Поиск по сайту:
Главная страница » Каталог статей » О метрологии » Sommer Klaus-Dieter, Samuel E. Chappell, Manfred Kochsiek, "Калибровка и поверка. Две процедуры с сопоставимыми целями и результатами"

Калибровка и поверка. Две процедуры с сопоставимыми целями и результатами




Двумя наиболее важными процедурами, призванными обеспечить необходимый уровень достоверности показаний средств измерений, являются:

- в промышленной метрологии: периодические калибровки средств измерений, выполняемые в соответствии с требованиями принятой системы управления качеством:

- в законодательной метрологии: периодические поверки и испытания с целью оценки соответствия средства измерения требованиям нормативных документов. Обе процедуры тесно взаимосвязаны и основаны на использовании общих методов измерения. В то же время так исторически сложилось, что к ним применимы разные правила, методики и метрологическая инфраструктура.

В настоящей статье рассматриваются различия, особенности и взаимосвязь калибровки и поверки. В частности, законодательно устанавливаемых пределов погрешности и неопределенности, а также роль неопределенности при поверке средств измерений.

Введение

Правильность показаний средств измерений и, как следствие, получаемых результатов измерений является одной из основных предпосылок для обеспечения качества и количества продукции и услуг. При этом класс точности средств измерений должен соответствовать области их применения.

Согласно требованиям стандартов семейства ISO 9000 и стандарта ISO 17025, прослеживаемость измерительного и испытательного оборудования к единицам измерений SI должна обеспечиваться посредством неразрывной цепочки сличений результатов измерений, что позволяет сделать заключение о метрологических характеристиках оборудования. Наиболее важными процедурами, сточки зрения обеспечения правильности получаемых результатов измерений, являются:

- в промышленной метрологии: периодические калибровки средств измерений, выполняемые в соответствии с требованиями принятой системы управления качеством;

- в законодательной метрологии: периодические поверки и испытания с целью оценки соответствия средства измерений требованиям нормативных документов. Обе процедуры тесно взаимосвязаны и основаны на использовании общих методов измерений. Поверка стала основополагающей частью системы метрологического обеспечения, в то время как калибровка широко используется в рамках промышленной метрологии с целью обеспечения качества. Органы по аккредитации отдают предпочтение калибровке, рассматривая ее как необходимую процедуру, позволяющую убедиться в правильности показаний средства измерений.

Вследствие этого сложилась ситуация недопонимания идентичности метрологической природы двух данных процедур. В частности, нет четкого представления о взаимозависимости понятий «неопределенность» и «предел погрешности». Например, при использовании подлежащих обязательной поверке средств измерений в рамках системы управления качеством могут возникать проблемы, связанные с тем, что в документации на такие средства измерений зачастую указываются только значения наибольшей допускаемой погрешности (МРЕ) и нет четких данных по значениям неопределенности.


Калибровка


Калибровка средства измерений обычно производится с целью получения числовых данных, характеризующих правильность получаемых при его использовании результатов измерений. Из соображений экономии калибровочные лаборатории заинтересованы
в максимально широком признании результатов проводимых ими калибровок и измерений, которое обеспечивается посредством прослеживаемости и предоставления данных о значениях неопределенности результатов измерений.

Согласно VIM, калибровка может быть определена как «набор операций, устанавливающих при заданных условиях зависимость между значениями показаний средств или систем измерений, или значениями материальных мер или стандартных образцов и соответствующими значениями величин эталонов. Иными словами калибровка показывает, как номинальное значение материальной меры или показания инструмента соотносится с принятым действительным значением измеряемой величины. Принятое действительное значение может быть определено с помощью прослеживаемого исходного эталона. Исходя из данного определения, калибровка не обязательно предполагает выполнение каких-либо регулировок или технического обслуживания средства измерений.

Пример калибровки, выполняемой методом сличения показаний калибруемого и эталонного средств измерений (измерение плотности жидкости)

Пример калибровки, выполняемой методом сличения показаний калибруемого вольтметра с величиной напряжения, задаваемого калибратором;


На рисунках 1 и 2 показаны примеры калибровки с использованием метода сличения, т. е. посредством сравнения показаний проходящего испытания средства измерений и соответствующих показаний эталона.

