ГОСТ 8.381-80

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ ЭТАЛОНЫ СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ ГОСТ 8.381-80 (СТ СЭВ 403-76) Издание официальное ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ Москва

РАЗРАБОТАН Государственным комитетом СССР по стандартам ИСПОЛНИТЕЛИ

М. Н. Селиванов, канд. техн. наук; Б. Ф. Лосев, канд. техн. наук ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по стандартам

Член Госстандарта Л. К. Исаев

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 13 мая 1980 г. № 2087

УДК 53.089.68.088 : 006.354 ГОСУДАРСТВЕНН Ы Й СТАНДАРТ Группа Т80 СОЮЗА ССР ГОСТ ЭТАЛОНЫ 8.381-80 Государственная система обеспечения единства измерений. Способы выражения погрешностей {ОТ 03 В 5Ые 8у51ет 5ог епзиппд 1Ье ипНогтйу о! теазиге-теп1з. ${агк1аг(1з. ТЬе ^ауз о1 ехргеззш]* 1Ье еггогз 403—76) Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 13 мая 1980 г. № 2087 срок введения установлен с 01.01 1981 г. Настоящий стандарт распространяется на эталоны СЭВ, государственные первичные (специальные) и вторичные эталоны и устанавливает способы выражения их погрешностей в нормативно-технической документации в области метрологии. Стандарт соответствует СТ СЭВ 403—76 в части установления общих положений, способов выражения погрешностей эталонов и обозначений (см. справочное приложение 5). 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 1.1. Погрешность эталонов СЭВ и государственных первичных (специальных) эталонов (далее — первичных эталонов) характеризуется: неисключенной систематической погрешностью; случайной погрешностью; нестабильностью. Допускается указывать случайную погрешность воспроизведения единицы с учетом передачи ее размера или последнюю указывать отдельно. 1.2. Оценку неисключенной систематической погрешности первичного эталона находят на основании экспериментальных данных исследований эталона, анализа погрешностей метода воспроизведения единицы и погрешностей от действия влияющих величин, а также на основании международных сличений эталона с эталонами других стран и с эталоном СЭВ, если он имеется. 1.3. Оценку случайной погрешности первичного эталона находят на основании экспериментальных данных, полученных при исследовании эталона, и на основе анализа влияющих величин. Издание официальное Перепечатка воспрещена ©Издательство стандартов, 1980

Стр. 2 ГОСТ 8.381-80 1.4. Оценку нестабильности первичного эталона, вызываемую влиянием старения его отдельных элементов и другими причинами, находят на основании исследований эталона во времени, а также по данным периодических международных сличений. 1.5. В оценку погрешности передачи размера единицы должны входить как неисключенные систематические, так и случайные погрешности метода и средств передачи. 1.6. Оценки погрешности вторичных эталонов должны характеризовать отклонения размеров хранимых ими единиц от размера единицы, воспроизводимой при помощи первичного эталона. Для вторичного эталона указывают суммарную погрешность, включающую случайные погрешности сличаемых эталонов и погрешность передачи размера единицы от первичного (или более точного вторичного) эталона, а также нестабильность вторичного эталона. Допускается суммарную погрешность вторичного эталона определять с учетом его неисключенной систематической погрешности. Допускается указывать отдельно неисключенную систематическую погрешность вторичного эталона, а также его нестабильность. По требованию заказчика могут быть указаны отдельно и другие составляющие погрешности вторичного эталона. 1.7. Нестабильность вторичного эталона должна определяться на основании сличений с первичным эталоном в начале и конце периода, для которого она определяется. 1.8. Оценку погрешности эталонов следует указывать либо в абсолютной форме в единицах измеряемой величины, либо в относительной форме. Примечание. Если зависимость погрешности от значения воспроизводимой величины сложнее, чем линейная, погрешность может быть указана в виде таблицы по выбранным диапазонам (в абсолютной или относительной форме) или в виде функции зависимости этой погрешности. 1.9. Определения нестандартизованных терминов, употребляемых в данном стандарте, приведены в справочном приложении 1. Примеры формул для вычисления погрешностей приведены в справочном приложении 2. Обозначения погрешностей приведены в справочном приложении 3. Примеры вычисления погрешностей приведены в справочном приложении 4. 2. СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ ПЕРВИЧНЫХ ЭТАЛОНОВ 2.1. Неисключенная систематическая погрешность (НСП) первичного эталона, лежащая в границах ±0, характеризуется границей в без указания знака.

