Файл: И. В. Марченко О. П. Старченко метрология, стандартизация и сертификация в упаковочном производстве лабораторный практикум.pdf

1
Учреждение образования
«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
И. В. Марченко
О. П. Старченко
МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ
И СЕРТИФИКАЦИЯ
В УПАКОВОЧНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
Рекомендовано
учебно-методическим объединением
по химико-технологическому образованию
в качестве учебно-методического пособия
для студентов учреждений высшего образования
по специальности 1-47 02 01 «Технология полиграфических
производств» специализации 1-47 02 01 06 «Технология
производства тары и упаковки»
Минск 2020

2
УДК 655.3:006.9(076.5)
ББК 37.8я73
М30
Р е ц е н з е н т ы : кафедра информационных технологий и физико-математических дисциплин УО «Барановичский государственный университет»
(кандидат физико-математических наук, доцент, заведующий кафедрой И. Н. Бруй); кандидат технических наук, доцент,
заведующий кафедрой полиграфического оборудования и систем обработки информации УО «Белорусский государственный технологический университет» М. С.
Шмаков; инженер-технолог типографии «Донарит» К. В. Ярец
Все права на данное издание защищены. Воспроизведение всей книги или
ее части не может быть осуществлено без разрешения учреждения образо-
вания «Белорусский государственный технологический университет».
Марченко, И. В.
Метрология, стандартизация и сертификация в упаковоч- ном производстве. Лабораторный практикум : учеб.-метод. по- собие для студентов специальности 1-47 02 01 «Технология полиграфических производств» / И. В. Марченко, О. П. Стар- ченко. – Минск : БГТУ, 2020. – 74 с.
ISBN 978-985-530-832-5.
Лабораторный практикум по дисциплине «Метрология, стандарти- зация и сертификация в упаковочном производстве» предназначен для закрепления теоретических и практических навыков студентов, обуча- ющихся по специальности 1-47 02 01 «Технология полиграфических производств» специализации 1-47 02 01 06 «Технология производства тары и упаковки». Каждая лабораторная работа сопровождается теоре- тическим материалом, методическими указаниями и контрольными во- просами по изученной теме.
УДК 655.3:006.9(076.5)
ББК 37.8я73
ISBN 978-985-530-832-5 © УО «Белорусский государственный технологический университет», 2020
© Марченко И. В., Старченко О. П., 2020
М30

3
ПРЕДИСЛОВИЕ
Лабораторный практикум написан в соответствии с програм- мой дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация в упаковочном производстве» для студентов, обучающихся по спе- циальности 1-47 02 01 «Технология полиграфических произ- водств» специализации 1-47 02 01 06 «Технология производства тары и упаковки»; он служит для закрепления теоретических зна- ний и приобретения практических навыков студентами.
Учебно-методическое пособие предусматривает выполнение восьми лабораторных работ по основным разделам дисциплины: метрология упаковочного производства; стандартизация и серти- фикация в упаковочной промышленности; управление качеством тароупаковочной продукции.
В процессе выполнения лабораторных работ студент изучает: основные понятия и категории метрологии; методы и средства из- мерения, обеспечивающие качество тароупаковочной продукции; основы стандартизации; систему управления качеством тароупа- ковочной продукции; понятия о сертификации; общие термины и определения в области сертификации. Также студент самостоя- тельно решает инженерные задачи; практически применяет зна- ния, полученные при изучении дисциплин технологического цикла; учится пользоваться нормативными и справочными материалами, стандартами; получает знания, необходимые для успешной сдачи государственного экзамена по специальности и работы над ди- пломным проектом.
Применение основных методов комплексной оценки качества полиграфической продукции, а также знаний в процессе обучения и в дальнейшей практической деятельности будет способствовать формированию у студентов теоретических знаний и выработке практических навыков по обеспечению единства и требуемой точ- ности измерений, внедрению стандартов на полиграфических предприятиях и оценке качества полуфабрикатов и готовой про- дукции с применением объективных средств измерений.

