Поиск по сайту:
Главная страница » Каталог статей » О метрологии » О.Н. Устьянцева, О методиках и методах измерений

О методиках и методах измерений




О.Н. Устьянцева, зам.начальника отдела теплотехнических измерений ФГУ «Тест-С. Петербург»

В развитие действующего Федерального закона «Об обеспечении единства измерений», направленного на сближение нашей нормативной базы с международными директивами, разработан ряд новых нормативных документов, а также приведены в соответствии с Законом некоторые ГОСТы. К их числу относится и ГОСТ Р 8.563-2009 «ГСП Методики (методы) измерений». Однако, название ГОСТ повторяет некорректное определение понятий «методики» и «методы», данное в Законе.

Во-первых, такое пояснение не соответствует определениям, указанным в действующих РМГ 29-99 «ГСИ. Метрология. Основные термины и определения». Терминам «методики измерений» и «метод измерений» даны самостоятельные определения.

Метод измерения (method of measurement) - прием или совокупность приемов сравнения измеряемой физической величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерений, а принцип измерения - физическое явление или эффект, положенное в основу измерений, например, эффект Доплера.

Методика выполнения измерения (measurement procedure) - установленная совокупность операций и правил при измерении, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с гарантированной точностью в соответствии с принятым методом, а в примечании сказано, что обычно методика измерений регламентируется каким-либо нормативно-техническим документом.

Во-вторых, метрологи-практики всегда понимали, что «метод» и «методика» это не одно и тоже. Любая методика измерений реализуется на основе того или иного метода измерений при помощи средства измерений определенного принципа действия.

Классический пример - измерение расхода жидкостей и газов методом переменного перепада давления, который регламентирован методикой выполнения измерения, изложенной в ГОСТ 8.586.1.. .5-2005 «ГСИ. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств» или *МИ 3213-2009 «Расход и объем газа. Методика выполнения измерений с помощью ультразвуковых преобразователей расхода». Несмотря на то, что два понятия «метод» и «методика» слились воедино в Законе, в ГОСТе речь идет только о методиках измерений, что не соответствует названию самого ГОСТа.

Возможно причиной смешения понятий «метод» и «методика» является то, что зарубежные аналогичные документы называются не методиками выполнения измерений, а описывают метод измерения.
Например, ISO 5167 (фактически наш ГОСТ 8.586.1...5-2005) называется «Measurement of flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full - измерение потока среды способом переменного перепада давления в заполненных трубопроводах круглого сечения», или ISO 4185 «Measurement of liquid flow in closed conduits. Weighing method- Измерение потока жидкости в закрытых каналах. Метод взвешивания». Наверное, когда-нибудь метрологи-теоретики разберутся с этим, дадут конкретные объяснения и приведут примеры, но только ясность нужна уже в настоящее время, т. к. внедрение требований Закона «Об обеспечении единства измерений» в жизнь невозможно без специальных разъяснений.

Поскольку, на измерение тепловой энергии распространяются сразу три Закона: «Об обеспечении единства измерений», «Об энергосбережении» и «О теплоснабжении» следует точно определиться с методами и методиками измерения тепловой энергии, т. к. поставщики тепла требуют методики измерений от каждого потребителя тепловой энергии, будь то крупное предприятие, школа или жилой дом, ссылаясь на статью 5 Закона «Об обеспечении единства измерений». Любые неясности в этих вопросах станут камнем преткновения в организации приборного учета энергоресурсов у потребителей.

В статье 5 Закона «Об обеспечении единства измерений» указывается:

п.1.«Измерения, относящиеся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, должны выполняться по аттестованным методикам (методам) измерений, за исключением методик (методов) измерений, предназначенных для выполнения прямых измерений с применением средств измерений утвержденного типа, прошедших поверку».

п.2 «Методики (методы) измерений, предназначенные для выполнения прямых измерений, вносятся в эксплуатационную документацию на СИ. В остальных случаях подтверждение соответствия методик (методов) измерений обязательным метрологическим требованиям к измерениям осуществляется путем аттестации методик (методов) измерений». Здесь хотелось бы уточнить, что отнести к прямым измерениям в современном понимании. По опре­делению в Законе - это измерение, при котором искомое значение величины получают непосредственно от средства измерений.

