Введение
Метрологическое обеспечение — система мероприятий, направленных на достижение единства и требуемой точности измерений. Ключевыми элементами этой системы выступают:
- эталоны — средства измерений, обеспечивающие воспроизведение и хранение единиц величин с наивысшей точностью;
- поверка — процедура подтверждения соответствия средства измерений (СИ) метрологическим требованиям.
В статье рассмотрены:
- понятие и классификация эталонов;
- иерархия эталонной базы;
- сущность и виды поверки;
- порядок проведения поверки;
- документация и оформление результатов;
- правовые основы метрологического надзора.
1. Эталоны: понятие, назначение, классификация
1.1. Определение и функции
Эталон — средство измерений (или комплекс СИ), предназначенное для:
- воспроизведения единицы физической величины с наивысшей достижимой точностью;
- хранения единицы;
- передачи размера единицы другим СИ посредством поверки или калибровки.
Основные функции эталонов:
- обеспечение единства измерений в стране и на международном уровне;
- воспроизведение единиц в соответствии с определением СИ;
- передача размера единицы «сверху вниз» по метрологической лестнице;
- участие в международных сличениях для подтверждения эквивалентности национальных эталонов.
1.2. Классификация эталонов
По уровню иерархии:
- Международный эталон — признан всеми странами-участницами Метрической конвенции; хранится в МБМВ (Международное бюро мер и весов, Севр, Франция). Пример: международный прототип килограмма (до 2019 г.), эталон ампера.
- Государственный первичный эталон — воспроизводит единицу с наивысшей в стране точностью; утверждается национальным метрологическим институтом.
- Вторичный эталон — получает размер единицы от первичного; используется для передачи размера рабочим эталонам и СИ.
- Рабочий эталон — применяется для поверки рабочих СИ в регионах и на предприятиях.
По назначению:
- Исходный эталон — обладает наивысшими метрологическими свойствами в данной лаборатории/организации.
- Эталон-копия — создаётся для распределения нагрузки между эталонами.
- Эталон сравнения — используется для сличения эталонов, не имеющих непосредственной связи.
- Эталон-свидетель — служит для проверки сохранности и неизменности государственного эталона.
- Рабочий эталон — непосредственно передаёт размер единицы рабочим СИ.
По виду физической величины:
- эталоны единиц длины (метр);
- массы (килограмм);
- времени и частоты (секунда, герц);
- силы электрического тока (ампер);
- температуры (кельвин);
- количества вещества (моль);
- силы света (кандела);
- производных единиц (ньютон, паскаль, вольт, ом и др.).
2. Иерархия эталонной базы
Метрологическая прослеживаемость обеспечивается через пирамиду эталонов:
- Международный эталон (МБМВ) →
- Государственный первичный эталон (национальный метрологический институт, например, ВНИИМ в России) →
- Вторичные эталоны (региональные метрологические центры) →
- Рабочие эталоны (территориальные ЦСМ, крупные предприятия) →
- Рабочие средства измерений (приборы на производстве, в лабораториях, медицине).
Принцип передачи: каждый нижестоящий уровень получает размер единицы от вышестоящего посредством:
- сличения (прямого сравнения);
- поверки;
- калибровки.
3. Поверка средств измерений: сущность и виды
3.1. Определение и цель
Поверка СИ — совокупность операций, выполняемых с целью подтверждения соответствия СИ метрологическим требованиям, установленным при утверждении типа.
Цель поверки: убедиться, что:
- погрешности СИ не превышают допустимых пределов (классовых допусков);
- СИ функционирует корректно в заданных условиях эксплуатации;
- результаты измерений могут считаться достоверными и прослеживаемыми к эталону.
3.2. Виды поверки
- Первичная поверка — проводится при выпуске СИ из производства, после ремонта или ввоза по импорту.
- Периодическая поверка — выполняется через установленные межповерочные интервалы (МПИ) в процессе эксплуатации.
- Внеочередная поверка — назначается при:
- повреждении поверительного клейма;
- сомнении в правильности показаний;
- длительном хранении;
- воздействии неблагоприятных факторов (удар, перегрев, перегрузка).
- Инспекционная поверка — осуществляется органами госнадзора при проверках.