4
Лабораторная работа № 1
ПЕРЕВОД НАЦИОНАЛЬНЫХ
НЕМЕТРИЧЕСКИХ ЕДИНИЦ ИЗМЕРЕНИЯ
В ЕДИНИЦЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ СИСТЕМЫ СИ
Продолжительность работы — 2 ч
Цель работы: научиться определять соотношение между единицами измерения СИ и наиболее часто встречающимися еди- ницами других систем и внесистемными.
Материалы для выполнения работы: ГОСТ 8.417–2002
«Государственная система обеспечения единства измерений. Еди- ницы величин».
Теоретическая часть
Метрология — наука об измерениях, методах и средствах обес- печения их единства и способах достижения требуемой точности.
Физическая величина (ФВ) — характеристика одного из свойств физического объекта (физической системы, явления или процес- са), общая в качественном отношении по многим физическим объ- ектам, но в количественном отношении индивидуальная для каж- дого объекта.
Значение физической величины — оценка ее размера в виде некоторого числа по принятой для нее шкале.
Единица физической величины — ФВ фиксированного разме- ра, которой условно присвоено значение, равное единице, и при- меняемая для количественного выражения однородных ФВ.
Различают основные, производные, кратные, дольные, коге- рентные (СИ), системные и внесистемные единицы.
Совокупность основных и производных единиц ФВ, образо- ванная в соответствии с принятыми принципами, называется
системой единиц физических величин. Единица основной ФВ яв- ляется основной единицей данной системы.
Законодательной основой обеспечения единства измерений является законодательная метрология, включающая в себя закон
«Об обеспечении единства измерений» и другие взаимосвязанные

5 законы; указы Президента Республики Беларусь; постановления
Правительства Республики Беларусь; постановления и нормативные документы Госстандарта. В качестве основных единиц приняты: метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль и кандела (табл. 1.1).
Таблица 1.1
Основные единицы физических величин системы СИ
Величина
Единица
Наименование
Обозначение
Наименование
Обозначение
Размер- ность
Рекомен- дуемое русское междуна- родное
Длина
L
l
метр м m
Масса
М
m
килограмм кг kg
Время
Т
t
секунда с s
Сила электриче- ского тока
I I ампер
А
А
Термодинамиче- ская температура
Ө
Т
кельвин
К K
Количество ве- щества
N n, v
моль моль mol
Сила света
J
J
кандела кд cd
Шкала измерений — это упорядоченная совокупность значе- ний физических величин, которая служит основой для ее измере- ния. Например, существуют три температурные шкалы: Фаренгей- та, Цельсия, Кельвина.
Производная единица — это единица производной ФВ системы единиц, образованная в соответствии с уравнениями, связывающими ее с основными единицами или же с основными и уже определен- ными производными. Некоторые производные единицы системы
СИ, имеющие собственное название, приведены в табл. 1.2.
Для установления производной единицы следует:
− выбрать ФВ, единицы которых принимаются в качестве ос- новных;
− установить размер этих единиц;
− выбрать определяющее уравнение, связывающее величины, измеряемые основными единицами, с величиной, для которой уста- навливается производная единица. При этом символы всех величин, входящих в определяющее уравнение, должны рассматриваться не как сами величины, а как их именованные числовые значения.

6
Таблица 1.2
Производные единицы системы СИ, имеющие специальное название
Величина
Единица
Наименование
Размерность
Наимено- вание
Обозна- чение
Выражение через единицы
СИ
Частота
T
–1
герц
Гц c
–1
Сила, вес
LMT
–2
ньютон
Н м
⋅кг⋅c
–2
Давление, механиче- ское напряжение
L
–1
MT
–2
паскаль
Па
М
–1
⋅кг⋅с
–2
Энергия, работа, ко- личество теплоты
L
2
MT
–2
джоуль
Дж м
2
⋅кг⋅с
–2
Мощность
L
2
MT
–3
ватт
Вт м
2
⋅кг⋅с
–3
Количество электри- чества
TI
кулон
Кл с
⋅А
Электрическое напря- жение, потенциал, эле- ктродвижущая сила
L
2
MT
–3
I
–1
вольт
В м
2
⋅кг⋅с
–3
⋅А
–1
Электрическая ем- кость
L
–2
M
–1
T
4
I
2 фарад
Ф м
–2
⋅кг
–1
⋅с
4
⋅А
2
Электрическое со- противление
L
2
MT
–3
I
–2
ом
Ом м
2
⋅кг⋅с
–3
⋅А
–2
Магнитная индукция
MT
–2
I
–1
тесла
Тл кг
⋅с
–2
⋅А
–1
Все основные, производные, кратные и дольные единицы яв- ляются системными. Внесистемная единица — это единица ФВ, не входящая ни в одну из принятых систем единиц. Внесистемные единицы по отношению к единицам СИ разделяют на 4 вида:
1) допускаемые наравне с единицами СИ, например: единица массы — тонна; плоского угла — градус, минута, секунда; объема — литр и др. Некоторые внесистемные единицы, допускаемые к при- менению наравне с единицами СИ, приведены в табл. 1.3;
2) допускаемые к применению в специальных областях, например: парсек — астрономическая единица, световой год — единица длины в астрономии; диоптрия — единица оптической силы в оптике; электрон-вольт — единица энергии в физике и т. д.;
3) временно допускаемые к применению наравне с единицами
СИ, например: морская миля — в морской навигации; карат — единица массы в ювелирном деле и др. Эти единицы должны изы- маться из употребления в соответствии с международными согла- шениями;

