КАЛИБРОВКА СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

КАЛИБРОВКА СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

Этот вид метрологической деятельности может осуществляться по двум направлениям: калибровка высокоточных средств измерений и калибровка образцовых и рабочих СИ.

Первое направление в метрологической практике традиционное и использовалось давно в тех случаях, когда по мере продвижения вверх по поверочной схеме от рабочих СИ к эталонам неизбежно сокращается число СИ различных по номинальному значению. На верхних ступенях поверочной схемы часто имеется СИ (мера, эталон) только одного значения. Известно, что повышение точности СИ неизбежно связано с сокращением диапазона измерений по их шкале. Поэтому на некоторой ступени поверочной схемы иногда разности поверяемых значений поверяемой и ближайшей к ней по разряду исходной меры превышает диапазон измерения измерительного прибора соответствующего данному разряду точности. В этих случаях поверка осуществляется способом калибровки.

Этот способ калибровки заключается в сравнении различных мер, их сочетаний или отметок шкал многозначных мер в различных комбинациях и вычислении по результатам этих сравнений действительных значений отдельных мер или отметок шкалы (или поправок к ним) исходя из известного значения одной из них. В результате сравнения получается система уравнений, решением которого находятся действительные значения мер. Если число уравнений равно числу мер, то действительные значения мер и погрешности их аттестации находят с помощью методов обработки результатов косвенных измерений. С целью повышения точности аттестации необходимо увеличивать число уравнений, что позволит определить  действительное значение мер методом обработки результатов совокупных измерений.

В качестве примера рассмотрим калибровку гирь из стандартных наборов, состоящих их гирь массой 500; 200; 200*; 100; 50; 20; 20*; 10; 5; 2; 2* и 1г.

Сличение гирь производится с рабочим эталоном массой 1 кг (1000 г) одним из методов точного взвешивания на весах 1 разряда повышенной точности, например с гирями массой 500; 200; 200*; 100 г.

Тогда первое сличение будет иметь вид:

1000 – ( 500 + 200 + 200* + 100) = а1,

где а1 – результат первого сличения

Затем гири 500 г набора сличают с суммой гирь массой 200; 200 и 100 г  и получают уравнение

500 – (200 + 200* + 100) = а2 ,

где а2 результат второго сличения.

Аналогично проводятся сличения с остальными гирями набора и составляются следующие уравнения:

200 – (100 + 50 + 20 + 20* + 10) = а3 ;

200* – (100 + 50 + 20 + 20* + 10) = а4 ;

100 – (50 + 20 + 20* + 10) = а5 ;

50 – ( 20 + 20 + 10) = а6 ;

20 – (10 + 5 + 2 + 2* + 1) = а7 ;

20* – (10 + 5 + 2 + 2* + 1) = а8 ;

10 – (5 – 2 + 2* + 1) = а9 ;

5 – (2 + 2* + 1) = а10 ;

2 – (1 + ī) = а11 ;

2* – (1 +  ī) = а12 ;

1 – ī = а13.

Примечание: гиря ī берется из другого набора для пополнения и окончания серии уравнений.

В результате проведенных сличений получены тринадцать уравнений с тринадцатью неизвестными. Решив эту систему уравнений, находим действительные значения масс гирь набора.

Второе направление калибровочной деятельности сложилось в настоящее время, когда работы по метрологическому обеспечению все более интенсивно начинают проводиться в сфере, непосредственно не включенной в область законодательной метрологии. Это обусловлено тем, что данная деятельность, проводимая в разных субъектах хозяйствования (на государственных предприятиях, в НИИ и в частных фирмах) соответствующими метрологическими службами, способствует, в первую очередь, повышению качества выпускаемой продукции и увеличению ее конкурентоспособности.

Инициатором работ в области метрологического обеспечения  выступают в данном случае сами субъекты хозяйствования, которые прежде всего заинтересованы в их результатах.

Становление нового вида метрологической деятельности на территории Республики Беларусь связано с определенными трудностями методического и организационного характера. Это в первую очередь касается терминов и определений. Так, в «Законе об обеспечении единства измерений» и СТБ 8014-2000  имеются разночтения в определении термина калибровка. Нет единого подхода в этом вопросе и в международной практике, о чем свидетельствуют данные, приведенные в таблице.

Определения термина калибровка

Таблица 1

№ п\п

Источник, страна

Определение калибровки

1

Закон Республики Беларусь №420 «Об обеспечении единства измерений»

Совокупность операций, выполняемых с целью определения действительных значений метрологических характеристик

2

СТБ 8014-2000

Калибровка средств измерений. Организация и порядок проведения.

Совокупность операций, которые служат для установления при определенных условиях соотношения между показаниями измерительных приборов или измерительных систем или значениями величин воспроизводимых материальной мерой или стандартным образцом, и соответствующими значениями величин, воспроизводимых эталоном.

3

ГОСТ 16263-70

«ГСИ. Метрология. Термины и определения»

Калибровка меры (набора мер) – поверка меры (набора мер) посредством совокупных измерений.

4

Закон Российской Федерации «Об обеспечении единства измерений»

Калибровка средств измерений – совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения действительных значений МХ и (или) пригодности к применению СИ, не подлежащего Государственному метрологическому контролю и надзору.

