Поверка и калибровка СИ

Поверка и калибровка СИ являются особыми видами испытаний. Различные по смыслу процедуры, они содержат одинаковую обязательную экспериментальную операцию: выполнение измерений с использованием достаточно точных эталонов. В популярной литературе, призванной рассказывать «просто о сложном», поверку уподобляют всем известной процедуре сверки часов по заведомо более точным. Чтож, не так уж далеко от истины. Примерно так оно и есть: средства измерений сверяют свой «ход» с эталонами - хранителями высшей точности. Но на этом схожесть процедур поверки прибора и сверки часов заканчивается.

Начало поверке средств измерений в Москве положила Поверочная палатка мер и весов, созданная в 1900 году Д.И. Менделеевым и ставшая прародительницей Московского центра метрологии и стандартизации, в начале 90-х годов преобразованного в Ростест-Москва.

По сути, поверка призвана дать ответ на вопрос: можно ли верить показаниям данного измерительного прибора? Или, строго говоря, не выходят ли показатели точности за установленные границы? Поверка средств измерений - Установление пригодности средств измерений (СИ) к применению на основании экспериментального определения метрологических характеристик и подтверждения их соответствия установленным требованиям с использованием эталонов. При определении пригодности СИ к применению поверитель оперирует нормами на пределы характеристик погрешностей, установленных в документации на средство измерений. Поверка СИ может заключаться: в определении пригодности СИ к применению с отбраковкой тех СИ, погрешность которых превышает пределы допускаемой погрешности, установленной для СИ данного типа; в установлении действительных значений или градуировке всех СИ, поступивших на поверку (в том числе путем введения поправок); в определении пригодности СИ к применению по нормам их стабильности (с отбраковкой тех СИ, изменение действительного значения или градуировочной характеристики которых за межповерочный интервал превысило предел допускаемой нестабильности, установленный для СИ данного типа) и в установлении действительных значений или градуировке остальных СИ. Также возможны такие варианты критериев подтверждения соответствия средств измерений по результатам поверки: - оцененная погрешность СИ не превышает разность нормы погрешности и расширенной неопределенности измерений при поверке; - оцененная погрешность СИ не превышает квадратного корня из разности квадратов нормы погрешности и расширенной неопределенности измерений при поверке.

Поверка средств измерений является важнейшей формой государственного регулирования обеспечения единства измерений.

Средства измерений, предназначенные для применения в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, до ввода в эксплуатацию, а также после ремонта подлежат первичной поверке, а в процессе эксплуатации — периодической поверке.

Поверку средств измерений осуществляют аккредитованные в установленном порядке в области обеспечения единства измерений юридические лица и индивидуальные предприниматели.

Правительством Российской Федерации устанавливается перечень средств измерений, поверка которых осуществляется только аккредитованными в установленном порядке в области обеспечения единства измерений государственными региональными центрами метрологии.

Результаты поверки средств измерений удостоверяются знаком поверки и (или) свидетельством о поверке. Конструкция средства измерений должна обеспечивать возможность нанесения знака поверки в месте, доступном для просмотра. Если особенности конструкции или условия эксплуатации средства измерений не позволяют нанести знак поверки непосредственно на средство измерений, он наносится на свидетельство о поверке.

Порядок проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке устанавливаются федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по выработке государственной политики и нормативно-правовому регулированию в области обеспечения единства измерений.

Сведения о результатах поверки средств измерений, предназначенных для применения в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, передаются в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений проводящими поверку средств измерений юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями.

Средства измерений, не предназначенные для применения в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, могут подвергаться поверке в добровольном порядке.

Поверка средств измерений параметров движения

Обязательная поверка

Если прибор предназначен для проведения измерений в сферах государственного регулирования обеспечения единства измерений, то такое средство измерений подлежит обязательной поверке, подтверждающей его сответствие метрологическим и техническим требованиям. При этом необходимо иметь в виду, что если подлежащее поверке средство измерений включено Правительством РФ в соответствующий перечень, то то его поверка может проводиться только в Государственном региональном центре метрологии. При выпуске средства измерений из производства, после ремонта, а также при импорте, при продаже проводится поверка, называемая первичной поверкой.