7 4) изъятые из употребления, например: миллиметр ртутного столба — единица давления; лошадиная сила — единица мощно- сти, и некоторые другие.
Таблица 1.3
Внесистемные единицы, допускаемые к применению наравне с единицами СИ
Наименование величины
Единица
Наименование
Обозначение
Соотношение с единицей СИ
Масса тонна т 10 3
кг
Время минута мин
60 с час ч
3600 с сутки сут
86 400 с
Объем литр л 10
–3
м
3
Площадь гектар га 10 4
м
2
Различают кратные и дольные единицы ФВ. Кратная единица —
это единица ФВ, в целое число раз превышающая системную или внесистемную единицу. Например, единица длины километр рав- на 1000 м, т. е. кратная метру. Дольная единица — единица ФВ, значение которой в целое число раз меньше системной или внеси- стемной единицы. Например, единица длины миллиметр равна
10
–3
м, т. е. является дольной. Приставки для образования кратных и дольных единиц СИ приведены в табл. 1.4.
Таблица 1.4
Множители и приставки для образования десятичных кратных
и дольных единиц и их наименований
Множитель Приставка Обозначение Множитель Приставка Обозначение
10 18
экса
Э 10
–1
деци д
10 15
пета
П 10
–2
санти с
10 12
тера
Т 10
–3
милли м
10 9
гига
Г 10
–6
микро мк
10 6
мега
М 10
–9
нано н
10 3
кило к 10
–12
пико п
10 2
гекто г 10
–15
фемто ф
10 1
дека да 10
–18
атто а
Существует соотношение между единицами измерения СИ и наиболее часто встречающимися единицами других систем и внесистемными (табл. 1.5).

8
Таблица 1.5
Соотношения между единицами измерения
Величины
Единицы измерения в СИ
Соотношение между единицами измерения
СИ и наиболее часто встречающимися единицами других систем и внесистемными
Длина м
1 мкм = 10
–6
м
Масса кг 1 т = 1000 кг
1 ц = 100 кг
Температура
К
Ө = (t °C + 273,15) К
Вес (сила тяжести)
Н 1 кг = 9,81 Н
1 дин = 10
–5
Н
Мощность
Вт
1 кгс
⋅м/с = 9,81 Вт
1 эрг/с = 10
–7
Вт
1 ккал/ч = 1,163Вт
Плотность кг/м
3 1 т/м
3
= 1 кг/дм
3
= 1 г/см
3
= 10 3
кг/м
3 1 кгс
⋅с
2
/м
4
= 9,81 кг/м
3
Давление
Па 1 бар = 10 5
Па
1 мбар = 100 Па
1 дин/см
2
= 1 мкбар = 0,1 Па
1 кгс/см
2
= 1 ат = 9,81
⋅10 4
Па = 735 мм. рт. ст.
1 кгс/м
2
= 9,81 Па
1 мм. вод. ст. = 9,81 Па
1 мм. рт. ст. = 133,3 Па
Объем м
3 1 л = 10
–3
м
3
= 1 дм
3
Работа, энергия, количество теп- лоты
Дж
1 кгс
⋅м = 9,81 Дж
1 эрг = 10
–7
Дж
1 кВт
⋅ч = 3,6⋅10 6
Дж = 4,19 кДж
Сравнение некоторых точек в температурных шкалах Фарен- гейта, Цельсия и Кельвина представлены в табл. 1.6.
Таблица 1.6
Сравнение некоторых точек в температурных шкалах
Фаренгейта, Цельсия и Кельвина
Температурные точки
Шкала
Фаренгейта, F
Цельсия, С
Кельвина, К
Абсолютный нуль
–460
–273 0
Точка замерзания воды 32 0
273
Средняя комнатная темпе- ратура 68 20 293
Нормальная температура человека 98,6 36,6 310
Точка кипения воды 212 100 373

