Поиск по сайту:
Главная страница » Каталог статей » Статьи о погрешности » Брюханов В.А., «Почетный метролог», к.ф.-м.н., "Показатели точности измерений: пора преодолеть путаницу (примеры непродуманного метрологического нормотворчества)"

Показатели точности измерений: пора преодолеть путаницу (примеры непродуманного метрологического нормотворчества)




 Брюханов В.А., «Почетный метролог», к.ф.-м.н. 

Верно определяйте слова, и вы освободите

мир от половины недоразумений

Рене Декарт



В нашей стране, как хорошо известно, действует Федеральный закон «Об обеспечении единства измерений» [1].

Было бы замечательно, если бы не только метрологи и технические специалисты, причастные к измерениям, но и широкие слои населения понимали, к обеспечению какого же состояния измерений их обязывает Закон [1].

Разумеется, широкие слои населения этого не понимают, но, как показывает практика [2-4], даже метрологи далеко не всегда понимают, какое же состояние измерений они должны обеспечивать в своей повседневной работе, и уж тем более не могут точно, по памяти, определить это состояние.

Приходится вновь напомнить определение понятия «единство измерений», данное в статье 2 Закона [1]:

«Единство измерений - состояние измерений, при котором их результаты выражены в допущенных к применению в Российской Федерации единицах величин, а показатели точности измерений не выходят за установленные границы».

В предшествующем законе РФ «Об обеспечении единства измерений» [5] давалось иное определение:

«Единство измерений - состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин и погрешности измерений не выходят за установленные границы с заданной вероятностью».

Определение, существовавшее в Законе [5], до сих пор представляется более строгим по сравнению с определением, данным в Законе [1]. В нем упоминается самая наглядная и, можно сказать, популярная характеристика погрешности измерений - границы, за которые погрешность не выходит с заданной вероятностью. Вместе с тем отметим, что на протяжении всех пятнадцати лет действия Закона [5] так и оставался не проясненным важный вопрос о том, кто же устанавливает границы, за которые не должна выходить погрешность измерений. Метрологи до сих пор остались в неведении, что же, в конце концов, следовало понимать под этим многозначным словом «установленные». Великий и могучий русский язык позволяет вкладывать в глагол «установить» самый различный смысл. Можно установить забор, ворота, какой-нибудь факт, дорожный знак. Можно установить правила поведения, запреты, нормы и т.п.

Но главное заключалось не в рассмотренных выше терминологических и смысловых тонкостях.

Главное заключалось в том, что определение понятия «единство измерений», данное в Законе [5], давно изжило себя, поскольку в настоящее время для выражения точности измерений в отечественной метрологии используются не только характеристики погрешности измерений, но и характеристики неопределенности измерений. В западноевропейской практике для выражения точности результатов измерений в подавляющем большинстве случаев используются характеристики неопределенности измерений.

Таким образом, разработчики Закона [1] были вынуждены модернизировать определение понятия «единство измерений».

Явно напрашивался следующий вариант модернизации:

«Единство измерений - состояние измерений, при котором их результаты выражены в допущенных к применению в Российской Федерации единицах величин, а показатели точности измерений соответствуют установленным требованиям».

Приведенный выше вариант определения получал бы в пятой статье Закона [1] соответствующее развитие и пояснение. На своем месте оказывались бы и слова «установленные требования».

Похоже, разработчики Закона [1] не особенно затруднили себя с модернизацией определения понятия «единство измерений». Они просто заменили слова «погрешности измерений» словами «показатели точности измерений» и убрали (так сказать, на всякий случай) слова «с заданной вероятностью». С вероятностями, вообще, всегда одна морока.

Слова «установленные границы» остались. Однако при этом складывается впечатление, что разработчики Закона [1] не вполне ясно отдавали себе отчет в том, о каких границах может идти речь в модернизированном ими определении. В любом случае многим метрологам было понятно, что в слова о границах для показателей точности измерений в модернизированном определении понятия «единство измерений» уже нельзя было вкладывать тот смысл, который вкладывался в слова «установленные границы» в определении понятия «единство измерений», данном в переставшем действовать Законе [5].

