Калибровка средств измерений

Калибровка средств измерений — это совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик и(или) пригодности к применению средств измерений, не подлежащих ГМК и ГМН. Под пригодностью средства измерения подразумевается соответствие его метрологических характеристик ранее установленным техническим требованиям, которые могут содержаться в нормативном документе или определяться заказчиком. Вывод о пригодности делает калибровочная лаборатория.

Калибровка заменила ранее существовавшую в России ведомственную поверку и метрологическую аттестацию средств измерений. В отличие от поверки, которую осуществляют органы ГМС, калибровка может проводиться любой метрологической службой (или физическим лицом) при наличии надлежащих условий для квалифицированного выполнения этой работы.

Калибровка — добровольная операция, ее может выполнять метрологическая служба самого предприятия. Это еще одно отличие от поверки, которая, как уже сказано выше, обязательна и подвергается контролю со стороны органов ГМС.

Однако добровольный характер калибровки не освобождает метрологическую службу предприятия от необходимости соблюдать определенные требования. Главное из них — прослеживаемость, то есть обязательная «привязка» рабочего средства измерений к национальному (государственному) эталону. Таким образом, функцию калибровки следует рассматривать как составную часть национальной системы обеспечения единства измерений. А если учесть, что принципы национальной системы обеспечения единства измерений гармонизованы с международными правилами и нормами, то калибровка включается в мировую систему обеспечения единства измерений.

Выполнение требования «привязки» к эталону важно и с другой точки зрения: измерения - это неотъемлемая часть технологических процессов, то есть они непосредственно влияют на качество продукции. Поэтому результаты измерений должны быть сравнимы, что достигается только путем передачи размеров единиц от государственных эталонов, соблюдениемнорм и правил законодательной метрологии.

Внедрение калибровки на российских предприятиях предопределяет следующие варианты организации калибровочных работ:

• предприятие самостоятельно организует у себя проведение калибровочных работ и не аккредитуется ни в какой системе;

• предприятие, заинтересованное в повышении конкурентоспособности продукции, аккредитуется в Российской системе калибровки (РСК) на право проведения калибровочных работ от имени аккредитовавшей его организации;

• предприятие аккредитуется в РСК с целью выполнения калибровочных работ на коммерческой основе;

• предприятия, аккредитовавшиеся на право поверки средств измерений, одновременно получают аттестат аккредитации на право проведения калибровочных работ по тем же видам измерений;

• метрологические институты и организации ГМС регистрируются в РСК одновременно как органы аккредитации и как калибровочные организации.

Основным стимулом вступления в РСК должно быть стремление к возрастанию доверия потребителей к показателям качеств продукции. Стимулирует этот процесс и развивающаяся в стране система аккредитации испытательных лабораторий, которая охватывает калибровочные организации. Кроме того, членство в РСК обеспечивает надлежащее информационное обеспечение калибровочной деятельности. Самоокупаемость РСК рассматривается как вполне реальный принцип, поскольку потребность в точных и достоверных результатах измерений возрастает. На рисунке 2 представлена схема Российской службы калибровки.

Субъектами РСК являются:

• метрологические службы юридических лиц, аккредитованные на право калибровки средств измерений с использованием эталонов, подчиненных государственным эталонам единиц величин;

• государственные научные метрологические центры и органы Государственной метрологической службы, зарегистрированные в РСК как аккредитующие органы, имеющие право аккредитовывать метрологические службы юридических лиц на право калибровки средств измерений;

• Госстандарт, являющийся центральным органом РСК, координирующим деятельность ее субъектов;

• ВНИИМС, осуществляющий функции по организационному, методическому и информационному обеспечению деятельности РСК;

• совещательный орган - совет РСК, образованный Госстандартом для формирования и обсуждения проектов решений центрального органа РСК по вопросам технической политики ее деятельности.

Правовые основы калибровки средств измерений определяются статьей

Госстандарт РФ Совет РСК

Центральный орган РСК

Научно-методический Регистрация органов

центр РСК аккредитации

аккредитующие органы

(государственные научные

метрологические центры,

органы Государственной

метрологической службы)

аккредитация

метрологические службы

юридических лиц, аккредитованные

на право проведения калибровочных

работ

аккредитация

средства измерений

Рис.2. Схема Российской службы калибровки

23 Закона «Об обеспечении единства измерений». Закон устанавливает границы применения калибровки: «Средства измерения, не подлежащие поверке, могут подвергаться калибровке при выпуске из производства или ремонта, при ввозе по импорту, при эксплуатации, прокате и продаже». Он также устанавливает, что заинтересованные метрологические службы юридических лиц могут быть аккредитованы на право проведения калибровочных работ. Порядок аккредитации устанавливается Госстандартом. В целях реализации этого положения Закона разработан документ «ГСП. Порядок аккредитации метрологических служб юридических лиц на право проведения калибровочных работ». Он создан на основе анализа организации национальных калибровочных служб Великобритании, США, ФРГ и других стран, а также в соответствии с руководствами ИСО/МЭК, стандартами EN 45001—45003 и Системой сертификации ГОСТ Р.

Упомянутый документ устанавливает порядок регистрации аккредитующих органов, порядок аккредитации метрологических служб юридических лиц и требования к ним; формы контроля за аккредитованными метрологическими службами, порядок аннулирования аттестата аккредитации, правила введения Реестра РСК.