Но как бы ни были точны измерительные приборы от рождения или после ремонта, им необходима и периодическая поверка. Дело в том, что точнейшие детали средств измерений в процессе эксплуатации постоянно подвергаются воздействиям, изнашиваются, и приборы со временем неумолимо начинают "грешить". Как часто надо поверять средство измерений в процессе эксплуатации? Периодичность поверки регламентирует так называемый Межповерочный интервал, который устанавливается по результатам испытаний средства измерений с целью утверждения типа. По результатам испытаний средства измерений с целью утверждения типа также определятся нормы на пределы характеристик погрешностей, разрабатывается Методика поверки.

Так с помощью поверки, являющейся важнейшим инструментом современной метрологии, обеспечивается точность, достоверность и единство измерений на территории РФ

Поверка - чрезвычайно сложная процедура. Перечень операций, проводимых при поверке, средства поверки, требования к квалификации поверителей, содержание и метод поверки, схемы подключения, чертежи, указания о порядке проведения операций, формулы, графики, таблицы с пояснением обозначений, указания о предельной допускаемой погрешности отсчета, рекомендации по числу значащих цифр, фиксируемых в протоколе, и много другое прописывается в документе, именуемом «Методика поверки» (Содержание документа «Методика поверки»).

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ КАК ВАЖНЕЙШЕЕ УСЛОВИЕ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

Методика поверки как общепризнанный документ, стандартизирующий алгоритм и содержание процедур поверки средств измерений одного типа, появилась лишь на рубеже 40­50 годов. До этого поверители в каждом случае полагались на собственные know-how. Что в переводе с английского, напомним, означает «знаю как». На практике это превращалось в «как знаю, так и поверяю». Чем не иллюстрация к басне про щуку, рак и рыбу?! Между тем задачи, стоящие перед наукой и производством, настоятельно требовали качественного продвижения к обеспечению единства измерений. Так началась стандартизация методик поверки средств измерений.

Весьма распространено заблуждение относительно того.что методику поверки прибора разрабатывает создавший его приборостроитель и потому методика поверки будто то бы по определению должна прилагаться к прибору, как скажем, паспорт или инструкция по эксплуатации. Это не так. Методика поверки - метрологический документ. Она разрабатывается метрологическими институтами или метрологами независимых от приборостроителей испытательных центров, куда на так называемые испытания в целях утверждения типа изготовители приборов обязаны представить свое детище, чтобы оно стало законорожденным. Своего рода свидетельством о рождении средства измерений становится документ «Описание типа».

Настоятельно рекомендуем приобретать только те средства измерений, которые прошли
испытания в целях утверждения типа и внесены в Госреестр. Что это дает? Во-первых, из
Описания типа вы получаете не рекламную, а достоверную информацию о реальных
метрологических характеристиках приобретаемого прибора, подтвержденных независимой
метрологической организацией. Во-вторых, здесь приведена величина Межповерочного
интервала приобретаемого вами средства измерений. Это тот беспроблемный период
эксплуатации, когда вы можете быть уверенными в правильности показаний, а по истечении
которого обязаны провести поверку, удостоверяющую возможность дальнейшего
использования прибора по назначению. И, наконец, в состав Описания типа обязательно
входит Методика поверки.

Однако тот факт, что средство измерений внесено в Госреестр, вовсе не гарантирует то, что поставщик прибора автоматически предоставит вам Методику поверки. И отнюдь не по забывчивости, а потому, что поставщик (диллер) чаще всего не является владельцем методики поверки. Покупатели же, заключая договор на поставку, не прописывают в нем обязательство поставщика предоставить методику поверки. И в результате «по умолчанию» получают прибор без методики его поверки. И проблемы не заставят себя ждать. Ни одна серьезная метрологическая организация не возьмется за проведение поверки, не имея ее методики. Отсутствие методики поверки по сути превращает измерительный прибор в... одноразовый. Обращаться к поставщику, который «недодал» методику поверки, если ее поставка не была предусмотрена договором, безрезультатно. Что делать в этом случае? Можно попытаться обратиться в метрологический центр, который проводил испытания и разрабатывал методику поверки. Но далеко не во всех метрологических центрах организована, как в Ростест-Москва, служба ведения фонда разработанных методик поверки. Есть еще путь - ВНИИ метрологической службы, который ведет Реестр средств измерений, допущенных к обращению на территории РФ.

Классификация, правила построения, содержание и порядок создания документов на
методики поверки средств измерений регламентированы МИ 2526-99 «Рекомендация.
Государственная система обеспечения измерений. Нормативные документы на методики
поверки средств измерений. Основные положения»

Межповерочные интервалы

Одной из основных форм поддержания средства измерения в метрологически исправном состоянии является его периодическая поверка. Она проводится метрологическими службами согласно правилам, изложенным в специальной нормативно-технической документации. Периодичность поверки должна быть согласована с требованиями к надежности средства измерения. Поверку необходимо проводить через оптимально выбранные интервалы времени, называемые межповерочными интервалами (МПИ).