- Экспертная поверка — проводится при разногласиях по метрологическим характеристикам.
3.3. Обязательность поверки
Поверка обязательна для СИ, применяемых в сферах государственного регулирования обеспечения единства измерений (ГРОЕИ):
- здравоохранение;
- ветеринария;
- охрана окружающей среды;
- торговля и расфасовка товаров;
- учёт ресурсов (вода, газ, электроэнергия);
- безопасность труда;
- таможенные и налоговые операции;
- судебная и правоохранительная деятельность;
- оборона и безопасность государства.
Для СИ вне ГРОЕИ возможна калибровка (добровольная процедура с выдачей сертификата калибровки).
4. Порядок проведения поверки
4.1. Подготовка к поверке
- проверка комплектности и внешнего состояния СИ;
- очистка от загрязнений;
- прогрев (для электронных приборов);
- установка в рабочее положение;
- проверка условий окружающей среды (температура, влажность, давление, вибрация).
4.2. Основные операции
- Внешний осмотр — выявление механических повреждений, коррозии, читаемости маркировки.
- Опробование — проверка работоспособности, переключателей, индикаторов.
- Определение метрологических характеристик:
- основной погрешности (на контрольных точках диапазона);
- вариации показаний;
- порога чувствительности;
- влияния внешних факторов (температуры, влажности, наклона).
- Сравнение с эталоном — прямое или через компаратор.
4.3. Средства поверки
- государственные рабочие эталоны соответствующей разрядности;
- поверочные установки и стенды;
- компараторы (для сравнения величин);
- источники эталонных сигналов (генераторы, меры);
- измерительные приборы более высокого класса точности.
4.4. Обработка результатов
- расчёт абсолютной, относительной и приведённой погрешностей;
- сравнение с допустимыми пределами (по описанию типа СИ);
- принятие решения о пригодности.
5. Оформление результатов поверки
5.1. Положительные результаты
- Свидетельство о поверке — документ установленной формы с:
- наименованием и типом СИ;
- заводским номером;
- датой поверки;
- межповерочным интервалом;
- данными эталона;
- подписью поверителя и печатью.
- Оттиск поверительного клейма на СИ или в паспорте (если конструкция не позволяет нанести на корпус).
- Внесение записи в ФГИС «АРШИН» (в России) — федеральная государственная информационная система, содержащая сведения о результатах поверки.
5.2. Отрицательные результаты
- Извещение о непригодности — указывает причины и недопустимые погрешности.
- СИ изымается из эксплуатации, клейма гасятся.
- Возможна повторная поверка после ремонта и юстировки.
6. Межповерочные интервалы (МПИ)
МПИ — период, в течение которого СИ считается пригодным к применению.
Факторы, влияющие на МПИ:
- стабильность метрологических характеристик;
- интенсивность эксплуатации;
- условия окружающей среды;
- история отказов и результатов предыдущих поверок.
Корректировка МПИ:
- на основании статистики отказов;
- по решению метрологической службы;
- при изменении условий эксплуатации.
7. Правовые и нормативные основы
Международные документы:
- Метрическая конвенция (1875 г.);
- Международные рекомендации МОЗМ (OIML).
Национальное законодательство (на примере РФ):
- Федеральный закон от 26.06.2008 № 102‑ФЗ «Об обеспечении единства измерений»;
- постановления Правительства РФ;
- приказы Минпромторга и Росстандарта;
- государственные стандарты (ГОСТ Р) и рекомендации (Р);
- описания типов СИ, утверждённые Росстандартом.
8. Особенности поверки различных групп СИ
8.1. Механические СИ (весы, микрометры, штангенциркули)
- проверка плоскостности и параллельности измерительных поверхностей;
- определение погрешности на контрольных грузах/мерах длины;
- учёт влияния температуры и гравитации.
8.2. Электрические СИ (вольтметры, амперметры, омметры)
- поверка на постоянном и переменном токе;
- контроль частотного диапазона;
- измерение мощности и фазовых углов (для ваттметров, фазометров).
8.3. Теплотехнические СИ (термометры, термопары, манометры)
- сличение с эталонными термометрами сопротивления;