ГОСТ 8.381-80 Стр. 3 2.2. Случайная погрешность характеризуется средним квадра-тическим отклонением (СКО) результата измерений 5 при воспроизведении единицы (или при воспроизведении единицы и передаче ее размера) с указанием числа независимых наблюдений. 2.3. Нестабильность эталона V следует характеризовать изменением размера единицы за определенный промежуток времени, который указывается. 2.4. Погрешность передачи размера единицы характеризуют указанием среднего квадратического отклонения результата измерений 5еЕ, обусловленного влиянием случайных и неисключенных систематических погрешностей метода и средств измерений, примененных при передаче размера единицы. 3. СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ ВТОРИЧНЫХ ЭТАЛОНОВ 3.1. Суммарная погрешность вторичного эталона характеризуется средним квадратическим отклонением результата измерений (52 ) при его сличении с первичным эталоном или вышестоящим по поверочной схеме вторичным эталоном или же в виде доверительной границы погрешности с доверительной вероятностью 0,99. При учете неисключенной систематической погрешности через $л следует выражать среднее квадратическое отклонение суммы неисключенных систематических и случайных погрешностей эталона. Если неисключенную систематическую погрешность и нестабильность вторичного эталона указывают отдельно, то их выражают в виде, принятом для первичного эталона (пп. 2.1, 2.3).

Стр. 4 ГОСТ 8.381-80 ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Справочное ТЕРМИНЫ И ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ Термин Определение 1. Размер единицы 2. Нестабильность эталона 3. Погрешность воспроизведения единицы 4. Погрешность передачи разме- • ра единицы 5. Неисключенная систематическая погрешность 6. Оценка погрешности средст-ства измерений Размер физической величины, принятой за единицу Изменение размера единицы, воспроизводимой или хранимой эталоном, в установленный промежуток времени Погрешность результата измерений, выполняемых при воспроизведении единицы Погрешность результата измерений, выполняемых при передаче размера единицы Систематическая погрешность, оставшаяся после введения поправки Погрешность данного средства измерений, полученная из ограниченного числа данных ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Справочное ПРИМЕРЫ ФОРМУЛ ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ Доверительную вероятность при определении доверительных границ погрешности эталона (как для случайной, так и для неисключенной систематической) принимают равной 0,99. 1. Границу неисключенной систематической погрешности эталона в вычисляют по формуле в = + 2|в,.|. (1) /=1 При числе слагаемых И> 4

ГОСТ 8.381-80 Стр. 5 где 8* — граница 1-й составляющей неисключенной систематической погрешности эталона; К—коэффициент зависимости неисключенных систематических погрешностей от выбранной доверительной вероятности при их равномерном распределении при доверительной вероятности 0,99 /(=1,4. 2. Среднее квадратическое отклонение результата прямых измерений с многократными наблюдениями 5 выражают по формуле $=-^=, (3) где 5 где п — число наблюдений; Х{—результат /-го наблюдения; X — результат измерений, вычисленный как среднее арифметическое результатов наблюдений. Примечание. При многократных наблюдениях должна быть обеспечена практическая независимость отдельных наблюдений. 3. Среднее квадратическое отклонение результата косвенных измерений величины, являющейся функцией Х=ЦУи У2----Ут) вычисляют по формуле где $|, 5г,... 5т — средние квадратические отклонения результатов измерений величин У), У2,... У т. 4. Границу неисключенной систематической погрешности при косвенном измерении в зависимости от числа слагаемых вычисляют по формулам (1) или (2), в которых е,=-^-дгй (6) где АУ

Стр. 6 ГОСТ 8.381-80 / +3* где 5в = "|/ —-——среднее квадратическое отклонение суммы неисключенных систематических погрешностей. 6. При определении доверительной границы погрешности /552 вторичного эталона коэффициент /2 вычисляют по формуле и =-—, (8) где I %— коэффициент для нахождения доверительных границ погрешности результата измерений. 7. Погрешность передачи размера единицы состоит из суммы случайных и неисключенных систематических погрешностей метода и средств измерений, применяемых для передачи размера единицы. Оценку суммы неисключенных систематических и случайных погрешностей указывают в виде среднего квадра-тического отклонения 5в2 , которое вычисляют по формуле где 58 —среднее квадратическое отклонение случайной погрешности метода и средства передачи размера единицы; *«1 —среднее квадратическое отклонение неисключенной систематической ]/"з~ погрешности метода и средств передачи размера единицы.