А в РМГ 29-99 добавлено примечание: - термин прямое измерение возник как противоположный термину косвенное измерение, поэтому лучше применять термин прямой метод измерении, а вместо термина косвенное измерение применять термин косвенный метод измерения. Известно, что тепловая энергия измеряется косвенным методом по результатам прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной, а с другой стороны при использовании единого компактного теплосчетчика результат измерения тепловой энергии мы получаем непосредственно от средства измерения. Возникает вопрос - если методика измерения тепловой энергии внесена в эксплуатационную документацию на единый теплосчетчик и при проведении испытаний на утверждение типа была опробована и подтверждена, то требуется ли дополнительно разработка и аттестация методики измерения при применении такого теплосчетчика?

В п.З. статьи 5 Закона записано: - «Аттестацию методик (методов) измерений проводят аккредитованные в установленном порядке юридические лица и индивидуальные предприниматели», т.е. кто проводит аттестацию методик измерения в Законе определено, а вот кто будет разрабатывать методики измерений для уже существующих узлов учета неясно. Потребители тепла этого сделать не в состоянии, за них, возможно, это будут делать разработчики проектов узлов учета тепла, а должны бы делать разработчики приборов.

На мой взгляд, что касается теплосчетчиков, то нужны методики измерения, которые описывают применение теплосчетчиков как состоящих из отдельных приборов разных принципов действия, так и единых комплектов, применяемых в открытых и закрытых системах водоразбора в разных условиях. В настоящее время чаще используются теплосчетчики, состоящие из приборов, изготовленных разными производителями. Все они внесены в Госреестр и как самостоятельные СИ, и как СИ для использования их в составе различных теплосчетчиков. При наличии типовой методики измерения, где указаны рекомендации по монтажу приборов, уравнения вычисления тепловой энергии, формулы расчета результата и погрешности измерения, а также документа, объединяющего эти приборы в единое целое, например паспорт на составной теплосчетчик, такой теплосчетчик может иметь право на жизнь. На протяжении нескольких лет в ФГУ «Тест-С. Петербург» оформляются паспорта на составные теплосчетчики. Сделано это было по настоянию теплоснабжающих организаций, которые не принимают проекты узлов учета без этого документа. Паспорт на составной теплосчетчик является частью к проекту узла учета тепловой энергии, в котором кратко отражены основные моменты - это метрологические характеристики приборов, входящих в состав теплосчетчика, заводские номера, даты поверки приборов, уравнения вычисления тепловой энергии, схема расположения датчиков на трубопроводе.

Несмотря на то, что в МИ 2714-2002 указано несколько уравнений измерения тепловой энергии и тепло- вычислители имеют возможность рассчитывать тепловую энергию по любому из них, на практике используется чаще всего один алгоритм, где определяется разность масс теплоносителя по двум расходомерам. Известно, что относительная погрешность измерения разности двух величин может во много раз превосходить относительную погрешность измерения каждой величины. Т.е., при определении тепловой энергии по такому алгоритму имеет место методическая ошибка, которая может достигать десятков процентов, хотя в Правилах установлено ± (4-6) %.

К числу спорных вопросов относится и вопрос учета холодной воды - надо ли и где (на источнике или у потребителя) измерять температуру холодной воды. Действующие Правила учета тепловой энергии, где указаны формулы определения количества тепловой энергии, давно требуют уточнения и пересмотра, а также согласованности с метрологическими документами.

