Вопросы и проблемы при оценке соответствия эталона государственной поверочной схеме

Порядок установления обязательных требований к эталонам единиц величин, используемым для обеспечения единства измерений в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений определяется Положением об эталонах единиц величин, используемых в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений (утв. Постановлением Правительства РФ от 23 сентября 2010 г. № 734).

Согласно Постановлению, для средств измерений утверждённого типа, применяемых в качестве эталонов единиц величин, вместо процедуры поверки средств измерений применяются процедуры первичной и периодической аттестации.

Первичная аттестация эталонов единиц величин, за исключением государственных первичных эталонов единиц величин, осуществляется в соответствии с государственными поверочными схемами юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями, содержащими и применяющими эталоны единиц величин.

Периодическая аттестация эталонов единиц величин, за исключением государственных первичных эталонов единиц величин, осуществляется юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями, содержащими и применяющими эталоны единиц величин, при передаче единиц величин эталонам единиц величин в соответствии с государственными поверочными схемами и методиками периодической аттестации эталонов единиц величин.

Передача единиц величин осуществляется от государственных эталонов единиц величин, имеющих более высокие показатели точности, к эталонам единиц величин с более низкими показателями точности при первичной и периодической аттестации эталонов единиц величин или от государственных эталонов единиц величин средствам измерений при их поверке.

Однако, согласно Приказу Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 января 2014 г. № 36 «Об утверждении рекомендаций по проведению первичной и периодической аттестации и подготовке к утверждению эталонов единиц величин, используемых в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений», разработанному в целях реализации указанного выше Постановления Правительства Российской Федерации от 23 сентября 2010 г. № 734 «Об эталонах единиц величин, используемых в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений», после подготовки документации для первичной аттестации держатель эталона организует проведение его поверки (калибровки) государственным научным метрологическим институтом (ГНМИ), государственным региональным центром метрологии (ГРЦМ), юридическим лицом или индивидуальным предпринимателем, аккредитованным на право поверки соответствующей группы средств измерений в установленном порядке. Результатом выполнения этих процедур является выдача Свидетельства о поверке (Сертификата калибровки) эталона, с подтверждением его соответствия конкретному разряду государственной поверочной схемы и указанием межповерочного интервала эталона, установленного по результатам испытаний и указанным в описании типа средства измерений. В случае калибровки эталона подтверждение его соответствия конкретному разряду государственной поверочной схемы; указание межкалибровочного интервала оформляется отдельным заключением, содержащим необходимые сведения.

В соответствии с Методикой периодической аттестации эталона держатель эталона организует проведение его поверки (калибровки). Поверку (калибровку) и оценку соответствия эталона государственной поверочной схеме выполняет держатель эталона, имеющего более высокие показатели точности в соответствии с государственной поверочной схемой и аккредитованный на компетентность в установленном порядке.

Получаем, что для средств измерений утвержденного типа, применяемых в качестве эталонов единиц величин, процедура поверки (калибровки) входит в состав операций по аттестации эталонов, как этап аттестации эталонов.

Ну и напоследок из теории, государственная поверочная схема - документ, определяющий порядок передачи единиц величин эталонам единиц величин и (или) средствам измерений от эталонов единиц величин, имеющих более высокие показатели точности (Постановление Правительства РФ от 23 сентября 2010 г. № 734).

А теперь к практике.

Попробуем выполнить оценку соответствия эталона - измерителя температуры двухканального прецизионного МИТ 2.05 (рег. № 29933-05) государственной поверочной схеме ГОСТ Р 8.764-2011 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений электрического сопротивления». Диапазон измерения электрического сопротивления указанного прибора от 0,01 до 300 Ом. Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности при измерении электрического сопротивления определяются формулой:

Δ = ±(0,0005+10^-5·R) Ом,

(1)

где R - измеряемое сопротивление, Ом.

Посчитанные по формуле 1 погрешности МИТ 2.05 для различных значений измеряемого сопротивления приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Рассчитанные погрешности МИТ 2.05 

Согласно ГОСТ Р 8.764-2011 для рабочих эталонов 3-го разряда предел допускаемых относительных погрешностей эталонных измерителей электрического сопротивления 3-го разряда составляет: на постоянном токе - от 0,002 % до 3 % в зависимости от значений сопротивления.