ГОСТ 8.381-80 Стр. 7 ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Справочное ОБОЗНАЧЕНИЯ в,-, в*0—граница 1-й составляющей неисключенной систематической погрешности эталона в абсолютной и относительной форме в, в0 — граница неисключенной систематической погрешности эталона в абсолютной и относительной форме ^—результат /-го наблюдения X — результат измерений 5

Стр. 8 ГОСТ 8.381-80 ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Справочное ПРИМЕР ВЫЧИСЛЕНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ Погрешности рабочего эталона единицы длины — штрихового метра при сличении с первичным эталоном интерференционным методом определены на основании десяти наблюдений (л=10): 1. Результат измерений Х=\ к+1,47 мкм. 2. Среднее квадратическое отклонение результата измерений при сличении рабочего эталона с первичным 5=0,023 мкм. Вычислены неисключенные систематические погрешности: из-за неточного определения показателя преломления воздуха 01 = 0,030 мкм из-за .неточного значения длин волн.......02=0,016 мкм из-за неточного значения температуры......вз = 0,026 мкм из-за неточного определения поправок на размер коллима- торной щели.............. 04=0,002 мкм Требуется определить доверительные границы суммарной погрешности рабочего эталона. Решение: 1. По формуле (2) определяют границы неисключенных систематических погрешностей Э=± 1,4|/"(0,030)2+(0,016)2+(0,026)2-т-(0,002)2= = ± 1,4^0,001836= ±0,060 мкм. 0=0,06 мкм; Р=0,99. Принимается, что составляющие имеют равномерное распределение #=4. 2. По формуле (7) вычисляют среднее квадратическое отклонение суммы неисключенных систематических и случайных погрешностей 55 $, = ^/ 52 + -1-^в!= 1/0,000529+0,000612=0,034 мкм. 3. Вычисляют доверительные границы суммарной погрешности , полагая распределение случайных погрешностей нормальным. Для этого предварительно вычисляют коэффициент К по формуле (8), выбрав из таблиц Стъюдента г-= 3,25 (Р=0,99; й-10): «+*Г*= 0,063+0.075 = 28 5е+5 0,025+0,023 Доверительные границы суммарной погрешности: = ±2,81 0,034 мкм = ±0,096 мкм- ±0,10 мкм. 4. Из исследований платино-иридиевой штриховой меры (рабочий эталон) за ряд лет установлено, что его максимальная нестабильность -не превышает 0,10 мкм в год, т. е. г=0,10 мкм/год. Следовательно, результат измерений, полученный из 10 наблюдений, равен 1 м+1,47 мкм. При этом суммарная погрешность, состоящая из неисключен-

ГОСТ 8.381-80 Стр. 9 ных систематических погрешностей при равномерном распределении и случайной погрешности при нормальном распределении и доверительной вероятности 0,99 составляет ±0,10 мкм. Форма представления результата может быть следующей: Т=1 м+1,47 мкм; 1% '52 =±0,10 мкм нормальной я=10 и равномерном распределении при Р=0,99, Л/=4. и равномерном распределении #=4. Нестабильность эталона V=0,10 мкм/год. ПРИЛОЖЕНИЕ 5 Справочное ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ О СООТВЕТСТВИИ ГОСТ 8.381-80 и СТ СЭВ 403—76 1 Разд 1 2 3 ГОСТ 8.381-80 соответствуют разд. 1, 2, 3 СТ СЭВ 403—7$. 2. Справочное приложение 1 ГОСТ 8.381-80 соответствует пп. 6, 8, 9 информационного приложения 1 СТ СЭВ 403—76. 3. Справочные приложения 2, 3, 4 ГОСТ 8.381-80 соответствуют информационным приложениям 2, 3, 4 СТ СЭВ 403—76. Редактор Е. И. Глазкова Технический редактор А. Г. Каширин Корректор А. Г. Старостин Сдано в наб. 23.05.80 Подп. к печ. 11.08.80 0.75 п. л. 0.63 уч.-изд. л. Тир. 16 000 Цена 3 коп. Ордена «Знак Почета» Издательство стандартов. 123557, Москва, Новопресненский пер., 3 Тип. «Московский печатник». Москва, Лялин пер., б. Зак. 790