Следовательно, напрашивается констатация непродуманности (если не сказать - корявость) модернизированного определения понятия «единство измерений». Хорошего в этом мало. Но это всё, как говорится, цветочки. Ягодки впереди.

Разработчики Закона [1] забыли (или, может быть, сознательно не захотели) дать определение в статье 2 Закона фундаментального метрологического понятия «показатели точности измерений». Это был уже явно досадный промах разработчиков Закона. Мы обоснуем этот вывод и детально проследим историю вопроса и путаницу с показателями точности измерений.

***


Более сорока лет тому назад был утвержден ГОСТ 8.011-72 «ГСИ. Показатели точности измерений и формы выражения результатов измерений» [6]. В этом стандарте к показателям точности измерений были отнесены фактически все те характеристики погрешности измерений, которые приводятся в настоящее время в рекомендации [7].
Стандарт [6] был отменен в конце 80-х годов, без замены каким-либо нормативным документом. По-видимому, предполагалось, что наличие рекомендации МИ 1317-86 [8] в полной мере закрывало проблему показателей точности измерений.

Однако в начале двухтысячных годов наиболее чуткие к различным веяниям и тенденциям метрологи начали все чаще ощущать потребность в прояснении вопроса с показателями точности измерений. Мне доводилось говорить на эту тему со многими известными в стране метрологическими авторитетами.

Надо было что-то предпринимать и попытаться обратить внимание законодателей на назревающую проблему.

В 2006 г. автор этих строк опубликовал в третьем номере журнала «Главный метролог» статью «Введение показателей точности измерений в метрологический обиход - веление времени» [9].

На мой взгляд, в пользу введения в отечественную метрологию единого термина «показатели точности измерений» свидетельствовало, в частности, утверждение такого важного документа, как ГОСТ Р ИСО 5725-2002 с достаточно симптоматичным (в контексте обсуждаемого вопроса) наименованием «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений».

В любом случае было понятно, что наполнение понятия «показатели точности измерений», так сказать, унифицированным содержанием положительным образом отразится на всей метрологической терминологии и поможет метрологам лучше понимать друг друга в профессиональном общении.

По горячим следам откликов на статью [9], как и следовало ожидать, не последовало.

Я питал слабую надежду, что вопрос о показателях точности измерений будет прояснен в разрабатывавшемся в те годы новом варианте закона об обеспечении единства измерений и даже изложил ряд своих основных соображений в специальном письме на имя заместителя руководителя Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии В.Н.Крутикова.

Федеральный закон «Об обеспечении единства измерений» [1] был утвержден в 2008 г., и в начале этой статьи я уже рассказал читателям, как был решен в нем вопрос о показателях точности измерений.

Тоненькая ниточка надежды тянулась от Закона [1] к разрабатывавшемуся в те же годы во ВНИИМС национальному стандарту на методики измерений. И для этого были основания. 

В Законе [1] дается следующее определение:

«Методика (метод) измерения - совокупность конкретно описанных операций, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с установленными показателями точности измерений».

Следовательно, в национальном стандарте на методики (методы) измерений нельзя было обойти молчанием вопрос о показателях точности измерений. Я обращал внимание разработчиков стандарта на методики (методы) измерений на необходимость серьезной проработки вопроса о показателях точности измерений. По-видимому, я не проявил достаточной последовательности и настойчивости.

Как бы там ни было, я испытал чувство огорчения, когда читал формулировки ГОСТ Р 8.563-09 «ГСИ. Методики (методы) измерений», относящиеся к показателям точности измерений» [10].

Судите сами, уважаемые читатели, насколько проясняют вопрос о показателях точности измерений положения стандарта [10]. В пункте 3.4 стандарта мы читаем: «Показатель точности измерений: установленная характеристика точности любого результата измерений, полученного при соблюдении требований и правил данной методики».

Вопросы возникают сразу.