Момент наступления метрологического отказа может выявить только поверка средства измерения, результаты которой позволят утверждать, что отказ произошел в период времени между двумя последними поверками. Величина МПИ должна быть оптимальной, поскольку частые поверки приводят к материальным и трудовым затратам на их организацию и проведение, а редкие - могут привести к повышению погрешности измерений из-за метрологических отказов.

Межповерочные интервалы устанавливаются в календарном времени для средств измерений, изменение метрологических характеристик которых обусловлено старением и не зависит от интенсивности эксплуатации. Значения МПИ рекомендуется выбирать из следующего ряда: 0,25; 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 9; 12; 6К месяцев, где К- целое положительное число. Для средств измерений, у которых изменение MX является следствием износа его элементов, зависящего от интенсивности эксплуатации, МПИ назначаются в значениях наработки.

При нахождении МПИ выбирается MX, определяющая состояние метрологической исправности средства измерений. В качестве таких характеристик, как правило, используются основная погрешность, среднее квадратическое отклонение случайной составляющей погрешности и некоторые другие. Если состояние метрологической исправности определяют несколько MX, то из них выбирается та, по которой обеспечивается наибольший процент брака при поверках.

В настоящее время существуют три основных пути определения продолжительности МПИ:

• на основе статистики отказов;

• на основе экономического критерия;

• произвольное назначение первоначального МПИ с последующей корректировкой в течение всего срока службы средства измерения.

Выбор конкретного метода определения продолжительности МПИ зависит от наличия исходной информации о надежности и стабильности средства измерения. Первый способ является эффективным при условии, что известны показатели метрологической надежности. Наиболее полная информация такого рода содержится в моделях, описывающих и менение во времени MX средств измерений. При известных параметрах моделей МПИ определяется моментом выхода погрешности за нормируемый для данного средства измерения допуск. Однако большой разброс параметров и характеристик процессов старения средства измерения приводит к большой погрешности расчета МПИ с помощью таких моделей.

Применение методов расчета МПИ, основанных на статистике скрытых и явных отказов, требует наличия большого количества экспериментальных данных по процессам изменения во времени MX средств измерений различных типов. Такого рода исследования весьма трудоемки и занимают значительное время. Этим объясняется тот факт, что опубликованных статистических данных о процессах старения приборов различных типов крайне мало. В технических описаниях средств измерений, как правило, приводится средняя наработка до отказа, средний или гамма-процентный ресурс и срок службы. Этого явно недостаточно для расчета МПИ.

Определение межповерочного интервала по экономическому критерию состоит в решении задачи по выбору такого интервала, при котором можно минимизировать расходы на эксплуатацию средства измерения и устранять последствия от возможных ошибок, вызванных погрешностями измерения. Исходной информацией для определения МПИ служат данные о стоимости поверки и ремонта средства измерения, а также об ущербе от изъятия его из эксплуатации и от использования метрологически неисправного прибора. Основная сложность применения этого метода состоит в следующем. Затраты на ремонт и поверку средства измерения достаточно легко определяются по нормативным документам. В отличие от них потери из-за использования приборов со скрытым метрологическим отказом на практике, как правило, неизвестны. Приходится прибегать к приближенным моделям, описывающим затраты на эксплуатацию средства измерения со скрытыми метрологическими отказами в виде функции потерь того или иного вида.

Наиболее универсальным является метод, состоящий в произвольном назначении МПИ с последующей корректировкой его величины. В этом случае при минимальной исходной информации назначается первоначальный интервал, а результаты последующих поверок являются исходными данными для его корректировки.

Основной трудностью данного метода является назначение первого МПИ. Преодолеть ее возможно тремя путями. Во-первых, для определения протяженности первого МПИ могут быть использованы показатели метрологической надежности поверяемого средства измерения. Во-вторых, длительность первого интервала может быть оценена исходя из анализа данных по эксплуатации аналогичных поверяемому по конструкции и технологии производства средств измерений. В-третьих, первый МПИ выбирается в соответствии с рекомендациями нормативных документов государственных и ведомственных метрологических служб.

Последующие значения МПИ определяются путем корректировки первого интервала с учетом результатов проведенных поверок большого числа однотипных средств измерений.