Стр. 1
 

24 страницы

Купить официальный бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку "Купить" и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Официально распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль".

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Устанавливает процедуры количественного определения следующих характеристик методик выполнения измерений, используемых при оценке качества воздуха по ИСО 6879: систематической погрешности (частично), градуировочной характеристики, диапазона линейности, стабильности характеристик измерительной системы, предела обнаружения, периода необслуживаемой работы измерительной системы, селективности, чувствительности, верхнего предела измерений

Введен впервые

Страница 1

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ГОСТ Р исо 9169-2006


КАЧЕСТВО ВОЗДУХА

Определение характеристик методик выполнения

измерений

ISO 9169:1994

Air quality — Determination of performance characteristics of measurement

methods

(IDT)

Издание официальное

m

rs*

i

о

CM

<*>

ш


Стщщц 1И|фЩ1И адт

Страница 2

ГОСТР ИСО 9169-2006

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1    ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем» (ОАО «НИЦ КД») на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 457 «Качество воздуха»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерапьного агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 декабря 2006 г. № 323-ст

4    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 9169:1994 «Качество воздуха. Определение характеристик методик выполнения измерений» (IS09169:1994 «Air quality — Determination of performance characteristics of measurement methods»).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении D

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок— в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случав пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

©Стандартинформ, 2007

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

Страница 3

ГОСТ РИСО 9169—2006

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КАЧЕСТВО ВОЗДУХА Определение характеристик методик выполнения измерений

Air quality. Determination of performance characteristics of measurement methods

Дата введения — 2007—08—01

1    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает процедуры количественного определения следующих характеристик методик выполнения измерений, используемых при оценке качества воздуха по ИСО 6879: систематической погрешности (частично), градуировочной характеристики, диапазона линейности, стабильности характеристик измерительной системы, предела обнаружения, периода необслуживаемой работы измерительной системы, селективности, чувствительности, верхнего предела измерений.

Установпенные процедуры применимы только к измерительным системам с линейными11 непрерывными градуировочными характеристиками, выходная переменная которых является величиной, усредненной за определенный промежуток времени. Результаты измерений, относящиеся к одному входному состоянию, предполагаются распределенными по нормальному закону. Преобразования промежуточных резупьтатов в выходную переменную рассматриваются как составная часть работы измерительной системы.

Для контроля стабильности измерительной системы при обычных условиях измерений достаточно исследовать поведение основных характеристик измерительной системы с использованием упрощенных испытаний. Приемлемая степень упрощения зависит от предварительного знания того, насколько эти характеристики стабильны во времени.

Если выходная переменная является усредненной по времени величиной, то нет существенного различия, является ли метод измерения инструментальным (автоматическим) или лабораторным (например, метод мокрой химии). Процедуры, установленные настоящим стандартом, распространяются на оба этих случая.

Установленные процедуры применяют при оценке качества воздуха на рабочем месте, внутри и вне помещений, а также при анализе выбросов загрязняющих веществ.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ИСО 3534-1:1993 Статистика. Словарь и условные обозначения. Часть 1. Термины, используемые в теории вероятности, и общие статистические термины

ИСО 5725-2:1994 Точность (правильность и прецизионность) методов и резупьтатов измерений. Часть 2. Основной метод определения повторяемости и воспроизводимости стандартного метода измерений

ИСО 6879:1995 Качество воздуха. Характеристики и соответствующие им понятия, относящиеся к методам измерений качества воздуха

!' Линейность может быть обеспечена путем последующей обработки первичной выходной переменной.

Издание официальное

1

Страница 4

ГОСТР ИСО 9169-2006

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.

Примечание — Используемый в настоящем стандарте термин «измерительная система» не требует какого-либо специального определения, а только указывает на инструментальную реализацию методики выполнения измерений.

3.1 период усреднения (averaging lime), Д0: Установленный интервал времени, для которого характеристику качества воздуха считают представительной.

Примечания

1 Каждый результат измерений является представительным для определенного интервала времени г, который превосходит некоторое минимальное значение, определяемое особенностями применяемой процедуры измерений. Чтобы иметь возможность сравнивать полученные оценки, относящиеся к сопоставляемым объектам, необходимо приведение этих оценок к единому установленному интервалу времени. Это достигается линейным усреднением без использования весовых функций.

Среднее значение для серии отдельных выборок при фиксированном дв вычисляют по формуле

А-1

<1>

где ©о э«- дв; Кг = Дв.г «. Дв.

Среднее значение для непрерывной выборки вычисляют по формуле

(2)

Вобоихспучаяхисходная выборка c(i) связана спредставитепьным интервалом времени измерения г. тогда как усредненное значение с(дв) считается представительным для периода усреднения дв (предшествующего текущему значению 0).

Таким образом, период усреднения дв представпявтсобойзаранеевыбираемыйединыйинтервап времени, в пределах которого оцениваемая переменная с будет представительна (среднее квадратическое отклонение результатовизмерений.относящихсякинтерваламвремени т « дв. для с запериод Дв будет минимальным).

2 Усреднение может быть реализовано с помощью рекуррентной процедуры (выборочного усреднения).