Что надо понимать под «характеристикой точности»? Какой смысл вкладывается в многозначное и лукавое (как было показано выше) слово «установленная»? Кем устанавливается «характеристика точности любого результата измерений»? Когда, кем и на каком, спрашивается, основании? Одним словом, стало ли нам понятнее после прочтения этого определения, что же это такое - «показатели точности измерений»?

Далее авторы стандарта [10] поясняют нам, что в качестве «показателей точности измерений» могут использоваться:

- характеристики погрешности измерений по МИ 1317-2004;

- характеристики неопределенности по РМГ 43-01 (документотменен - В.А.Б.);

- показатели точности по ГОСТ Р ИСО 5725-2002. Это был, на мой взгляд, уже явный перебор и нелепица.

К примеру, взятые в отдельности характеристики случайной составляющей погрешности измерений по МИ 1317-2004 или прецизионности по ГОСТ Р ИСО 5725-2002 уж никак не могут рассматриваться в качестве показателей точности измерений.

И здесь пора порассуждать немного о смысле слов «точность измерений».

На интуитивном уровне все прекрасно понимают, что термин «точность измерений» носит, можно сказать, качественный оттенок. Этот термин позволяет экономить слова и бумагу при выражении наших качественных суждений о том, насколько близок результат измерений к действительному значению измеряемой величины. Все отдают себе отчет в том, что чем выше точность измерений, тем ближе результат измерений к действительному значению измеряемой величины и, естественно, наоборот.

Изложенное выше интуитивное понимание смысла слов «точность измерений» подтверждают формулировки, которые давались или даются в нормативных документах.

В действовавшем на протяжении длительного периода времени и очень добротном терминологическом документе - ГОСТ 16263-70 «ГСИ. Метрология. Термины и определения» давалось следующее определение:

«Точность измерений - качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины».

В международном словаре основных и общих терминов в области метрологии [11] мы находим практически аналогичное определение:

«Точность измерения - степень близости результата измерения к истинному значению измеряемой величины».

Читатели, я надеюсь, догадываются, что далеко не все «характеристики точности», о которых говорится в стандарте [10], дают нам представление о точности измерений и могут использоваться в качестве показателей точности измерений.

***


Свой взгляд на существо дел с показателями точности измерений я изложил в статье, опубликованной в рубрике «Проверь себя» журнала «Советник метролога» [12].

В статье [12] приводился перечень показателей, используемых обычно при описании измерений и их результатов, и читателям предлагалось самостоятельно (до прочтения приводимых в конце журнала авторских пояснений) выбрать варианты ответов на вопрос о том, какие же из них следует относить к показателям точности измерений.

Варианты ответов выглядели следующим образом:

А) погрешность измерений;

Б) границы, в которых погрешность измерений находится с заданной вероятностью;

В) среднее квадратическое отклонение погрешности;

Г) среднее квадратическое отклонение случайной составляющей погрешности измерений; Д) сходимость результатов измерений;

Е) воспроизводимость результатов; Ж)среднее квадратическое отклонение систематической составляющей погрешности измерений;

3) границы, в которых неисключенная систематическая составляющая погрешности измерений находится с заданной вероятностью; И) стандартная неопределенность измерений по типу А;

К) стандартная неопределенность измерений по типу Б;

Л) суммарная стандартная неопределенность измерений;

М) расширенная неопределенность измерений;

Н) прецизионность измерений.

Рассмотрим возможные варианты ответов.



Вариант А

Этот вариант является ошибочным, и вот в силу каких причин.

Погрешность измерения А определяется, как хорошо и всем давно известно, следующим образом:

Δ = Арu — Au (1),

где Арu - результат измерения; Au - истинное значение измеряемой величины

Выражение (1) является краеугольным камнем для всей традиционной метрологии. Само понятие «погрешность» появилось именно потому, что, выполняя измерение и получая его результат, мы отступаем от истины и тем самым «грешим». Выражение (1) носит чисто умозрительный, теоретический характер, поскольку истинное значение измеряемой величины всегда остается неизвестным. Для того, чтобы создать мостик от умозрительных рассуждений к практической метрологии, вводится понятие о действительном значении величины Ад, и выражение (1) заменяется следующим выражением:

Δ ~ Арu — Ад (2),

где Арu - результат измерения; Ад - действительное значение измеряемой величины Все мы знаем, что действительные значения величин воспроизводятся с помощью эталонов. Чем точнее эталон, тем ближе мы приближаемся к непостижимой истине. Она ускользает от нас, как горизонт от путешественника.

