Поиск по сайту:
Главная страница » Поверка СИ » Новая поверочная схема

Новая Государственная поверочная схема для средств измерений силы




А.Ф.Остривной, руководитель лаборатории госэталонов в области измерений массы и силы, Д.Г.Качмин, инженер 1 категории, С.А.Семенов, руководитель группы; ФГУП «ВНИИМ им. Д. И, Менделеева», г. Санкт-Петербург

В 2009 году была утверждена и с 01.07.2011 года введена в действие новая Государственная поверочная схема для средств измерений (СИ) силы (ГОСТ Р 8.663-2009). Необходимость кардинального пересмотра порядка передачи единицы силы была вызвана причинами, типичными для всех видов измерений в начале XXI века: бурным развитием приборостроения в мире, необходимостью модернизации и повышения конкурентоспособности российской промышленности и, в том числе гармонизации метрологических правил и норм с современными требованиями международных стандартов. Стали очевидными недостатки старой поверочной схемы (ГОСТ 8.065-85): недостаточная точность и ограниченный диапазон рабочих эталонов. Потому развитие этого вида измерений шло по двум направлениям: повышение на порядок показателей точности рабочих эталонов всех разрядов и расширение, также на порядок, диапазона передачи размера единицы силы от ГПЭ силовоспроизводящим машинам 1-го разряда.

1. Государственный первичный эталон (ГПЭ) единицы силы

В период с 2009 по 2011 года была проведена работа по совершенствованию ГПЭ единицы силы. Основное направление этой работы состояло в повышении точности и расширении диапазона передачи единицы силы до 9 МН. Показатели точности воспроизведения единицы силы в диапазоне до 1 МН, приведенные в новой поверочной схеме, подтверждены результатами международных сличений, проведенных Международным Бюро мер и весов с участием более 20 стран, включая США, Великобританию, Германию, Италию и др. Для реализации метода сличений ГПЭ единицы силы с силовоспроизводящими машинами 1-го разряда был разработан, изготовлен и исследован набор современных компараторов силы, обеспечивающий расширение диапазона передачи единицы силы до 9 МН. Компараторы основаны на применении прецизионных трехкомпонентных (векторных) динамометров, за разработку которых была присуждена золотая медаль международной выставки «Metrol expo 2011» (г. Москва).

Измерительные возможности первичного эталона, которые представляются суммарной неопределенностью, состоящей из неопределенности воспроизведения единицы силы и неопределенности коэффициента преобразования компаратора силы, по результатам исследований, проведенных, в том числе, на уникальном оборудовании РТВ (Германия), характеризуются относительным значением 5-10'5, что в полной мере соответствует требованиям новой поверочной схемы (в старой поверочной схеме ГОСТ 8.065-85 погрешность передачи единицы силы характеризовалась относительной погрешностью динамометров первого разряда, что составляло (0,5 - 1)-10‘3 в ограниченном диапазоне до 1 МН).

2. Рабочие эталоны 1-го разряда

Крупные поверочные центры, ряд отраслевых НИИ и промышленных предприятий страны в настоящее время оснащены силовоспроизводящими машинами рычажного типа с диапазонами измерений до 50 кН; 0,5; 1 и 2 МН. Машины с пределом воспроизведения силы до 2 МН имеют в своем составе установки непосредственного нагружения силой тяжести с диапазоном до 100 кН. По старой поверочной схеме ГОСТ 8.065-85 установки непосредственного нагружения вообще не поверялись ввиду отсутствия приемлемых средств поверки, а рычажные машины поверялись в диапазоне только до 1 МН. Ограниченные возможности средств поверки - динамометров 1-го разряда по ГОСТ 8.065-85 позволяли приписать установкам непосредственного нагружения погрешность порядка (ОД - 0,2) %. Это приводило к недопустимо низкому качеству метрологических услуг, оказываемых промышленным предприятиям, и не соответствовало достигнутому мировому уровню. Аналогичная ситуация возникла и по отношению к гидравлическим машинам со встроенным прецизионным си-лоизмерителем, единичное производство которых было налажено рядом производителей в последние годы. Однако, научные исследования, подтверждаемые мировым опытом, показали значительный метрологический ресурс силовоспроизводящих машин, даже тех, которые были выпущены 30 - 40 лет назад. Доказано, что в случае улучшения технического состояния и модернизации электронной системы управления, возможно улучшение показателей точности рычажных машин на порядок. Такая возможность обеспечивается применением нового поколения компараторов силы, для проведения процедуры сличения с ГПЭ единицы силы в соответствии с новой поверочной схемой по ГОСТ Р 8.663-2009. Методика сличений разработана ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева», включена в правила применения ГПЭ единицы силы и разослана для ознакомления заинтересованным организациям. Методика разработана в полном соответствии с документами, применяемыми в Евросоюзе, и экспериментально опробована в применении к отечественной технике. Таким образом, доказана возможность обеспечения требований ГОСТ Р 8.663-2009, предъявляемым к силовоспроизводящим машинам 1-го разряда, т.е. погрешности 0,01 % для установок непосредственного нагружения силой тяжести от 0,02 % до 0,05 % для машин рычажного или гидравлического типов. Диапазон силовоспроизводящих машин обеспечен средствами аттестации до 9 МН, при этом допускаемые значения доверительной погрешности могут возрастать до 0,15 %.