3.2    система непрерывного измерения (continuously measuring system): Измерительная система, сигнал на выходе которой получен вследствие непрерывного воздействия на эту систему воздуха с определенной характеристикой его качества и является непрерывной функцией времени.

3.3    система дискретных измерений (non-continuously measuring system): Измерительная система. на выходе которой получают последовательность дискретных сигналов.

Примечание — Дискретность выходной переменной может быть следствием дискретности отбора проб или способа обработки данных измерительным устройством.

3.4    влияющая величина (influence variable): Переменная, влияющая на соотношение между истинными значениями исследуемой характеристики качества воздуха и соответствующими результатами измерений (например, на свободный член или угловой коэффициент градуировочной характеристики. или на степень разброса результатов измерений относительно градуировочной характеристики).

3.5    нормальные условия (reference conditions): Установленная совокупность значений (включая допустимые отклонения) влияющих величин, при которых получают представительные значения оцениваемой характеристики.

3.6    период необслуживаемой работы (period of unattended operation): Максимально допустимый интервал времени, в течение которого значения метрологических характеристик остаются в установленных пределах без технического обслуживания, например перезагрузки, калибровки1 > или регулировки.

3.7    рандомизация (randomization): Случайное упорядочение объектов совокупности.

Примечания

1 Процедуру рандомизации можно представить следующим образом. Из совокупности, включающей п объектов (п — натуральное число), изымают поочередно по одному объекту случайным образом (т.е. с равной вероятностью быть изъятым для каждого объекта) без возвращения и в порядке изъятия присваивают каждому объекту номер от 1 до л. получая, таким образом, упорядоченную последовательность объектов.

2 После выпопнения процедуры рандомизации объекты совокупности называют рандомизированными (см. ИСО 3534-1).

11 Калибровку в Российской Федерации в данном случае принято называть градуировкой.

2

Страница 5

ГОСТ Р ИСО 9169-2006

3.8    случайная величина (random variable): Переменная, которая может принимать любое значение из заданного множества значений и с которой связано распределение вероятностей (см. ИСО 3534-1).

3.9    функция дисперсии (variance function): Зависимость дислерсии выходной переменной от исследуемой характеристики качества воздуха.

3.10    время установления рабочего режима (warm-up time): Минимальное время после включения, необходимое измерительному устройству для того, чтобы его характеристики достигли установленных значений (в отсутствие входного сигнала).

Примечания

1    На практике для определения времени установления рабочего режима контролируют изменения характеристики. для которой ожидаемый период стабилизации значений максимален.

2    В случае использования лабораторных методик применяют термин «время подготовки».

4 Обозначения и сокращения

э0. а,, а2    — коэффициенты модели функции дислерсии.

Ь0. Ь,    —оценки параметров градуировочной характеристики.

С    — характеристика качества воздуха,

с    —значение С.

с    —оценка с.

с,    — значение С в /-й пробе (это может быть проба образца сравнения).

с0    — нормирующий множитель для С (в данном случае |с0| = 1).

ДС;    —погрешность оценки С в точке с,.

Г4}    — взвешенное среднее (для набора весов ).

DEP (с)/у — зависимость (в первом порядке приближения) результата измерений С от /-й влияющей величины в точке с.

DEP(b0 )/v —зависимость (в первом порядке приближения) свободного члена градуировочной характеристики от /-й влияющей величины.

DEP (Р,),^ — зависимость (в первом порядке приближения) углового коэффициента градуировочной характеристики от /-й влияющей величины.

DEP(x)/v — зависимость (в первом порядке приближения) выходного сигнал а от /'-и влияющей величины.

D Фо)    — дрейф (см. ИСО 6879) свободного члена градуировочной характеристики.

D (Ь,)    — дрейф углового коэффициента градуировочной характеристики.

D (с)    — дрейф результата измерений с для С = с,.

F    —статистика Фишера.

F,    — квантиль уровня х F-распределения.

/ /1(,    — селективность по отношению к /-Й влияющей величине.

IVt    — /-я влияющая величина.

ivi    —значение/У,.

Д/V,    — разность значений IV,.

L    — общее число измерений при испытании на стабильность.

LDL    — предел обнаружения.

М    — общее число проб, полученных на основе образца сравнения в рамках одной калибровки.

N'    —число значений выходной переменной для С = с..

р, , pu    — оценка углового коэффициента регрессионной зависимости выходной переменной от вре

мени при с = с, и с = си соответственно.

RESC    — разрешение в точке С = с.

R. г    — пределы воспроизводимости и повторяемости (сходимости)соответственно,

s    — оценка сглаженного стандартного отклонения X для С = сг

s2    — сглаженная оценка дисперсии X(повторных измерений) для С = с..

s0    — нормирующий множитель для стандартного отклонения (в настоящем стандарте значение

s0 принято равным единице). st>0-s£>,    —оценка стандартного отклонения нестабильности (см. ИСО 6879) свободного члена и угло

вого коэффициента линейной градуировочной характеристики соответственно. sc    — оценка стандартного отклонения нестабильности в точке с.