Полезно отметить, что нередко метрологи-теоретики говорят не о действительном значении величины, а об условно-истинном (мне лично этот вариант тоже нравится больше), характеризуемом некоторой неопределенностью. Углубление в эти вопросы выглядит очень заманчиво, но явно выходит за рамки нашей статьи.

Например, когда мы зримо и воочию наблюдаем погрешность измерения А, определяемую выражением (2). Или когда мы выполняем сопоставление результата измерения, полученного с помощью «рабочего» средства измерений («рабочей» методики измерений), с результатом измерения, полученным с помощью эталонного средства измерений (эталонной методики измерений). Выполнив однократно такое сопоставление, мы получим значение Повторив сопоставление, мы получим другое значение - значение А2. В подавляющем большинстве случаев в качестве модели погрешности измерений принимается модель случайной величины (или случайного процесса). Именно в силу этого обстоятельства метрологи-теоретики никогда не рассматривали возможность использования выражения (2) для разработки представлений о показателях точности измерений.

К тому же не следует забывать, что подавляющее большинство практических измерений выполняется в условиях, когда в распоряжении того, кто выполняет измерения, нет эталонов или эталонных методик измерений. А при этом необходимость приписать результату измерения численное значение определенного показателя точности измерений имеется. Как это ни заманчиво, но погрешность измерений по формуле (2) нельзя использовать в качестве показателя точности измерений.

Вариант Б

Этот вариант ответа точно попадает в «цель», т.е. является правильным, и основания для такого вывода заключаются в следующем.

Как отмечалось выше, точность измерений является качественным понятием, отражающим степень близости результата измерений к действительному значению измеряемой величины. Чем меньше погрешность измерения, определяемая формулой (2), тем выше точность измерения и наоборот - чем больше погрешность измерения, тем ниже его точность.

Границы погрешности измерений для заданной вероятности дают полное основание судить о возможной степени близости результата измерения к действительному значению измеряемой величины.

Для простоты и наглядности примем, что границы погрешности измерений Агр являются симметричными относительно нуля (|Δгр.в| = |Δгр.н| = Δгр). Тогда интервал, в котором может находиться действительное значение измеряемой величины , можно записать в следующем виде:

Арu  — Δгр ≤ Ад ≤ Ари + Δгр (3)

Вариант В

Этот вариант ответа также надо признать правильным.

Среднее квадратическое отклонение погрешности измерений ол наглядно характеризует возможное рассеяние результатов измерений относительно действительного значения измеряемой величины Ад. Знание σΔ позволяет (при определенных предположениях о виде функции распределения плотности вероятностей погрешностей) оценить интервал значений, в котором может находиться Ад. Так, например, если принять, что погрешности измерений симметричны относительно нуля и подчиняются нормальному закону распределения, то для вероятности Р = 0,95 можно записать:

Арu — 2 σΔ ≤ Ад ≤  Арu + 2 σΔ (4)

Вариант Г

Этот вариант ответа является неудачным.

Знание только среднего квадратического отклонения случайной составляющей погрешности измерений σΔсл в общем случае не позволяет судить о возможной степени близости результатов измерений к действительному значению измеряемой величины Ад, поскольку дополнительно к случайной составляющей погрешности измерений может иметь место систематическая составляющая. Значение олсп может быть небольшим, но при этом результаты измерений могут сильно отличаться от Ад.

Вариант Д

Этот вариант ответа ошибочен.