Важную проблему в становлении и развитии российской калибровочной службы составляет ее нормативное обеспечение. Пока не существует методик калибровки, не установлены межкалибровочные интервалы с учетом конкретных групп приборов, не разработаны нормативы по стоимости калибровочных работ.

Аналогично понятию межповерочный интервал, межкалибровочный интервал — это календарный промежуток времени, по истечении которого средство измерения должно быть направлено на калибровку независимо от его технического состояния.

В практике проведения калибровочных работ можно выделить четыре метода калибровки средств измерений:

1) непосредственное сличение с эталоном;

2) сличение с помощью компаратора;

3) прямые измерения величины;

4) косвенные измерения величины.

Метод непосредственного сличения с эталоном калибруемого (поверяемого) средства измерения соответствующего разряда широко применяется для различных средств измерений в таких областях, как электрические и магнитные измерения, для определения напряжения, частоты и силы тока. В основе данного метода лежит проведение одновременных измерений одной и той же физической величины поверяемым (калибруемым) и эталонным приборами. Достоинство этого метода состоит в его простоте, наглядности, возможности применения автоматической калибровки (поверки), отсутствии потребности в сложном оборудовании.

Для второго метода калибровки (поверки) необходим компаратор - прибор сравнения, с помощью которого сличаются калибруемое и эталонное средства измерения. Потребность в компараторе возникает при невозможности сравнения показаний приборов, измеряющих одну и ту же величину. Например, двух вольтметров, один из которых пригоден для постоянного тока, а другой - переменного. В этом случае потребуется потенциометр, который и будет компаратором.

Метод прямых измерений величин применяется тогда, когда имеется возможность сличить испытуемый прибор с эталонным в определенных пределах измерений. В целом данный метод аналогичен методу непосредственного сличения. Однако методом прямых измерений производится сличение на всех числовых отметках каждого диапазона (и поддиапазона, если они имеются в приборе). Данный метод применяется, например, для калибровки или поверки вольтметров постоянного электрического тока.

Метод косвенных измерений используется тогда, когда действительные значения измеряемых величин невозможно определить прямыми измерениями либо когда косвенные измерения оказываются более точными, чем прямые. Этим методом вначале находят не искомую характеристику, а другие, связанные с ней определенной зависимостью. Искомая характеристика определяется расчетным путем. Например, при калибровке вольтметра постоянного тока эталонным амперметром устанавливают силу тока, одновременно измеряя сопротивление. Расчетное значение напряжения сравнивают с показателями калибруемого вольтметра.

Поверочные схемы

Для обеспечения правильной передачи размеров единиц измерения от эталона к рабочим средствам измерения составляют поверочные схемы, устанавливающие метрологические соподчинения государственного эталона, разрядных эталонов и рабочих средств измерений.

Поверочные схемы разделяют на государственные и локальные.

Государственные поверочные схемы распространяются на все средства измерений данного вида, применяемые в стране.

Локальные поверочные схемы предназначены для метрологических органов министерств, распространяются они также и на средства измерений подчиненных предприятий. Кроме того, может составляться и локальная схема на средства измерений, используемые на конкретном предприятии. Все локальные поверочные схемы должны соответствовать требованиям соподчиненности, которая определена государственной поверочной схемой (приложение 7).

Государственные поверочные схемы разрабатываются научно-исследовательскими институтами Госстандарта РФ, держателями государственных эталонов.

В некоторых случаях бывает невозможно одним эталоном воспроизвести весь диапазон величины, поэтому в схеме может быть предусмотрено несколько первичных эталонов, которые в совокупности воспроизводят всю шкалу измерений. Например, шкала температуры от 1,5 до 1-10⁵ К воспроизводится двумя государственными эталонами.

Государственные поверочные схемы утверждаются Госстандартом РФ, а локальные - ведомственными метрологическими службами или руководством предприятия.

Рассмотрим, в общем виде, содержание государственной поверочной схемы.

Наименование эталонов и рабочих средств измерений обычно располагают в прямоугольниках (для государственного эталона прямоугольник двухконтурный). Здесь же указывают метрологические характеристики для данной ступени схемы. В нижней части схемы расположены рабочие средства измерений, которые в зависимости от их степени точности (т.е. погрешности измерений) подразделяют на пять категорий: наивысшей точности; высшей точности; высокой точности; средней точности; низшей точности. Наивысшая точность обычно соизмерима со степенью погрешности средства измерения государственного эталона. В каждой ступени поверочной схемы регламентируется порядок (метод) передачи размера единицы. Наименования методов поверки (калибровки) располагаются в овалах, в которых также указывается допускаемая погрешность метода поверки (калибровки). Основным показателем достоверности передачи размера единицы величины является соотношение погрешностей средств измерений между вышестоящей и нижестоящей ступенями поверочной схемы. В идеале это соотношение должно быть 1:10, однако на практике достичь его не удается, и минимально допустимым соотношением принято считать 1:3. Чем больше величина этого соотношения, тем меньше уверенность в достоверности показаний измерительного прибора.

При разработке конкретных поверочных схем необходимо следовать приведенной схеме. Строгое соблюдение поверочных схем и своевременная поверка разрядных эталонов - необходимые условия для передачи достоверных размеров единиц измерения рабочим средствам измерений.