3

Страница 6

ГОСТР ИСО 9169-2006

sdx    — оценка стандартного отклонения экспериментально определенной градуировочной харак

теристики (в единицах измерения С). sic    — оценка стандартного отклонения экспериментально определенной градуировочной харак

теристики (в единицах выходной переменной), s,    — оценка стандартного отклонения выборки x,f дпя С = с • (/ — индекс выборки).

Sj    — сгпаженная оценка стандартного отклонения выборки xiy для С = с, (/ — индекс выборки),

s,    — оценка стандартного отклонения повторяемости (сходимости).

t    — квантиль уровня q f-распредепения с v степенями свободы.

ТС    — статистика для критерия Граббса.

X    — выходная переменная.

х    — значение X.

x    — оценка х.

х,    — оценка выходного сигнала для С = с,.

х,    — среднее выборочное выходных сигналов для С = с,.

xioxu    — выходной сигнал в точке с, с наибольшим абсолютным отклонением от х,.

X..    — /-е значение выходного сигнала для С = с..

xi    г > хиг    — ‘ "е значения выходного сигнала, попученные при бопее высоком и более низком значениях

С для образца сравнения соответственно. хы    — взвешенное среднее всей последовательности выходных сигналов в рамках калибровки.

Эо'(Ь    —свободный член и угловой коэффициент линейной градуировочной характеристики, соот

ветственно.

0    —время.

v    — число степеней свободы при калибровке.

v,, v2    — числа степеней свободы для оценок дисперсий, входящих в числитель и знаменатель ста

тистики Фишера соответственно. ci> = <!>(с)    — непрерывная весовая функция, попученная на основе модели для sr

ti>j    — значение весового коэффициента в точке с^.

5 Общие требования

5.1 Описание процедуры

Методика выполнения измерений включает в себя такие этапы как отбор проб, анапиз, обработка резупьтатов измерений, калибровка, каждый из которых должен быть детально описан. Схема последовательности этапов измерений и капибровки приведена на рисунке 1.

Примечание — При определенных обстоятельствах для оценки метрологических характеристик измерительной системы достаточно проверить выполнение одного или нескольких этапов. Кроме того, в ряде случаев выполнение всех этапов, соответствующих методу измерений, невозможно. Общей рекомендацией является выполнение максимально возможного числа этапов.

л

Страница 7

ГОСТ Р ИСО 9169-2006

Отбор гроб

Подшаш

1

Ргатридочм

уотройотж»

Busfpicfl Г сигнал [_


ПМДУЦКЖУЯ

лцяктарястюв


Атлитачеоян

ДОКЦМЯ

(Рмрътнг Л юмармяй J

---Кымбржв

Рисунок 1 — Схема последовательности этапов измерения и калибровки

5.2    Определение исследуемых характеристик

Характеристики измерительной системы должны быть определены в порядке их влияния на окончательную оценку точности. Обязательным является определение коэффициентов уравнения градуировочной характеристики: свободного члена р0 и углового коэффициента Щ а также оценок погрешности их определения. Допускается не определять характеристики, в отношении которых имеются априорные сведения, а также не исследовать влияющие величины, эффект воздействия которых компенсируется процедурой рандомизации.

5.3    Условия проведения испытаний

Условия проведения испытаний допжны быть точно установпены и являться типичными для измерений данной характеристики качества воздуха. При оценке статистических характеристик все опреде-пенные влияющие величины должны поддерживаться неизменными. При проверке чувствитепьности параметров функциональных зависимостей все влияющие величины за исключением той. чье влияние исследуют, должны также оставаться постоянными.

В настоящем стандарте все статистические оценки попучаютсдоееритепьной вероятностью 1- « =

= 0.95.

6 Процедуры испытаний 6.1 Период усреднения

Период усреднения допжен быть таким, чтобы два последовательных выходных сигнала были статистически независимыми. Таким образом, минимальное значение периода усреднения определяется:

a)    временем отклика—для систем непрерывного измерения;

b)    временем отбора проб (временем заполнения, временем накопления и т.д.) — для систем дискретных измерений.

5

Страница 8

ГОСТР ИСО 9169-2006

6.1.1 Системы непрерывного измерения

Для определения времени отклика, включающего время запаздывания (реакции измерительной системы на входное воздействие) и время установления (нарастания или спада) сигнала, исследуемую характеристику качества воздуха (функцию на входе измерительной системы) изменяют скачкообраз-нымобразом. например от20%до80% верхнего предела измерений (см. рисунок 2). Для достоверного определения временньк характеристик указанную процедуру повторяют достаточное число раз. Если время нарастания и время спада отличаются, то время отклика принимают равным наибопыиему из этих двух значений. Период усреднения должен превышать время отклика не менее чем в четыре раза.

Рисунок 2 — Временные характеристики измерительной системы

6.1.2    Системы дискретных измерений

Период усреднения должен быть не менее максимального времени отбора проб (времени заполнения или накопления в зависимости от конкретного метода измерений).

6.2    Функциональные зависимости и статистические характеристики

Определяют характеристики:

a)    относящиеся к градуировочной характеристике и ее стабильности в нормальных условиях;

b)    относящиеся к зависимости градуировочной характеристики от влияющих величин.

