематическая погрешность: Составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же величины.
3.17 случайная погрешность: Составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины.
3.18 точность измерения: Качество измерения, отражающее близость его результата к истинному значению измеряемой величины. Количественно точность может быть выражена обратной величиной модуля относительной погрешности.

4 Общие положения

4.1 При оценке точности измерений при испытаниях следует вычислить:
- результат измерения;
- доверительные границы погрешности результата измерения;
- относительную погрешность результата измерения;
- точность результата измерения.
4.2 Проверку гипотезы, что результаты наблюдений принадлежат нормальному распределению, выполняют согласно разделу 3 ГОСТ 8.207.
4.3 Доверительную вероятность для определения доверительных границ погрешности результата измерения выбирают согласно разделу 1 ГОСТ 8.207.

5 Оценка точности прямого измерения с многократными независимыми наблюдениями

5.1 Способы обнаружения и исключения из результатов наблюдения известных систематических погрешностей должны быть указаны в методике выполнения измерений.
5.2 При статистической обработке выборки результатов наблюдений А1, А2, А3, ... , Аn предварительно исключают грубые погрешности.
5.3 При известном среднем квадратическом отклонении , если результаты наблюдений подчиняются нормальному закону распределения, вычисляют отношение по формуле
, (1)
где Аi - результат i-го наблюдения, проверяемый на грубую погрешность;
- выборочное среднее значение результатов наблюдений;
n - число результатов наблюдений.
5.4 Результат tг сравнивают с величиной t(tр), которую находят в зависимости от выбранной вероятности появления погрешности Р по таблице Б.1 приложения Б.
Если tг > t(tр), то проверяемый результат наблюдения должен быть исключен.

Примечание - Выбор вероятности появления погрешности зависит от конкретных условий решаемой задачи: если принимают очень низкий уровень вероятности, то грубые погрешности в результате могут остаться; если взять уровень вероятности неоправданно большой, то можно неоправданно исключить результаты, необходимые для правильной обработки в качестве грубых погрешностей.

Обычно применяют один из трех уровней вероятности:
5%-ный уровень - исключаются погрешности, вероятность появления которых меньше Р = 0,95, уровень значимости q = 0,05 (q = 5 %);
1%-ный уровень - исключаются погрешности, вероятность появления которых меньше Р = 0,99, уровень значимости q = 0,01 (q = 1 %);
0,1%-ный уровень-исключаются погрешности, вероятность появления которых меньше Р = 0,999, уровень значимости q = 0,001 (q = 0,1 %).
5.5 При неизвестном среднем квадратическом отклонении , если результаты наблюдений подчиняются нормальному закону распределения, вычисляют отношение по формуле
, (2)
- выборочная оценка среднего квадратического отклонения.
5.6 Результат ti сравнивают с величиной tг которую находят в зависимости от числа результатов наблюдений n и уровня значимости q по таблице Б.2 приложения Б.
Если ti tг, то проверяемый результат наблюдения может быть исключен.
5.7 За результат прямого измерения принимают среднее арифметическое результатов наблюдений, из которых исключены грубые погрешности.
5.8 Оценку среднего квадратического отклонения S(A) результата измерения определяют согласно разделу 2 ГОСТ 8.207.
5.9 Доверительные границы (без учета знака) случайной погрешности результата прямого измерения определяют согласно разделу 3 ГОСТ 8.207.
5.10 Доверительные границы неисключенной систематической погрешности результата измерения и границы погрешности (без учета знака) результата прямого измерения определяют согласно разделу 4 ГОСТ 8.207.
5.11 Результат измерения записывают в виде
, (3)
где Р- установленная вероятность, с которой погрешность измерения находится в указанных границах.
5.12 Относительную погрешность результата прямого измерения с многократными независимыми в процентах наблюдениями определяют по формуле
. (4)

6 Оценка точности прямых неравноточных измерений

6.1 Методика прямых неравноточных измерений должна обеспечивать условия, при которых результаты повторных измерений искомой величины были бы между собой независимыми.
6.2 Результаты 1, 2, 3, ... , n прямых неравноточных измерений, рассматриваемые как средние значения для групп i1, i2, i3, ... , in равноточных наблюдений и оценки средних квадратических отклонений S( 1), S( 2), S( 3), ... , S( n),определяют согласно разделу 5.
6.3 Весовые значения Р( i) соответствующих групп наблюдений определяют по формулам:
, , , (5)
где т - коэффициент пропорциональности, любое не равное нулю число, одинаковое для всех групп наблюдений;
n - число групп наблюдений.
6.4 Выбирают приближенное значение 0 искомой величины и вычисляют разности для каждой группы наблюдений по формулам:
,
,
, (6)
. . . . . . . . . . . .
.

Примечание - Значение 0 выбирают так, чтобы все разности 1, 2, 3, ... , n были положительные, или принимают в качестве 0 меньшее значение результатов измерений 1, 2, 3, ... , n. В этом случае одна из разностей i будет равна нулю.

6.5 Определяют среднее весовое значение p результата измерения по формуле
(7)
6.6 Вычисляют уклонения v ( i) no формулам:
,
,
, (8)
. . . . . . . . . . . . . .
.
6.7 Оценивают среднее квадратическое отклонение S( p) среднего весового значения результата измерения
, (9)
где n - число групп наблюдений.
6.8 Доверительные границы ( p) без учета знака случайной погрешности результата измерения искомой величины находят по формуле
, (10)
где t (P) - значение коэффициента Стьюдента, который в зависимости от доверительной вероятности Р и числа групп наблюдений n находят по таблице Б.3 приложения Б.
6.9 Результат измерения записывают в виде
, (11)
где Р- доверительная вероятность, с которой случайная погрешность измерения находится в указанных границах.
6.10 Относительную погрешность прямых неравноточных измерений искомой величины А в процентах определяют по формуле
. (12)
7 Оценка точности косвенного измерения

7.1 Среднее значение искомой величины при косвенном измерении определяют по формуле
(13)
где - результат косвенного измерения;
, , , ... - результаты прямых измерений величин А, В, С, ...
7.2 Методика прямых измерений величин А, В, С, ... для косвенного измерения величины Z должна обеспечивать условия, при которых результаты измерения одной и той же величины и (или) разных величин были бы между собой независимыми.
7.3 Результаты прямых измерений и оценки средних квадратических отклонений S( ), S( ), S( ), ... результатов прямых измерений величин А, В, С, . . . определяют согласно
...