Сходимость результатов измерений является показателем, широко используемым в количественном химическом анализе, и представляет собой разность между результатами (в простейшем случае) двух измерений одной и той же величины, выполненных одним и тем же оператором, с помощью одних и тех же средств измерений и в одних и тех же условиях.

Этот показатель используется для оперативного контроля правильности выполнения процедуры измерений. Сама по себе сходимость измерений не дает ни малейшего представления о границах, в которых может находиться погрешность измерений.

Вариант Е

Этот вариант ответа ошибочен.

Воспроизводимость результатов измерений является показателем, также широко используемым в количественном химическом анализе, и представляет собой разность между результатами двух измерений одной и той же величины, выполненных различными операторами, с помощью различных экземпляров средств измерений и в различных условиях.

Этот показатель широко используется в процедурах межлабораторных сличений. Подобно сходимости измерений, он также не дает представления о границах, в которых может находиться погрешность измерений.

Рамки задуманного материала не позволяют детально разбираться с показателями сходимости и воспроизводимости результатов измерений. Этими показателями давно и с успехом оперируют, в частности, специалисты в области количественного химического анализа, причем как в нашей стране, так и за рубежом. Мне кажется, что большинство метрологов хотя бы на интуитивном уровне понимает, что «скрывается» за показателями сходимости и воспроизводимости результатов измерений.

Думаю, полезно чуть-чуть развить комментарии к вариантам ответов Д и Е.

Следует помнить, что конечная цель измерений заключается в том, чтобы получить результат, который был бы близок, в той или иной степени, к условно-истинному (действительному) значению измеряемой величины. Можно ли судить о степени достижения этой цели, оперируя только показателями сходимости и воспроизводимости результатов измерений? Разумеется, нельзя. Можно иметь превосходные значения показателей сходимости и воспроизводимости результатов измерений (нередко говорят о результатах наблюдений), и при этом конечный (так сказать, искомый) результат процедуры измерений будет очень далек от условно-истинного (действительного) значения измеряемой величины.

Показательно, что активное «вторжение» метрологии в область количественного химического анализа (КХА) началось именно тогда, когда стали предприниматься серьёзные попытки оценивать и приписывать методикам КХА количественные значения границ погрешности измерений для заданной вероятности. Другими словами, приписывать методикам КХА настоящие показатели точности измерений. Полезно также напомнить, что показателям сходимости и воспроизводимости результатов измерений (наблюдений) в КХА отводится роль показателей оперативного контроля правильности выполнения оператором измерений (наблюдений).

Читатели имеют возможность дополнительно «покопаться» в книгах и документах и убедиться в справедливости рассуждений автора этих строк. В частности, советую почитать (особенно перед сном) рекомендацию РМГ 61-2003 [13]. Даже только из наименования этого любимого всеми химиками-анали-тиками документа следует, что в метрологии существуют следующие показатели:

- показатели точности измерений;

- показатели правильности измерений;

- показатели прецизионности измерений.

Варианты Ж и 3

Оба варианта ответа должны быть признаны ошибочными.

Сами по себе характеристики систематической составляющей погрешности измерений (какими бы он ни казались удовлетворительными) не позволяют судить нам о границах, в которых может находиться (при заданной вероятности) суммарная погрешность измерений. Причины этого - неучет роли случайной составляющей погрешности измерений.

Впереди у нас рассмотрение четырех вариантов ответов (И, К, Л и М). Рассматривая эти варианты, мы будем говорить об отдельных характеристиках неопределенности измерений, относительно которой до сих пор идут разного рода дискуссии среди теоретиков-метрологов.

В зарубежной метрологической практике концепция неопределенности измерений начала активно использоваться для выражения точности измерений в середине девяностых годов прошлого столетия, когда был принят знаменитый международный документ «Guide to the expression of uncertainty in measurement» (ISO/IEC Guide 98:1995) [14]. Перевод этого документа на русский язык был опубликован в 1999 году [15]. В последующем был утвержден рекомендательный документ РМГ (рекомендация по межгосударственной стандартизации) 43-2001 «Государственная система обеспечения единства измерений. Рекомендация по межгосударственной стандартизации. Применение «Руководства по выражению неопределенности измерений» [16].