Линейная градуировочная характеристика задается своим угловым коэффициентом (чувствительностью) и свободным членом. Нестабильность измерительной системы и действие влияющих величин определяют по изменениям свободного члена и углового коэффициента.

Все выходные сигналы, используемые в данном испытании, должны быть получены после достижения измерительной системой установившегося режима работы.

6.2.1 Калибровка

Процедура калибровки включает не менее десяти повторных измерений при не менее пяти разпич-ных значениях характеристики качества воздуха.

При наличии дрейфа характеристик продопжительность калибровки должна быть минимальной. Это может быть достигнуто последовательными снятиями показаний измерительного устройства при соответствующем значении характеристики качества воздуха, а затем после изменения характеристики и ее стабилизации последующим снятием показаний устройства (см. рисунок 3). Однако данная процедура применима только в отсутствие гистерезиса или если гистерезис незначителен.

Примечание — Повторения в условиях воспроизводимости (см. ИСО 5725-2) требуют случайной выборки из множества исследуемых влияющих величин (рандомизации).

6

Страница 9

ГОСТ Р ИСО 9169-2006

Рисунок 3— Пример калибровки


J — усредненный выходной сигнал.

2— несглахенный выходной сигнал.

Xjj — значение выходного сигнала ма/-м периоде усреднения для ко значения характеристики качества воздуха, полученного на основе образца сравнения;    —    периоды

времени, исключаемые из рассмотрения при проведении калибровки


6.2.1.1 Исключение выбросов

Обычно опыт проведения измерений позволяет распознавать возможные выбросы. Для большей объективности этот опыт должен сочетаться с применением соответствующего критерия, например, критерия Граббса [1]. Такой критерий позволяет выявлять «подозрительные» результаты измерений, но не принимать в ихотношенииокончательных решений, поскольку аномально большие результаты измерений могут быть связаны не только с какими-либо сбоями в работе измерительной системы (когда их следует рассматривать как выбросы), но и быть обусловлены статистической природой сигнала.

Для выявления выбросов оценивают стандартное отклонение s, в точке с, по формуле

/(Л/, -1).

(3)

/N,

Для той же точки с, определяют значение выходного сигнала х. ех1г с наибольшим абсолютным отклонением от среднего значения х,. Вычисляют статистику по формуле

ТС*к*,* -хЛ/s,,

(4)

где

£хг/ i/ty.

(5)

J )

и сравнивают ее с критическим значением, взятым из таблицы значений двустороннего критерия Г раббса (см. приложение А).

Если ТС превышает критическое значение, то проверяют, может ли данный выброс быть обусловлен сбоем в работе измерительной системы, и если данное предположение находит подтверждение, то исключают этот выброс из совокупности результатов измерений. Данная процедура может быть повторена в отношении других «подозрительных» значений, однако если указанная проверка приводит к исключению более 5 % значений выходных сигналов, то калибровку признают недействительной.

Если подозрения на сбой в измерительной системе не подтверждаются, то выбросы не исключают. В этом случав рекомендуется проверка исходных допущений, принятых при проведении калибровки.

7

Страница 10

ГОСТР ИСО 9169-2006

6.2.1.2 Вычисление функции дисперсии

Функцию дисперсии используют при опредепении других характеристик измерительной системы. Поэтому вычисление функции дисперсии — необходимый этап калибровки.

Для каждого из значений характеристики качества воздуха с, (/= 1,..., М) дисперсию sf выходных сигналов х(/ = 1_____ А/;) вычисляют по формуле



(6)



(7)



Коэффициенты полинома второго порядка относительно подбирают таким образом, чтобы


аппроксимировать зависимостью (7) полученные экспериментальные значения:




(8)



где



(9)


Параметры, входящие в формулу (8). получают заменой в О ственно. где    ’


К m дЧС на 2 и 1} на г или у. соответ-

(; .п )



(Ю)



8

Страница 11

ГОСТ Р ИСО 9169-2006

Пример функции дисперсии, полученной таким способом, приведен на рисунке 4. Лотрифи фрткцм допарим

Рисунок4 — График логарифма функции дисперсии

а2

Таким образом, уравнение сглаженной функции дисперсии s имеет вид

s2 =s2(c) = exp

(11)

3q + а,

Используемый в дальнейшем при вычислении градуировочной характеристики весовой коэффициент <о, в точке с, (/' = 1.....М) является выборочным значением весовой функции, которая обратно

пропорциональна функции дисперсии:

_ 2

fo = o}(c)=-JL.

(12)

(13)

(14)

6.2.1.3 Вычисление градуировочной характеристики Линейная градуировочная характеристика (см. [5])

х=Ро+(*1с

может быть приближенно оценена в виде

х =bo

где

~ё,о)

и _ 1    /

£ N'0* {с, -с,„)2

(15)

/    л

^=Ц¥,^1«йч-    Об)

i /    ft

Дополнительным источником неопределенности, помимо той. что обусповпена взаимным разбросом относитепьно друг друга истинных значений резупьтатов измерений и выходных сигналов, здесь является неопределенность самой модели.

