Методика вимірювання

2.3.1. Методики створювання тест-форми. При розробці тестової шкали необхідно прослідкувати, щоб шкала не масштабувалася і була надрукована строго по розмірах, які задані у файлі шкали, а також, щоб всі її елементи помістилися на задруковуваний матеріал.

До недавнього часу не існувало жодного систематизованого методу для оцінки якості цифрового друку, тому для того, щоб заповнити цей дефіцит, в Німецькому промисловому комітеті стандартів в підрозділі Nmp427/npa ведеться розробка стандарту DIN 53131, зокрема частини 1-3 якого описують тестові процеси для струминного друку [7]. Цей стандарт обрано за основу для створення тестової шкали.

У 2005 році була закінчена і затверджена перша частина цього стандарту. Перша частина містить технологію визначення утворення дефектів і вад на відбитку безпосередньо в час або відразу після друку. Друга частина тесту служить для визначення часу висихання чорнил, якщо використовується рідкий тип задруквуючої речовини. А ось третя, найважливіша частина даного проекту, все ще продовжує знаходитися у стадії розробки,оскільки вона стосується оцінки якості.

DIN 33871 складається з декількох блоків. Перша частина – друк шрифту, включаючи шрифт невеликих кеглів (до 4 пунктів), у тому числі друк вивороткою, друк чорним по кольоровому фону і друк основними складовими – CMYK. Друга частина тесту демонструє здібності друкарської системи до накладення кольорів і їх здатності до ростікання одного в іншому. Третя частина – друк тонких ліній, бажано цілісних, зрозуміло. Четвертий крок – друк фото. П'ята частина – заливка основними кольорами з кроком в 6,25%. В даному випадку можна звернути увагу на дуже близьку щільність останніх трьох кроків (темні), а також на друк чорного (сірого). У першій шкалі має бути присутнім складений чорний CMY, в даному випадку в другій частині у міру ущільнення можна відмітити рожевий відтінок в сірого. Інша чорна шкала повинна була б друкуватися чистим чорним, проте і ця шкала, судячи по абсолютно ідентичному відтінку, друкувалася (принаймні, на тих же ділянках) такою ж сумішшю CMY. Шоста частина – друк змішаних кольорів. Сьома – призначна для оцінки перенесення кольорів, світлостійкості і механічної стійкості відбитку [8]. Приклад блоків стандарту DIN 33871 подано на рисунку 2.1.

Рисунок 2.1 - сторінка DIN 33871-1, яка служить для оцінки декількох параметрів якості друку

Для того, щоб адекватно оцінити якість друку, потрібно не лише виміряти відповідні величини, але і визначити їх вплив на сукупний результат. Це залишається справедливим як для візуальної оцінки, так і для оцінки за допомогою технічних засобів. При співставленні відомостей з відповідних джерел в технологічній літературі [9], а також всіляких технологічних норм і результатів досліджень [10], які проводилися. При візуальній оцінці, були вистановлені три оцінні параметри, які мають найбільш важливе значення:

· Розтікання – витікання чорниk за кордон задруковуваного матеріалу на незадруковані поверхні.

· Затікання – взаємопроникнення чорнил на кордоні двох кольорових поверхонь.

· Рівномірність друку – на однорідно сформованих задруковуваних поверхнях явний нерівномірний розподіл яскравостей з місцями забарвлення низької інтенсивності. Іншими словами – неоднорідний друк крупних плашок одного кольору.

Оскільки тля того, щоб оцинити якість зображення, а в результаті і якість друку, доцільно використовати значення «пам'ятних кольорів», вирішено включити в тестову шкалу елементи з так званими пам’ятними кольорами, тобто, і однокольорові плашки, і фотографії, що містять характерні елементи. Пам'ятні кольори - це кольори добре знайомих предметів, які часто зустрічаються в повсякденному житті, наприклад: жовтий лимон, блакитне небо, зелена трава, помаранчевий апельсин, сірий асфальт, червоний помідор і ін. (тілесний колір — один з найскладніших кольорів для відтворення поліграфічними засобами).