9
Формулы взаимного перевода температур разных шкал:
°С =
100 180
(
°F – 32) =
5 9
(
°F – 32); К = °С + 273.
Задание
Выразить в соответствующих единицах значения физических величин (задание по вариантам приведено в табл. 1.7).
Таблица 1.7
Задание по вариантам
Варианты заданий
1, 7, 13, 19 2, 8, 14, 20 3, 9, 15, 21
Задание
Ответ
Задание
Ответ
Задание
Ответ
10 м мкм 100 м мм
100 см м
100 кг т 100 кг ц
100 кг г
37 °C
Ө =
32 °C
Ө =
25 °C
Ө =
250 К °C 450 К
°C
210 К
°C
10 Па бар 10 Па
Мбар
10 Па дин/см
2 100 Па мм. рт. ст. 100 Па кгс/см
2 100 Па мм. вод. ст.
1000 мм. рт. ст. мбар
1000
мм. рт. ст.
Па
1000
мм. рт. ст. кгс/см
2 10 Н кг 10
Н
дин
10 Н
г
10 Вт ккал/ч 10Вт эрг/с
10 Вт кгс
⋅м/с
10 Дж ккал 10Дж кВт
⋅ч
10 Дж эрг
0,1 л см
3 0,1 л дм
3 0,1л м
3 0,1 м/с м/ч 0,1 м/с км/с
0,1 м/с км/ч
10 А
ГА 10
А
кА
10 А
МА
100 Вт
МВт 100Вт сВт
100Вт дВт
1 кг/м
3 кг/дм
3 1 кг/м
3
г/см
3 1 кг/м
3
г/м
3
Продолжение табл. 1.7
Варианты заданий
4, 10, 16, 22 5, 11, 17, 23 6, 12, 18, 24
Задание
Ответ
Задание
Ответ
Задание
Ответ
1 Мм м 10 мкм м
100 мм м
10 т кг 100 ц т
100 г кг
48 °C
Ө =
53 °C
Ө =
70 °C
Ө =
375 К °C 273
К
°C
300 К
°C

10
Окончание табл. 1.7
Варианты заданий
4, 10, 16, 22 5, 11, 17, 23 6, 12, 18, 24
Задание
Ответ
Задание
Ответ
Задание
Ответ
10 Па ат 10
Па мм. рт. ст.
10 Па мбар
100 Па кгс/м
2 100 Па мкбар
100 Па дин/м
2 1000 мм. рт. ст. дин/см
2 1000
мм. рт. ст.
ат
1000
мм. рт. ст. кгс/м
2 10 Н дг 10
Н
сг
10 Н
дин
1 Вт ккал/ч
1 Вт кгс
⋅м/с
1 Вт эрг/с
1 Дж ккал
1 Дж кВт
⋅ч
1 Дж эрг
0,01 л см
3 0,01л дм
3 0,01 л м
3 0,1 м/с м/мин 0,1 м/с км/мин
0,01 м/с км/ч
0,1 А гА 0,1
А
сА
0,1 А
МА
1 Вт мВт
1 Вт сВт
1 Вт дВт
1 кг / м
3
кг/дм
3 1 кг/м
3
г/см
3 1 кг/м
3
мг/м
3
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с единицами физических величин и их раз- мерностью по ГОСТ 8.417–2002 или по методическим указаниям.
Оформить протокол практической работы.
2. Перечертить задание по своему варианту (см. табл. 1.7) в форме таблицы. Используя табл. 1.1–1.6 данного пособия, выра- зить в соответствующих единицах заданные величины.
3. Написать вывод о проделанной работе.
Контрольные вопросы
1. Дайте определение метрологии как науки.
2. Дайте определения следующим понятиям: физическая ве- личина; назначение физической величины; единица физической величины.
3. Перечислите основные единицы Международной системы СИ.

11
Лабораторная работа № 2
РЕШЕНИЕ
ТИПОВЫХ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ
Продолжительность работы — 2 ч
Цель работы: сформировать достаточные знания в области основ метрологии, стандартизации и сертификации, позволяющие использовать современные измерительные технологии, которые представляют собой последовательность действий, направленных на получение измерительной информации требуемого качества, что отражает современные подходы к решению сложных научно-техни- ческих задач.
Теоретическая часть
Главной задачей метрологии как науки является обеспечение единства измерений. Физической величиной называют одно из свойств физического объекта, явления или процесса, которое является общим в качественном отношении для многих физиче- ских объектов, отличаясь при этом количественным значением.
Измерением называют совокупность операций, выполняемых с помощью технического средства, хранящего в себе единицу ве- личины, позволяющую сопоставить с нею измеряемую величину.
Полученное значение величины и есть результат измерения.
Функциональными обязанностями законодательной метроло- гии являются:испытание образцов и утверждение типа средств измерений; проверка и калибровка средств измерений; сертифика- ция средств измерений; метрологический периодический контроль и надзор за всеми средствами измерений и за правильностью их эксплуатации.
Качество и единство измерений контролируют следующие государственные органы:государственные институты стандарти- зации, метрологические службы (государственных органов само- управления, предприятий).
Чтобы обеспечить единство измерений, необходимо:
1) выразить результат измерений в узаконенных единицах;