Эта неопредепенность может быть вычислена через стандартное отклонение (см. [2]) по формуле

и N.

)2

*-1

(17)

м

I-1

Иногда выходной сигнал попучают поспе введения поправки на холостую пробу. Если холостая проба действительно соответствует отсутствию исследуемого загрязняющего вещества, то поспе вне-

Страница 12

ГОСТР ИСО 9169-2006

сения поправки градуировочная характеристика дояжна проходить через начало координат. В этом случае выражение для коэффициента Ь, принимает вид

Ilw

i i

(18)

°1Uf    -—■

*

Стандартное отклонениеsic инвариантно по отношению к процедуре внесения поправки, но чиспо степеней свободы при этом уменьшается на единицу:

(19)

6.2.1.4 Вычисление аналитической функции

Вычисляют аналитическую функцию, которая является обратной градуировочной характеристике, по формуле

(20)

6.2.1.5 Линейность

Гипотезу о линейности градуировочной характеристики (см. рисунок 5) проверяют по критерию Фишера (см. [6]), для чего вычисляют статистику Фишера

(21)

где vi = М — 2 — число степеней свободы для оценки дисперсии в числителе формулы (21); v2 = X М “1) ~ число степеней свободы для оценки дисперсии в знаменателе формулы (21).

Если Яне превышает табулированного критического значения FV)V2.t а,попученного из F-pacnpe-деления для одностороннего критерия при заданном уровне значимости а = 0,05 (см. приложение В), то нелинейность считают незначительной и соответствующие метрологические характеристики могут быть определены.

Если F превышает критическое значение, то гипотезу о линейности отклоняют. В этом случае проверяют, является ли нелинейность существенным фактором по сравнению с другими источниками неопределенности, для чего проверяют выполнение условия

(22)

Если неравенство (22) выполнено (см. рисунок 5), то нелинейность можно не принимать во внимание и определять соответствующие метрологические характеристики. Если неравенство не выполнено, то процедура определения характеристик должна быть остановлена. В этом случае рекомендуется.

a)    проверить качество проб, полученных на основе образцов сравнения, которые могут быть потенциальной причиной нелинейности;

b)    если проверка проб не позволяет решить проблему, то определить область значений С. для которых неравенство (22) не выполнено, и выяснить, входит ли в эту область исследуемый диапазон, ипи проверить, нельзя ли устранить нелинейность за счет соответствующего монотонного преобразования градуировочной характеристики;

c)    при выявлении возможности уменьшить нелинейность градуировочной характеристики опре-делить новый метод измерений и все измерения для расчета метрологических характеристик провести заново.

10

Страница 13

ГОСТ Р ИСО 9169-2006

Вькоднм гярмммя.Х

^жпйюпвммтпцпС

Рисухок 5 — График нелинейной градуировочной характеристики (гипотеза о линейности отклонена)

6.2.1.6 Неопределенность, связанная с оценкой градуировочной характеристики

Коэффициенты градуировочной характеристики Ь0 и Ь, представляют собой оценки, полученные на основе ограниченногочисла измерений. Эти оценки, в общем, не совпадают с истинными значениями, которые были бы получены в результате обработки генеральной совокупности. Соответственное, полученная с использованием градуировочной характеристики (или аналитической функции), также будет отклоняться от истинного значения. Это отклонение будет изменяться случайным образом с каждой новой калибровкой.

Неопределенность с. полученной в результате калибровки, может быть вычислена (см. [3]) через s£ для соответствующего стандартного отклонения (см. 6.2.1.3) по формуле

1    .    (с-ё.)2

(23)

Для упрощенной двухуровневой калибровки в условиях применения, выполняемой в предположении. что метрологические характеристики остаются стабильными, можно использовать следующую приближенную формулу:

(24)

где оценки стандартного отклонениях2 соответствуют следующим значениям С. полученным на основе образцов сравнения:

С = 0 (холостая проба);

С = csp (максимальное значение С для заданного набора образцов сравнения).

6.2.1.7 Прецизионность

6.2.1.7.1 Повторяемость

Повторяемость (сходимость) г оценивают, определяя в условиях повторяемости (сходимости) функцию дисперсии (см. ИСО 5725-2).

После определения сглаженной функции дисперсии s2 (с) (см. 6.2.1.2) вычисляют стандартное отклонение повторяемости (сходимости) по формуле

(25)

11

1

Страница 14

(26)

ГОСТР ИСО 9169-2006

Предел повторяемости (сходимости) г вычисляют по формуле

г = К:о,9твsr >/2"-

v;ft975'

гдеГ(,.0075 —табулированное значение fv_, 0 2 для двустороннего квантиля f-расл ределения уровня а = 0,05 (см. приложение С) для устепеней свободы, v = min{W, -1}.

Примечание — Наличие коэффициента •[! в формуле (26) обусловлено тем. что г. так же как и R, по определению относится к разности результатов двух измерений.

6.2.1.7.2 Воспроизводимость

Метод определения воспроизводимости — в соответствии с ИСО 5725-2.