В сертификатах калибровки средств измерений указываются отклонения результатов измерений или соответствующие поправки, а также значения неопределенности. Только в этом сочетании данные параметры могут использоваться для оценки связи результата измерений с соответствующей единицей измерений (SI). Представленная на рисунке 3 схема иллюстрирует общепринятое понятие результата калибровки.

Значение (отдельного) результата калибровки.

Неопределенность, ассоциированная с результатом измерения, является параметром, характеризующим (возможную) дисперсию полученных значений измеряемой величины. Иными словами неопределенность есть мера неполноты знаний об измеряемой величине. Она определяется в соответствии с едиными установленными правилами и, как правило, для 95% вероятности охвата. Данная величина, так же как и полученное значение погрешности измерения, применима при калибровке, проводимой в соответствующих условиях окружающей среды.

Если недавно откалиброванное средство измерений используется в условиях окружающей среды, аналогичных тем, при которых оно было откалибровано, то подлежащая измерению величина Y в краткой форме может быть выражена:

Y = XS + δX (1)

где Xs есть откорректированное с учетом поправки показание откалиброванного средства измерений.  δучитывает другие возможные (неизвестные) отклонения полученных результатов, обусловленные несовершенством метода измерений. При использовании откалиброванного средства измерений ассоциированная с методом измерений стандартная неопределенность может быть выражена:

u2 (у) = u2(xs) + u2(δх) (2)

Это означает, что неопределенность калибровки u(xs) недавно откалиброванного средства измерений будет независимой составляющей суммарной (общей) неопределенности измерения u(у).

Если недавно прошедшее калибровку средство измерений чувствительно к изменению окружающей среды и используется в условиях, отличных от тех, при которых оно проходило калибровку, то определенное калибровочной лабораторией значение неопределенности, скорее всего, будет превышено. Проблема также может возникнуть в случае изменения метрологических характеристик, связанного с длительной эксплуатацией средства измерений.

Указанное в сертификате значение неопределенности считается прослеживаемым к национальным эталонам только в том случае, если данный сертификат выдан лабораторией, чья компетентность неоднократно подтверждена и не подвергается сомнению. В иных случаях, даже если в сертификате калибровки имеется указание на наличие связи с национальными эталонами, клиенту следует убедиться в такой связи посредством соответствующей цепочкой прослеживаемости.

Иногда сертификаты калибровки могут включать декларацию о соответствии средства измерений установленным требованиям и регламентам. В этом случае, согласно документу ЕА-3/02, результаты измерений, с учетом ассоциированной с ними неопределенности, не должны превышать установленных пределов. Данный случай представлен на Рисунке 4.

Взаимосвязь максимальной допустимой погрешности поверки и неопределенности измерения в рамках оценки соответствия при калибровке и испытаниях рабочих эталонов


Поверка и пределы погрешности в законодательной метрологии.

Поверка

Поверка, проводимая с целью подтверждения соответствия средства измерений, является процедурой, подпадающей под действие государственного метрологического контроля, в рамках которого отдельные категории средств измерений сначала проходят процедуру оценки и утверждения типа. На Рисунке 5 показана последовательность испытаний, проводимых в течение «жизни» подлежащего метрологическому контролю средства измерений.

Типичная последовательность испытаний (проверок) средств измерений, подлежащих метрологическому контролю

Требования, предъявляемые к средству измерений при проведении оценки с целью утверждения типа обычно более строгие по сравнению с поверкой. В частности, проводится оценка метрологических характеристик средства измерении, находящегося под воздействием внешних влияющих факторов, а именно устанавливается, отвечает ли оно требованиям по заданным значениям предела погрешности в заданных или прогнозируемых условиях окружающей среды.

Основными элементами поверки являются:

Страница 1 из 4 Следующая

Добавить комментарий


Главная страница » Каталог статей » О метрологии » Sommer Klaus-Dieter, Samuel E. Chappell, Manfred Kochsiek, "Калибровка и поверка. Две процедуры с сопоставимыми целями и результатами"