Введение в действие документа [16] знаменовало собой начало «эры» официального применения концепции неопределенности измерений для выражения точности измерений в отечественной метрологии.

Российские метрологи, вообще говоря, не пришли в восторг от концепции неопределенности измерений. Их отношение к неопределенности измерений характеризовалось весьма противоречивыми суждениями. Наглядное представление об «идейном разброде» в кругах российской метрологической общественности по отношению к неопределенности измерений дают материалы, опубликованные в двух номерах журнала «Главный метролог» [17,18].

Достоинства и недостатки концепции неопределенности измерений - это тема отдельного и очень увлекательного разговора, выходящего, естественно, за рамки нашей статьи. Есть яростные её хулители, и есть горячие её адепты. Есть догматики и педанты, считающие, что категорически нельзя использовать даже словосочетание «характеристики неопределенности измерений», поскольку таких слов нет в исходном документе [14]. Надо, дескать, говорить «формы выражения неопределенности измерений» или «виды неопределенности измерений». Я лично считаю, что очень удобно и полезно использовать именно словосочетание «характеристики неопределенности измерений» (по аналогии со словосочетанием «характеристики погрешности измерений»).

«Гримасы» концепции неопределенности измерений связаны с переводом английского текста [14] на русский язык. В результате этого отечественные метрологи вместо понятного интервала неопределенности измерений для некоторой заданной вероятности получили пугающую не слишком просвященного метролога «расширенную неопределенность измерений». Один этот термин - насколько я убедился во время многочисленных учебных семинаров - сразу отбивает у рядового метролога охоту к постижению концепции неопределенности измерений.

В исходном документе [14] дается следующее определение: «Неопределенность измерения - параметр, связанный с результатом измерения и характеризующий рассеяние значений, которые достаточно обоснованно могли бы быть приписаны измеряемой величине».

Концепция неопределенности измерений не оперирует понятиями «истинное значение измеряемой величины» и «действительное значение измеряемой величины» и приведенными выше формулами (1) и (2).

Не впадая в скрупулёзную и ненужную в данном случае детализацию, можно сказать, что в качестве характеристик неопределенности измерений используются четыре характеристики:

1) стандартная неопределенность измерений по типу А;

2) стандартная неопределенность измерений по типу Б;

3) суммарная стандартная неопределенность измерений;

4) расширенная неопределенность измерений.

Итак, продолжаем рассматривать варианты ответов.

Варианты И и К

Оба варианта ответа будут ошибочными. Стандартные неопределенности по типу А и Б не позволяют судить в общем случае о степени близости результатов измерений к их математическому ожиданию (т.е. к наиболее вероятному значению). Понятие «наиболее вероятное значение» в концепции неопределенности измерений заменяет понятие «действительное значение», используемое в концепции погрешности измерений.

Вариант Л

Этот вариант ответа относится к числу правильных ответов.

В данном месте полезно дать следующее определение: «Суммарная стандартная неопределенность измерений - стандартная неопределенность результата измерений, полученного через значения нескольких других величин, равная положительному квадратному корню из суммы членов, представляющих собой дисперсии или ковариации этих других величин, взятых с весами, соответствующими степени влияния этих величин на результат измерений».

Знание суммарной стандартной неопределенности измерений позволяет судить о возможном рассеянии результатов измерений относительно их математического ожидания, и - по аналогии с вариантом ответа В - эта характеристика неопределенности измерений может быть отнесена к показателям точности измерений. От суммарной стандартной неопределенности можно перейти - при определенных предположениях - к расширенной неопределенности, представляющей интервальную характеристику.

Вариант М:

Этот вариант ответа можно уверенно относить к числу правильных.
Согласно документу [14], расширенная неопределенность представляет собой интервал вокруг математического ожидания результатов измерений, охватывающий большую долю распределения значений, которые могут быть приписаны измеряемой величине. Эта доля может быть определена через доверительную вероятность или уровень доверия.