6.2.1.8 Разрешающая способность измерительной системы Разрешение измерительной системы при С = с вычисляют по формуле

6.2.1.9 Предел обнаружения

Вычисляют дисперсию s 2 (0) при С = 0 на основе функции дисперсии (см. 6.2.1.2). Тогда стандартное отклонение повторяемости (сходимости), в соответствии с 6.2.1.7, примет вид

(28)

Для нормальных условий работы предел обнаружения вычисляют по формуле

LDL = fv:o,9sJsr2 +s2 (Sr и s6x взяты для С = 0).

(29)

6.2.1.10 Верхний предел измерений

Верхний предел измерений принимают приблизительно равным значению характеристики качества воздуха, которая соответствует максимальному результату измерений, подтвержденному в процессе калибровки.

Примечание — Для методов, реализующих процесс усреднения сигнала, рабочий верхний предел измерений будет понижен за счет колебаний характеристики качества воздуха в пределах периода усреднения.

6.2.2 Нестабильность

В идеале метрологические характеристики не должны изменяться со временем. На практике, однако. такие изменения неизбежны. В то же время изменение, например, коэффициентов градуировочной характеристики Ь0 и Ь, способно существенно повлиять на точность оценки измеряемой величины. Нестабильность. проявляющаяся в изменении коэффициентов за установленный период времени, может иметь систематическую составляющую (дрейф) и случайные отклонения (рассеяние) относительно этой систематической составляющей. Предполагается, что значение дрейфа остается постоянным, а стандартное отклонение, характеризующее рассеяние, равно стандартному отклонению повторяемости (сходимости) или превышает его.

Характеристики дрейфа и рассеяния получают, строя линейную регрессионную зависимость выходной переменной от времени. Интервал времени между отсчетами выходной переменной обусловлен задачей измерений (см. рисунок 6). Дрейф характеризуется наклоном линии регрессии, а рассеяние — стандартным отклонением остатков.

6.2.2.1 Процедура испытаний

Выбирают промежуток времени Д0 (например, интервал между планируемыми калибровками), через который должны быть получены данные для определения нестабильности.

Используют образцы сравнения, для которых С = с, и С = си (с, и си — соответственно, минимальное и максимальное значения С по всем образцам сравнения, применяемым для калибровки: с, « си).

В момент времени в = 0 регистрируют выходной сигнал хго. соответствующий пробе с С = с,.

Повторяют то же самое для пробы с С = си и регистрируют выходной сигнал хи0.

12

Страница 15

ГОСТ Р ИСО 9169-2006

Вывдоя

Рисунок 6 — Пример графического представления результатов испытаний для оценки нестабильности



Указанную процедуру повторяют через равные интервалы времени Д0. Общее число измерений L должно быть не менее восьми.

6.2.2.2 Вычисление характеристик

Для С = с, дрейф (угловой коэффициент линии регрессии) р, и стандартное отклонение рассеяния s, вычисляют по формулам:

Ze/x«-(Ze*j{

(30)

Р1

i V г /

st JL_2^ lXl' ~

(31)

(32)

(33)

Аналогично вычисляют параметры pu изидля C = cu.

6.2.2.3 Вычисление дрейфа

Дрейф коэффициентов градуировочной характеристики вычисляют по формулам.

_ clPu ~CuPl .

ЦЬ0).

Д0

С, -с.

D(b1)=i^i=Pu El.

Д0 с.. -с,

Отсюда для любого значения С = с из рассматриваемого диапазона значений получают дрейф оценки характеристики качества воздуха

т = 4тг = Г-1°(ьо)-юО(Ь1)].

(34)

ДО ь

6.2.2 4 Оценка рассеяния

Стандартные отклонения для Ь0 и Р, вычисляют при условии, что

(Cu/Ci)> (s7st)2:1;

c»-c?

(35)


Sb0

13

Страница 16

ГОСТР ИСО 9169-2006

flifl

(36)

к-<

s*>,

Наконец, вклад рассеяния в нестабильность оценки характеристики качества воздуха вычисляют по формуле

(37)

4C2S* . *>1

Sinst

Если полученное по формуле (37) значение не превышает стандартного отклонения повторяемости (сходимости), то флуктуацию параметров на интервале времени ДО можно считать незначительной.

6.2.3 Зависимость результатов измерений от влияющих величин

Это испытание предназначено для оценки результатов измерений, выполняемых в условиях применения. Предпопагается, что воздействие впияющей вепичины на резупьтат измерений может быть признано удовлетворитепьным.еспибыпи проведены испытания при предельных значениях влияющих величин (см. рисунок 7).

Влияющие величины разделяют на классы в зависимости от того, известна или неизвестна зависимость влияющей величины на результат измерений. Примерами влияющих величин, характер воздействия которых известен, являются температура и давпение. входящие в классическое уравнение

1 — градуировочная характеристика в условиях действия влияющей величины:

2 — градуировочная характеристика в нормальных условиях

Рисунок 7 — Пример изменения линейной градуировочной характеристики под воздействием влияющей величины

(двухуровневый эксперимент)

14

Страница 17

ГОСТ Р ИСО 9169-2006

состояния газов (до тех пор. пока это классическое уравнение соблюдается). Однако более типичным является случай, когда вид зависимости является более сложным и. как правило, неизвестным. Примером этого может служить влияние температуры через изменение состояния электронных устройств, на которые, кроме того, оказывают влияние изменения напряжения питания и радиопомехи.