Орієнтуватіся лише на числові значення координат пам'ятних кольорів без розуміння умов, при яких були отримані такі зображення, не правильно. Залежно від світлоти змінюється і кольоровий тон і насиченість кольору. Наприіклад, для одних відтінків справедливо - чим темніше, тим холодніше і менш насичено (зелень дерев, трава, тілесні кольорі), для інших: чим темніше - тім більше насичено (чисте небо або шоколад). Тобто, колір навіть "пам'ятніх" кольорів залежіть від контексту, але все одно існують деякі загальноприйняті кількісні вираження пам’ятних кольорів, які обрано за орієнтир для створення тестової шкали [11].

В результаті аналізу сучасних тестових шкал було вирішено вдосконалити тест-форму введенням таких елементів:

· — збільшити кількість зображень для візуального контролю відтворення кольорів, оскільки більшість технологій, що досліджуються, використовуються здебільшого для друку повно кольорової малотиражної продукції з високими вимогами до якості відтворення кольору;

· — акцентувати увагу на тріадних кольорах CMYK, оскільки в сучасних поліграфічних компаніях однією з основних вимог до макетів, що надаються замовником, є наявність зображень лише в цьому кольоровому просторі;

· — збільшити кількість елементів, що містятть пам’ятні кольори;

· — додати класичну шкалу градацій сірого кольору, оскільки відтворення градацій сірого є важливим параметром контролю якості друкування.

На основі проаналізованих існуючих тест-об’єктів [] було розроблено тестову форму для визначення якості друку технологіями Computer-To-Print, основними елементами якої є:

- чорний текст на жовтому, блакитному та пурпурному фонах;

- текст вивороткою на чорному;

- тріадний та чорний текст на білому фоні;

- штрихові елементи тріадних кольорів з різною товщиною (від 1,75 до 0,2 мм);

- чорно-білий шаховий елемент;

- шкала градацій балансу сірого;

- шкала з плашками пам’ятних кольорів;

- градації чорної, жовтої, пурпурної та блакитної фарб з кроком у 5%;

- зображення з наявними пам’ятними кольорами.

Для визначення характеристик цих елементів на відбитках запроектовано застосування візуального та інструментального методів контролю. Виготовлення відбитків запроектовано на двох видах матеріалів відповідно до кожної технології.

2.3.2. Інструменти вимірювання. Для вимірювання штрихових та текстових елементів тестового об’єкту було використано мікроскоп MОК45 з камерою КММ 5 з програмним забезпеченням для обробки вихідних сигналів MicAm. Для визначення кольорових характеристик елементів тестової шкали на відбитках було використано спектрофотометр ColorVision Datacolor, вихідні сигнали якого оброблялися з використанням програмного продукту PrintFix PRO 2.1.

2.3.3. Статистична обробка данних. Результати вимірювання різноманітних параметрів завжди мають ймовірний характер за рахунок впливу на ці результати багатьох, в тому числі і випадкових, факторів. Об’єктивна оцінка отриманих результатів є однією із важливих задач при проведенні різного роду вимірів.

Вимірюваний параметр прийнято оцінювати числовими характеристиками-статистиками, до яких відносяться математичне очікування чи середнє значення, дисперсія, середнє квадратичне відхилення, коефіцієнт варіації вимірюваної величини [12].

Прийнято розрізняти теоретично можливі генеральні характеристики, які отримані на основі генеральної сукупності та так звані вибіркові характеристики, що були знайдені за обмеженою сукупністю вимірів, яка являє собою частину генеральної сукупності та називається вибіркою. Числові характеристики генеральної та вибіркової сукупності прийнято позначати різними символами.