5

Закон Украины «О метрологии и метрологической деятельности»

Калибровка средств измерительной техники – определение в означенных условиях или контроль МХ средств измерительной техники, на которые не распространяется государственный метрологический надзор.

6

Германия, ДКД – 2

Калибровка – деятельность, которая при заданных условиях устанавливает двустороннюю связь между значением, показанным измерительным прибором, измерительным оборудованием или мерой, с одной стороны, и известным значением измеряемой величины, с другой стороны.

7

МИ 2247-93

Калибровка – совокупность операций, устанавливающих соотношение между значениями величины, полученными с помощью СИ, и соответствующим значением величины, определенным с помощью эталона с целью определения действительных МХ этого средства измерения.

 

Калибровка СИ имеет ряд особенностей и различий по сравнению с поверкой и МА СИ. Эти различия в большей мере касаются методических, организационных, технических и правовых сторон. В таблице приведены сведения об этих различиях.

 

Различия между поверкой, калибровкой и МА СИ

Таблица 2

ПОВЕРКА

КАЛИБРОВКА

МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ АТТЕСТАЦИЯ

Сущность операции

-подтверждение метрологических характеристик установленным требованиям и пригодности к применению

– определение действительных значений метрологических характеристик

– оценка (исследование) и нормирование метрологических характеристик

Перечень средств измерений, подлежащих контролю

  • для проведения торгово-коммерческих, таможенных, почтовых и налоговых операций;
  • контроля качества лекарственных средств;
  • в диагностике и лечении заболеваний;
  • в ходе контроля состояния окружающей среды;
  • при хранении, перевозке и уничтожении токсичных, легковоспламеняющихся, взрывчатых и радиоактивных веществ;
  • в ходе контроля безопасности и условий труда;
  • при определении безопасности и качества производимой продукции и соответствия ее реальных характеристик предписанным;
  • в ходе контроля качества всех видов сырья и продуктов питания;
  • при проведении испытаний, поверке и метрологической аттестации средств измерений.
  • специального назначения (ранее не стандартизованные);
  • прошедшие государственные приемочные испытания и внесенные в Реестр средств измерений, применяемые не в полном диапазоне или при использовании не всех функциональных возможностей;
  • при проведении поверки которых отсутствует возможность нормирования метрологических характеристик;
  • требующие определения метрологических характеристик в реальных условиях их эксплуатации, в том числе испытательное и диагностическое оборудование, используемое в процессе измерений;
  • при передаче размера единиц с отступлением от стандартизованных поверочных схем.
  • не подлежащее государственным испытаниям;
  • передаваемые в эксплуатацию опытные и экспериментальные образцы (за исключением образцов, прошедших государственные приемочные испытания_, изготовленные в процессе выполнения ОКР и НИР;
  • неизменность, стабильность метрологических характеристик которых позволяет устанавливать индивидуальные значения (в том числе серийного производства);
  • единичные экземпляры серийного производства, применяемые в условиях, отличающихся от условий и режимов, для которых нормированы их метрологические характеристики, либо в конструкцию которых внесены изменения, влияющие на эти характеристики;
  • импортируемые в единичных экземплярах.

Исполнительные органы

– аккредитованные поверочные лаборатории

– аккредитованные калибровочные лаборатории

  • органы государственной метрологической службы;
  • метрологические службы юридических лиц.

 

  • Исполнители

– поверители

Лица, аттестованные для проведения калибровки

  • Поверители

Принятие решения о пригодности и возможности применения

– поверители

– пользователи

  • Пользователи и \или поверители

Периодичность проведения

– нормативный документ

владелец

  • По мере необходимости

Юридическое оформление результатов

  • свидетельство о поверке;
  • нанесение оттиска поверительного клейма.

– свидетельство о калибровке;

– «знак – клеймо» калибровки.

  • Свидетельство о метрологической аттестации;
  • Нанесение оттиска поверительного клейма.

Метрологические характеристики, указываемые в свидетельстве

– диапазон или номинальное значение;

– класс точности и\или разряд и \или погрешность.

  • действительное значение;
  • погрешность (неопределенность);
  • вероятность, с которой определена погрешность.

 

 

 

  • Диапазон или номинальное значение;
  • Погрешность.

Условия проведения

– нормальные, установленные в нормативном документе

– реальные, при которых проводилась калибровка

– рабочий диапазон, указанный в эксплуатационной документации

 

Анализ НД на поверку, калибровку и МА СИ показывает, что при внедрении калибровки в метрологическую деятельность субъектов хозяйствования в организационном отношении необходимо обосновывать перечень калибруемых СИ, ранг исполнительных органов и исполнителей, официальное юридическое оформление заявки и свидетельства калибровки.

В методическом плане при калибровочных работах необходимо учитывать следующие особенности:

  • использование утвержденных методик калибровки, учитывающих технические возможности калибровочной службы, а также диапазон ( или дискретные измеряемые значения), в котором должна быть проведена калибровка и погрешность (или неопределенность), с которой должны быть определены измеряемые величины;
  • условия проведения;
  • обработку результатов измерения;
  • оформление результатов калибровки.

В техническом аспекте калибровки в сравнении с поверкой и МА СИ не имеет принципиальных отличий, т.к. при калибровке используются те же эталоны, эталонные (образцовые) разрядные средства. Кроме того, могут использоваться вспомогательные средства и устройства, например, для создания нормальных условий проведения работ.