6.2.3.1    Вид зависимости известен

Результат измерений с выражают какфункцию характеристики качества воздуха и влияющих величин:

c=g{CJV„...,/Vk).

Коэффициент линейной зависимости с от IVt аппроксимируют соответствующей частной производной:

°Ет,г' (38)

6.2.3.2    Вид зависимости неизвестен

В этом случае проводят испытания с использованием образцов сравнения, для которых значение характеристики качества воздуха соответствует нижней и верхней границам исследуемого диапазона с, и си соответственно: с, « си.

Чтобы экспериментально определить вид зависимости от влияющей величины, проводят испытания при предельных значениях одной влияющей величины и при значениях остальных влияющих переменных. соответствующих нормальным условиям, следующим образом.

Регистрируют для каждого из значений С разность Ах выходных сигналов, полученных для двух предельных значений IVг

Зависимость коэффициента линейной зависимости х от IVt в точках С =с*. к = 1, и вычисляют по формуле

DEPM,,, .-Й-Ь..    <39>

' Л/v,

Зависимость Ь0 и 6, от влияющей величины определяют по формулам:

сиРЕР(х)/и< Ц, -с,РЕР(х)/Г/ [Си    (40)

DEP<Ь0)/К#

си -с,

DEP(x),^ |Си - DEP(x)/K/    (41)

DEP [b,),Vi

“и _ w 1

Для произвольной точки диапазона С = с коэффициент линейной зависимости оценки измеряемой величины от влияющей величины / К, имеет вид

DEP(c),Kf =^-[ОЕР(Ь0)/к,. +cDEP(b1)/^].    <42>

Согласно ИСО 6879 в первом приближении селективность /относительно IV, вычисляют по формуле

/ -Ь AiVl

,v> 1_дЗГ    <43)

6.3 Рабочие характеристики измерительной системы

6.3.1 Время установления рабочего режима

Испытания проводят для той характеристики, время стабилизации которой ожидается наибольшим. например предел обнаружения или повторяемость (сходимость).

Исследуют, как время установления рабочего режима зависит от условий работы измерительной системы. Испытания проводят для условий, в которых время установления рабочего режима ожидается наибольшим.

Если измерительная система находилась в рабочем состоянии, то ее возвращают в нерабочее состояние и ждут, пока это состояние стабилизируется. После этого переходят в режим измерений и определяют время, необходимое для достижения исследуемой характеристики диапазона заданных значений.

15

Страница 18

ГОСТРИСО 9169—2006

6.3.2 Период необслуживаемой работы

Исследуют, какая из характеристик, рассмотренных в 6.3.1. наиболее критична к длительности периода необслуживаемой работы. Дальнейшие испытания проводят для этой характеристики.

Исследуют впияние условий работы на возможный период необспуживаемой работы и выбирают наибопее неблагоприятные из них.

Выполняют необходимое техническое обслуживание измерительной системы.

Начинают процесс измерений согласно руководству по эксплуатации в наиболее неблагоприятных рабочих условиях. Регистрируют время, прошедшее до стабилизации характеристик измерительной системы.

Оставляют систему работающей в автономном режиме.

Периодически проверяют значение контропируемой характеристики до тех пор. пока она не выйдет за пределы диапазона допустимых значений.

Регистрируют время, прошедшее от начапа работы измерительной системы до момента, когда контролируемая характеристика поспедний раз была обнаружена в пределах диапазона допустимых значений. Это время принимают за период необспуживаемой работы измеритепьной системы.

Повторяют испытание нескопько раз или для нескольких измерительных систем.

Из всех полученных значений временных интерваповот начала работы до выхода характеристики из допустимых предепов выбирают минимальный, который рассматривают как обобщенное значение периода необспуживаемой работы.

Регистрируют резупьтаты испытаний, включая период и допустимые диапазоны характеристик.

16

Страница 19

ГОСТ Р ИСО 9169-2006

Приложение А (обязательное)

Двусторонний критерий Граббса для проверки выбросов

В таблице А. 1 приведены критические значения для статистики Граббса при уровне значимости а =0,05.

Таблица А.1

Число повторов

Критическое значение

Число повторов

Критичес*ое значение

3

1.155

14

2.507

4

1.481

15

2.549

5

1,715

16

2.585

6

1,887

17

2.620

7

2.020

18

2.651

8

2.126

19

2,681

9

2.215

20

2.709

10

2.290

25

2.822

11

2.355

30

2.908

12

2.412

40

3.036

13

2.462

50

3.128

17

Страница 20

ГОСТР ИСО 9169-2006

Приложение В (обязательное)

F-распредоление

В таблице В.1 приведены табулированные значения FV|iVj;i_„ F-распределения для одностороннего критерия с уровнем значимости a =0jQS.