Таким образом, вариант ответа М можно рассматривать как аналог варианта ответа Б стой лишь разницей, что в случае варианта Б речь шла о знании степени возможной близости результатов измерений к действительному значению измеряемой величины, а в случае варианта М речь идет о знании степени возможной близости результата измерений к математическому ожиданию измеряемой величины.

Вариант Н:

Этот вариант ответа является ошибочным.

Прецизионность измерений характеризует степень близости между независимыми результатами измерений, полученными при определенных принятых условиях. Меру прецизионности обычно выражают в терминах рассеяния и вычисляют как стандартное отклонение результатов измерений. Малой прецизионности соответствует большое стандартное отклонение.

Знание только стандартного отклонения прецизинности не позволяет судить о степени возможной близости результатов измерений ни к действительному значению измеряемой величины Ад (концепция погрешности измерений), ни к математическому ожиданию результатов измерений (концепция неопределенности измерений). По этим причинам прецизионность нельзя относить к числу показателей точности измерений.

Если подытожить все 13 рассмотренных нами вариантов ответов, то мы получаем следующую картину: к числу показателей точности измерений можно отнести только четыре показателя, которые используются при описании измерений и их результатов. Эти четыре показателя точности измерений приведены в таблице.

***


В завершение этой статьи рассмотрим особенно наглядный пример непродуманного метрологического нормотворчества.

Выше мы убедились в том, что до сих пор так ничего и не сделано, чтобы наполнить понятие «показатели точности измерений» содержанием, адекватным сегодняшнему уровню теоретической и законодательной метрологии, чтобы установить четкую и однозначную номенклатуру показателей точности измерений (например, в национальном стандарте с соответствующим наименованием).

Вместо этого приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 05.04.2010 г., № 59-ст с 1 января 2011 года введены в действие Правила по межгосударственной стандартизации (ПМГ) 96-2009 «ГСИ. Результаты и характеристики качества измерений. Формы представления» [19]. И при этом в Федеральном законе «Об обеспечении единства измерений» нет ни слова о характеристиках качества измерений, а говорится ясно и четко о показателях точности измерений. Откровенно говоря, становится даже как-то неловко и за разработчиков ПМГ 96-2009, и за руководство Росстандарта. Нельзя же так явно противоречить Федеральному закону! С какой, спрашивается, стати всплыли откуда-то характеристики качества измерений? Зачем потребовалось вносить очередную путаницу в умы метрологов?

Какие же «характеристики качества измерений» нам предлагаются в документе [19]?

Оказывается, это те самые четыре показателя точности измерений, на которые мы «вышли» в этой статье, рассмотрев тринадцать показателей, используемых обычно при описании измерений и их результатов. Остается только руками развести.

С моей точки зрения, документ [19] наносит вред не только российской метрологии, но и метрологии стран-участниц СНГ, поскольку регламентирует правила межгосударственной стандартизации.

Прочтение документа [19] оставляет у метрологов впечатление, что измерения являются тем качественнее, чем выше их точность. Такое впечатление грубо противоречит духу и целям практической, можно сказать, производственной метрологии, в соответствии с которыми в производственных условиях измерения должны выполняться с точностью, оптимизированной по экономическим критериям. В рамках теории оптимизации точности измерений,которая разрабатывалась
в конце двадцатого века группой специалистов ВНИИМС под руководством Н.П.Мифа, в качестве экономического критерия использовалась сумма затрат на измерения и потерь, вызываемых погрешностью измерений. Как показывает опыт, представления об оптимальной точности измерений всегда оказываются близкими и понятными метрологам-практикам.

Вредоносность документа ПМГ 96-2009 заключается и в том, что его разработчики настойчиво пытаются доказать, что концепции погрешности измерений и неопределенности измерений практически не отличаются друг от друга, что характеристики погрешности измерений и характеристики неопределенности измерений (вы чувствуете, уважаемые читатели, как удобно использовать отторгаемый некоторыми метрологическими педантами термин «характеристики неопределенности измерений»?) это чуть ли не одно и то же, и, дескать, концепция неопределенности измерений не принесла ничего нового в метрологию. Это, разумеется, заблуждение, от которого, на мой взгляд, надо охранять рядовых и «продвинутых» метрологов.