Вывод: для реализации требований новой поверочной схемы по ГОСТ 8.663-2009 необходимы незамедлительные мероприятия по модернизации силовоспроизводящих машин и проведению их сличений с ГПЭ единицы силы.

3. Рабочие эталоны 2-го разряда

Эталонные динамометры 2-го разряда являются ключевым звеном новой поверочной схемы. Именно переход на применение современных динамометров и современных требований поверочной схемы обеспечит качество метрологических услуг и, тем самым, существенное улучшение состояния измерений силы в промышленности. Широко распространенные в настоящее время эталонные динамометры по ГОСТ 9500-84 «Динамометры образцовые переносные. Общие технические требования» перестали удовлетворять современным требованиям. В последние годы в мире проведена большая работа по разработке требований к динамометрам, методикам их калибровки и применения. Результаты этой работы представлены в международном стандарте ISO 376 «Metallic materials - Calibration of forceproving instruments used for the verification of uniaxial testing machines» в редакции 2011 года. В настоящее время в России по плану стандартизации разрабатывается национальный стандарт на базе упомянутого международного стандарта. До конца года новый стандарт на динамометры будет представлен на обсуждение. Для реализации возможностей новой поверочной схемы необходимо принять все меры по скорейшему введению в действие разрабатываемого стандарта.

Проблема несоответствия применяемых средств и методов поверки рабочих средств измерений силы международной практике возникла не сегодня, особенно у предприятий, ведущих внешнеэкономическую деятельность, для продукции которых предъявляются требования международных стандартов. Это обстоятельство стимулировало ряд отечественных производителей начать серийное производство современных динамометров, вполне соответствующих требованиям международных стандартов. Это облегчает процесс переоснащения поверочных организаций.

Вывод: для реализации новой поверочной схемы для средств измерений силы необходимо ускорить работу по разработке нового стандарта на динамометры и дооснащению ими поверочных служб страны.

4. Рабочие эталоны 3-го разряда

Поле рабочих эталонов 3-го разряда введено в поверочную схему для придания легитимности сложившейся практике применения отдельных экземпляров рабочих средств измерений для целей поверки других рабочих средств измерений, если соотношение их погрешностей не превышает 1:3. Для ввода в эксплуатацию таких эталонов необходимо соблюдать требования ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2006 «Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий» и «Положения об эталонах единиц величин, используемых в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений».

5. Рабочие средства измерений силы

Новая поверочная схема существенно расширяет диапазон рабочих СИ, обеспеченных поверкой как по диапазонам измерений, так и по показателям точности. В то же время поверочная схема устанавливает новые требования к методикам поверки в части допускаемых границ показателей точности рабочих эталонов. Нарушение требований Государственной поверочной схемы является прямым нарушением принципа единства измерений. Поэтому методики поверки, основанные на требованиях старой поверочной схемы, должны быть отменены как несоответствующие Федеральному закону № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений».

Новые методики поверки должны появляться в процессе аттестации эталонов 2-го разряда в разделе «Правила применения». Процедура аттестации выполняется в соответствии с «Положением об эталонах единиц величин, используемых в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений».


Добавить комментарий


Главная страница » Поверка СИ » Новая поверочная схема