Таблица В.1

v2

PV)i;i_a для числа степеней свободы v

1

2

3

4

5

6

7

а

9

10

11

12

40

4.08

3.23

2.84

2.61

2.45

2.34

2.25

2.18

2.12

2.08

2.04

2.00

50

4.03

3.18

2.79

2.56

2.40

2.29

2.20

2.13

2.07

2,03

1.99

1.95

60

4.00

3.15

2.76

2.53

2.37

2.25

2.17

2,10

2.04

1.99

1.95

1,92

100

3.94

3.09

2.70

2.46

2.31

2.19

2.10

2.03

1.97

1.93

1.89

1.85

120

3.92

3.07

2.68

2.45

2,29

2.18

2.09

2.02

1.96

1,91

1.87

1.83

X*

3,84

3.00

2.60

2.37

2.21

2.10

2.01

1.94

1.88

1.83

1.79

1.75

Для Vj > 30 значения    могут    быть    вычислены    по    формуле

А _1.4287_ 0.681 (у 2 - Vf)

^2v,v2 /(v, * V2)-0J95 v,v2

18

Страница 21

ГОСТ Р ИСО 9169-2006

Приложение С (обязательное)

Распределение Стьюдента (Г-распределение)

В таблице С.1 приведены табулированные значения односторонних и двусторонних квантилей 1-распределе-ния для уровня а -005.

Таблица С-1

Число степеней свободы

V

Односторонний квантиль

‘v'.Ua “*v.a96

Двусторонний квантиль

1

6.314

12,706

2

2.920

4.303

3

2.353

3,182

4

2,132

2,776

5

2.015

2,751

6

1.943

2.447

7

1.895

2,365

8

1.860

2,306

9

1.833

2,262

10

1.812

2,228

11

1,796

2,201

12

1.782

2,179

13

1.771

2,160

14

1,761

2,145

15

1,753

2,131

16

1,746

2,120

17

1,740

2,110

18

1,734

2.101

19

1,729

2,093

20

1,725

2.086

30

1.697

2.042

40

1.684

2,021

60

1,671

2,000

W

1.645

1,960

Значения ty 0 95 для v > 3 могут быть также вычислены по формуле

1.644 9v - 3.5283 + 0.85602 / v <0.96- v + 1,2209 -t56l2/v Значения fv 0975 для v >3 могут быть также вычислены по формуле

t9600v ■+ 0,60033 - 0.95910 /v V. о 975 — у-0.90259 -0.11588/у

19

Страница 22

ГОСТРИСО 9169—2006

Приложение О (справочное)

Сведения о соответствии ссылочных международных (региональных) стандартов национальным стандартам Российской Федерации

Таблица D.1

0бо5начоние ссылочного международного стандарта

Обозначение и наименование соответствующею национальною или межгосударственного стандарта

ИСО 3534-1:1993

ГОСТ Р 50779.10-2000 Статистические методы. Вероятность и основы статистики. Термины и определения

ИСО 5725-2:1994

ГОСТ Р ИСО 5725-2-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 2. Основной метод определения повторяемости и воспроизводимости стандартного метода измерений

ИСО 6879:1995

ГОСТ Р ИСО 6879-2005 Качество воздуха. Характеристики и соответствующие им понятия, относящиеся к методам измерений качества воздуха

20

Страница 23

ГОСТ Р ИСО 9169-2006

Библиография

(1) Grubbs. F.E. and Beck. G. Extension of sample sizes and percentages points for ssgnlflcance tests of outlying observations. Technometrics. 14.1972. pp. 847—854 (2J Garden. J.S., Mitchell. D.G. and Mills, W.N. Non-constant variance regression techniques for callbratlon-curve-based analysis. Anal. Chem.. 52.1980. pp. 2310—2315

[3)    Green. J.R. and Margenson. D. Statistical Treatment of Experimental Data. Etseivier. Amsterdam. 1978

(4)    Draper. N.R. and Smith, H. Applied Regression Analysis. Wiley, New York, 1966

(5)    Natrella. M .G. Exenmental staustics. In: NBS Handbook 91.1966

[6)    Dixon. W.J. and Massey. F.J. Introduction to Statistical Analysis. McGraw-Hill. New York. 1969

21

Страница 24

ГОСТРИСО 9169—2006

УДК 504.3:006.354    ОКС 13.040    Т58

Ключевые слова: качество воздуха, выбросы, оценка, характеристики, методика выполнения измерений. влияющие величины

Редактор О.В Гепеиеова Технический редактор Н.С. Гришапооа Корректор В.И. Варениоов Компьютерная верстка Л.М Зопотареаоо

Сдано в набор 07.02.2007. Подписано о печать 24.04.2007 Формат 60 x84^ Bywara офсетная. Гарнитура Лриал Печать офсетная. Уел. печ. л. 2,79. Уч.-изд. л. 2,20. Тираж 550 экз. За к. 343 С 3956.

ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ», 123995 Москва. Гранатный пер.. 4. wvnv.gostrrfo.ru    inloiggoslinlo ru

Набрано во ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ. на ПЭВМ Отпечатано а филиале ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ» — тип. «Московский печатник». 105062 Москва. Лялин пер.. 6.