К числу нерешенных проблем с теплосчетчиками относятся разделение функций теплосчетчика на измерительные, с обязательным опломбированием доступа к ним поверителем, и учетные, с опломбированием базы данных вычислителя инспектором теплоснабжающей организации. Не углубляясь в проблемы реальных характеристик потоков теплоносителя в прямом и обратном трубопроводах, изготовители научили современные тепловычислители корректировать характеристики измерительных каналов расходомеров, установленных на разных трубопроводах, нужным образом. Такая автоподстройка алгоритма вычисления вводит в заблуждение потребителя или поставщика, в зависимости оттого, кто ее заказывает. Из-за всех этих проблем постепенно задача оснащения потребителей тепла теплосчетчиками переросла в задачу недопуска теплосчетчиков в эксплуатацию. Известно, что требования некоторых инспекторов теплоснабжающих предприятий к узлам учета потребителей давно вышли за рамки действующих Правил учета тепловой энергии. Много неясных вопросов с программным обеспечением приборов. Зачастую изготовители приборов по желанию заказчиков снабжают приборы избыточным программным обеспечением, которое, в большей степени, выполняет не измерительные функции, а различные дополнительные функции для облегчения ведения регулирующих и учетных операций на объекте. Разделить эти функции довольно сложно, а поэтому только при испытаниях можно определить влияние программного обеспечения на результат измерений и возможность защиты измерительной информации от доступа к ней.

За рубежом никто методик измерений на каждый узел учета энергоресурсов не пишет - это либо директива, либо ISO, либо ЕН, где все разложено по полочкам, которыми часто пользуемся и мы, например ЕН 1434. Просматривая ЕН 1434 можно только порадоваться простоте решения вопроса. Нашим специалистам часто приходится решать задачу обоснования и выбора одного прибора или метода измерения из нескольких возможных. Не пишут методики измерений на каждый узел учета газа и в Газпроме. Зато есть ГОСТы и Правила, регламентирующие типовые методики выполнения измерения с конкретным набором приборов в различных климатических зонах, а вот правильность реализации методики измерения контролируется региональной метрологической службой.

Классический пример, это ГОСТ 8.586.1...5-2005 «Методика выполнения измерений с помощью стандартных сужающих устройств», написанный для расходомеров переменного перепада. Там указано и про монтаж, и про погрешности, и про получаемый результат, разработаны программы расчета для любых типов сужающих устройств. Неслучайно этот способ измерений расхода жидкостей и газа попрежнему востребован и при современной приборной базе возможно получить достаточно точные результаты измерения. Программный комплекс «Расходомер ИСО» состоит из нескольких программных модулей, которые позволяют выполнить расчет количества измеряемой среды с учетом характеристик приборов и условий их применения, а также рассчитать погрешности результата измерения. Результатом расчета является паспорт на узел учета газа, в котором указывается приборный состав, диапазоны изменения измеряемых параметров газа, метрологические характеристики средств измерений и прикладывается расчет с определением погрешности измерения расхода газа указанным набором средств измерений в конкретных условиях измерений.

Много лет на конференциях, посвященных коммерческому учету энергоресурсов, дискутируется вопрос о том, что мы измеряем «количество теплоты» или «тепловую энергию»? В Законе «О теплоснабжении» дали термин «тепловая энергии» и споры улеглись. Вот и с «методами» и «методиками» следует разобраться, так чтобы споры не отвлекали от насущных проблем, которых предостаточно.

Необходимо переработать ГОСТ 51649-2000 «Теплосчетчики для водяных систем теплоснабжения. Общие технические условия» с учетом всех особенностей российских систем теплоснабжения, разобраться с методами и методиками измерения тепловой энергии и решить вопрос о необходимости отнесения или нет теплосчетчиков к измерительным системам.

В разработанном перечне средств измерений, поверка которых должна осуществляться только региональными центрами метрологии, теплосчетчики отсутствуют, но нерешенные вопросы остались. В перечень вошли индивидуальные счетчики воды и газа. Несомненно, это очень важный момент, т. к. государство стоит на страже интересов человека, однако непонятно, почему ЦСМ, которые накопили многолетний опыт и имеют высокоточное поверочное оборудование, нацелены только на самые простые механические счетчики. Приборы учета энергоресурсов функционально сложны и постоянно совершенствуются. Для них нужна и высокоточная эталонная база, и системный подход в организации метрологического обеспечения,которое в настоящее время несовершенно и требует пересмотра.

Благодаря накопленному опыту и совместной работе с энергоснабжающими организациями метрологи-практики могут оказать существенную помощь в решении многих проблем, связанных с обеспечением единства измерений в области измерения тепловой энергии.


Добавить комментарий


Главная страница » Каталог статей » О метрологии » О.Н. Устьянцева, О методиках и методах измерений