* * *

В заключение обратим внимание читателей на достаточно любопытное и примечательное обстоятельство.

В проекте новой редакции РМГ 29 «ГСИ. Метрология. Основные термины и определения», разработанном специалистами ФГУП «ВНИИМ им.Д.И.Менделеева» взамен РМГ 29-99, отсутствует, как это ни странно, определение термина «показатель точности измерений», однако при прочтении пункта 5.1 «Результат измерения величины» проекта документа мы неожиданно обнаруживаем очень важное для нас примечание 2:

«Результат измерений может быть представлен измеренным значением величины с указанием соответствующего показателя точности. К показателям точности относятся, например, среднее квадратическое отклонение, доверительные границы погрешности, стандартная неопределенность измерений, суммарная стандартная и расширенная неопределенность. VIM предусматривает также представление результата измерений плотностью распределения вероятностей на множестве возможных значений измеряемой величины».

На наш взгляд, нет сомнений в том, что назрела необходимость разработки национального стандарта с примерным наименованием «ГСИ. Показатели точности измерений. Формы выражения».

Список литературы.

1. Федеральный закон «Об обеспечении единства измерений» от 26.06.2008 г. № 102-ФЗ.

2. Брюханов В.А. «Отрабатываем навыки критического мышления на примере понятия «единство измерений». //Главный метролог. 2012, № 1.

3. Брюханов В.А. «А вы готовы четко и уверенно ответить на вопрос, что следует понимать под единством измерений?». //Главный метролог, 2010, №2.

4. Брюханов В.А. «Метрологи должны знать положения основополагающих нормативных правовых документов по метрологии». //Советник метролога, 2012, № 3.

5. Закон РФ «Об обеспечении единства измерений» от 27.04.1993 г. № 4871-1.

6. ГОСТ 8.011-72 «ГСИ. Показатели точности измерений и формы выражения результатов измерений».

7. МИ 1317-2004 «Результаты и характеристики погрешности измерений. Формы представления. Способы использования при испытанияхобразцов продукции и контроле их параметров».

8. МИ 1317-86 «Результаты и характеристики погрешности измерений. Формы представления. Способы использования при испытаниях образцов продукции и контроле их параметров».

9. Брюханов В.А. «Введение показателей точности измерений в метрологический обиход - веление времени». //Главный метролог, 2006, № 3.

10. ГОСТ Р 8.563-2009 «ГСИ. Методики (методы) измерений».

11. Русско-англо-французско-немецкц ский словарь основных и общих терминов логии. //М., ИПК Издательство стандартов, 1998.

12. Брюханов В.А. «Показатели точности измерений». //Советник метролога, 2011, № 1.

13. РМГ 61-2003 «ГСИ. Показатели тс правильности, прецизионности методик ственного химического анализа. Методы бценки».

14. «Guide to the expression of uncertainty in measurement» (ISO/IEC Guide 98:1995)

15. Руководство по выражению неопределенности измерения. Пер. с англ. Научный рщдактор проф.В.А.Слаев. - СПб: ВНИИМ им.Д.И. леева, 1999.

16. РМГ 43-2001 «ГСИ. Приме «Руководства по выражению неопределенности измерений».

17. «Пора устранить двусмысленности, связанные с использованием неопределенноетп измерений в отечественной метрологии». //Главный метролог, 2008, № 3.

18. «Продолжаем обсуждение пробле мы использования неопределенности измерений в отечественной метрологии». //Главный метролог, 2008, №4.

19. ПМГ 96-2009 «ГСИ. Результаты и характеристики качества измерений, формы представления».


Добавить комментарий


Главная страница » Каталог статей » Статьи о погрешности » Брюханов В.А., «Почетный метролог», к.ф.-м.н., "Показатели точности измерений: пора преодолеть путаницу (примеры непродуманного метрологического нормотворчества)"