Получаем, что для измеряемых точек от 1 до 300 Ом МИТ 2.05 с запасом соответствует 3-му разряду и даже может быть отнесен ко 2-му (предел допускаемых относительных погрешностей эталонных измерителей сопротивления 2-го разряда составляет: на постоянном токе - от 0,0001% до 0,2% в зависимости от значений сопротивления, а диапазон значений по ГОСТ Р 8.764-2011 указан, ни много ни мало, от 100 мкОм до 100 ТОм). В точке 0,01 Ом МИТ 2.05 уже не соответствует уровню рабочих эталонов, только уровню рабочих средств измерений.

Благодаря единственной уточняющей фразе «в зависимости от значений сопротивления» в ГОСТ Р 8.764-2011, при аттестации эталонов метрологи вольны «присваивать» разряд так, как они считают правильным и удобным. Где посмотреть эту зависимость? Как соотнести диапазон от 100 мкОм до 100ТОм и предел допускаемых относительных погрешностей от 0,0001 % до 0,2 %? Как правило, эта зависимость нелинейная и самые точные значения бывают где-то посередине диапазона. Хорошо видна эта зависимость для однозначных мер электрического сопротивления и приведена в ГОСТ 8.237-2003 «Государственная система обеспечения единства измерений. Меры электрического сопротивления однозначные. Методика поверки», Приложение В. А как быть в случае цифрового омметра?

Таблица 2 - Метрологические характеристики мер электрического сопротивления постоянного тока из состава исходного эталона по ГОСТ ГОСТ 8.237-2003 

А теперь согласно ГОСТ Р 8.764-2011 оценим пределы допускаемой относительной нестабильности за год МИТ 2.05, например как рабочего эталона 2-го разряда, которая должна составлять от 0,0003 % до 0,5 %. Стоп. А как понять какая она должна быть при данной измерительной задаче? Многие ли метрологи оценивают нестабильность цифровых омметров (как самостоятельных приборов, так и в составе многофункциональных приборов)? А что делать, если омметр аттестован как эталон, но при очередной поверке одна из поверяемых точек вышла за пределы допускаемых значений и прибор пришлось подстраивать, что бывает достаточно часто? Всё. Из-за этого параметра омметр перестанет соответствовать уровню рабочих эталонов.

А как быть при оценке соответствия таких приборов как калибраторы электрического сопротивления КС-50k0-100G0, КС-50k0-10G0 (рег. № 49123-12), передача единицы Ом которым осуществляется косвенным методом (при помощи калибратора напряжения и пикоамперметра). ГОСТ Р 8.764-2011 такой метод передачи единицы не предусматривает…

Ну и, наконец, несколько выводов:

·   как минимум, в государственных поверочных схемах необходимо сделать уточнения соответствия значений измеряемых (воспроизводимых) единиц величин и погрешностей, для устранения разночтений метрологов и собственников поверяемого оборудования, метрологов в различных ЦСМах и ГНМЦах при оценке соответствия эталонов государственным поверочным схемам;

·   необходимо уточнять и вносить изменения в государственные поверочные схемы с целью поддержания первых в актуальном состоянии (появление новых методов передачи единиц величин, новых приборов, расширение диапазонов и т.д.), и для этого хотелось бы иметь доступный, открытый, понятный и действенный механизм совершенствования, поддержания в актуальном состоянии государственных поверочных схем.

P.S. В этой статье рассмотрена только одна государственная поверочная схема и затронуты далеко не все вопросы и проблемы, которые могут возникнуть при поверке или аттестации. Существуют многие другие государственные поверочные схемы, такие как ГОСТ 8.027-2011 «Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы», ГОСТ Р 8.648-2008 «Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений переменного электрического напряжения до 1000 В в диапазоне частот от 1·10^-2 до 2·10⁹ Гц» и т.д., где вопросов и проблем не меньше.

Впрочем, автор этой статьи видел проект изменений в ГОСТ Р 8.648-2008 с необходимыми уточнениями и разъяснениями, которые снимают ряд рассмотренных вопросов при оценке соответствия эталона государственной поверочной схеме…

Дмитрий Астионов
Начальник отдела оеи электрических величин