Характеристики генеральної сукупності:

Математичне очікування чи середнє значення вимірюваної величини x позначається М[x] чи а та визначається за формулою [13,14]:

(2.1)

Однією із основних характеристик розсіювання величини x навколо центра розподілення слугує дисперсія, яка позначається D[x] чи та визначається за формулою [45, 46]:

(2.2)

Замість дисперсії в якості міри розсіювання вимірюваної величини можна ви користувати додатне значення квадратного кореня із дисперсії, яке має назву середнє квадратичне відхилення та коефіцієнт варіації, який позначається для генеральної сукупності через та являє собою відношення середнього квадратичного відхилення до математичного очікування [14]:

(2.3)

Вибіркові характеристики при малому числі або розмірі вибірки n<40-60.

Вибіркове середнє значення вимірюваного параметру вираховується за формулою [45, 46]:

(2.4)

де x_i — значення і-го виміру; n — число вимірів (число вибірок із генеральної сукупності).

Вибіркова дисперсія [45, 46]:

(2.5)

Вибіркове середнє квадратичне відхилення [13,14,15]:

(2.6)

Вибірковий коефіцієнт варіації [46]:

(2.7)

Величина можливої помилки залежить від об’єму вимірів, конструктивних особливостей обладнання, пристроїв, умов за яких проводяться виміри та інших факторів. Підвищити точність оцінки вимірювального параметра при визначених умовах експерименту можна за рахунок збільшення об’єму вимірів.

Для будь-якої ймовірності , яка характеризує ступінь достовірності результатів виміру, достатнє число повторюваності досліду визначається за формулою [13,14,15]:

(2.8)

де t=t(P)— квантиль нормального розподілу, який зв’язаний з інтегральною функцією нормального розподілу; v — коефіцієнт варіації, %; — ступінь точності досліду, %.

Значення коефіцієнта t приймаються за таблицею нормального розподілу для відповідної довірчої імовірності. Так для імовірності =0,95 значення t(P) =1,96. Для імовірності =0,99 коефіцієнт t(P) =2,576.

Коефіцієнт варіації при плануванні досліду невідомий. Тому число повторюваності вимірів необхідно встановлювати ітераційним методом. Для цього потрібно провести деяку кількість дослідів, на основі яких визначаються характеристики розсіювання та прийнятне число вимірів. Якщо це число більше за число вже виконаних вимірювань, то дослід продовжуються до числа прийнятних вимірювань і статистична обробка виконується повторно. При цьому дуже важливе значення має інтервальна оцінка вимірювального параметра чи встановлення довірчого інтервала, в якому з прийнятною довірчою ймовірністю Р=1— знаходиться значення цього параметру [13,14,15].

Під час проведення роботи були визначені такі об’єкти дослідження:

1. середнє значення;

2. вибіркова дисперсія;

3. вибіркове середнє квадратичне відхилення;

4. вибірковий коефіцієнт варіації;

5. квантиль нормального розподілу;

Статистична обробка даних отриманих в результаті вимірювання вищезазначених параметрів якості проводилася за допомогою програмного пакету MicrosoftOfficeExcelXP.

Вибір даного пакету суттєво зменшив час опрацювання даних, завдяки наявності у його базі даних вже створених деяких статистичних функцій. При обробці об’єктів дослідження використовувалися як наявні так і власноручно створені функції.

До вже створених функцій відносяться:

— середнє значення;

— вибіркова дисперсія;

До власноручно створених:

— вибіркове середнє квадратичне відхилення;

— вибірковий коефіцієнт варіації;

— квантиль нормального розподілу;

Обрахунок середнього значення проводилося за допомогою

функції СРЗНАЧ, при використанні якої можливо знайти середнє значення від одного до тридцяти аргументів.

Для визначення вибіркової дисперсії було використано статистичну функцію ДИСПА, за допомогою якої можливо обрахувати дисперсію по виборці від одного до тридцяти числових аргументів, які відповідають виборці із генеральної сукупності.

Дата добавления: 2015-10-28