Меню

Метрологическая сопоставимость результатов измерений подразумевает что результаты измерений



Октава-ЭлектронДизайн

Рекомендации

После вступления в силу стандарта ГОСТ ISO/IEC 17025-2019 Росаккредитация неоднократно ориентировала отечественные лаборатории на необходимость внедрения его требований.

Многие обращающиеся к нам лаборатории отмечают, что одной из наиболее серьезных трудностей на этом пути для них стали положения стандарта, затрагивающие тему калибровки оборудования.

калибровка средств измерений — совокупность операций, выполняемых в целях определения действительных значений метрологических характеристик средств измерений (Федеральный закон от 26 июня 2008 г. N 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений»);

Удивительно, но очень мягкое для зарубежных пользователей требование калибровки стало настоящей проблемой в России. Дело в том, что отечественная система государственного регулирования обеспечения единства измерений (ОЕИ) не рассматривает калибровку в качестве самостоятельной формы государственного регулирования ОЕИ. И хотя в национальной системе аккредитации предусмотрены критерии для калибровочных лабораторий, калибровочная деятельность остается пасынком российской метрологической службы, не все поверяющие организации аккредитуются отдельно на право калибровки по экономическим соображениям.

При этом все лаборатории, деятельность которых относится к сфере государственного регулирования ОЕИ, обязаны обеспечивать поверку своих средств измерений.

поверка средств измерений — совокупность операций, выполняемых в целях подтверждения соответствия средств измерений метрологическим требованиям (Федеральный закон от 26 июня 2008 г. N 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений»);

Очевидно, что поверка уже предполагает наличие калибровки.

Однако для многих проверяющих, не очень разбирающихся в метрологии, важна «бумажка». Их интересует не то, откалибровано ли средство измерения, а в какой бумаге это написано. Как быть в этой ситуации?

Как удовлетворить требования стандарта по метрологической прослеживаемости без сертификата о калибровке

Обычно требования калибровки увязывают с пунктами 6.4.5, 6.4.6 и 6.5 стандарта ГОСТ ISO/IEC 17025-2019.

Давайте внимательно проанализируем их положения:

6.4.5 Оборудование, используемое для измерений, должно обеспечивать точность и/или неопределенность измерений, требуемые для обеспечения достоверного результата.

Как видим, в п.6.4.5 нет никаких прямых упоминаний о калибровке. Показатели точности и/или неопределенности измерений должны быть приведены в методиках измерения. Поэтому лаборатории должны очень тщательно отбирать те методики, которые они заносят в свои области аккредитации, и особенно обращать внимание на следующие моменты:

  • методика измерения удовлетворяет обязательным метрологическим требования (по точности), если таковые установлены для данной сферы деятельности;
  • методика измерений содержит положения, согласно которым можно убедиться в соблюдении её требований;
  • методика измерений может быть выполнена лабораторией (то есть удовлетворены требования по применяемому оборудованию и квалификации персонала, которые указаны в методике).

Следует отметить, что многие стандарты, которые традиционно выбирают в качестве методики измерений, содержат трудно выполнимые требования или, наоборот, не содержат достаточной информации. Поэтому мы рекомендуем действовать с особой осторожностью при выборе стандартов в качестве методических документов (особенно для тех применений, которые связаны с гигиенической оценкой). При необходимости можно включать в область аккредитации не весь стандарт, а лишь отдельные его разделы.

6.4.6 Измерительное оборудование должно быть калибровано, если:

— точность и неопределенность измерений влияют на достоверность представляемых результатов; и/или

— калибровка оборудования требуется для установления метрологической прослеживаемости представляемых результатов.

В п.6.4.6 сказано лишь, что оборудование должно быть откалибровано (а не иметь сертификат о калибровке!), причем это необходимо для обеспечения метрологической прослеживаемости.

прослеживаемость — свойство эталона единицы величины, средства измерений или результата измерений, заключающееся в документально подтвержденном установлении их связи с государственным первичным эталоном или национальным первичным эталоном иностранного государства соответствующей единицы величины посредством сличения эталонов единиц величин, поверки, калибровки средств измерений (Федеральный закон от 26 июня 2008 г. N 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений«).

метрологическая прослеживаемостьсвойство результата измерения, в соответствии с которым результат может быть соотнесен с основой для сравнения через документированную непрерывную цепь калибровок, каждая из которых вносит вклад в неопределенность измерений.

1 В этом определении «основой для сравнения» может быть определение единицы измерения через ее практическую реализацию или методика измерений, или эталон.

2 Метрологическая прослеживаемость требует наличия установленной калибровочной иерархии и/или поверочной схемы.

(РМГ 29-2013)

В разделе 6.5.2 ГОСТ ISO/IEC 17025-2019 описано, каким образом лаборатория может выполнить требования по прослеживаемости результатов своих измерений:

6.5.2 Лаборатория должна обеспечить прослеживаемость результатов измерений к Международной системе единиц (СИ) посредством:

a) калибровки, предоставляемой компетентной лабораторией;

это самый лобовой, неудобный и дорогостоящий путь, так он предполагает дополнительные расходы и ограничивает выбор поверочных центров.

b) сертифицированных значений сертифицированных стандартных образцов компетентного производителя с указанной метрологической прослеживаемостью к СИ

— этот пункт относится к химическому анализу; для физических измерений вместо стандартных образцов используют калибровочные устройства (см.п.c далее).

c) непосредственной реализации единиц СИ, подтвержденной сличениями, прямыми или косвенными, с национальными или международными эталонами.

— именно этот пункт позволяет использовать результаты поверки для подтверждения метрологической прослеживаемости. В соответствии с действующими требованиями в свидетельствах о поверке указываются сведения о примененном эталоне. Кроме того, каждый аккредитованный поверитель также должен иметь подтверждения прослеживаемости своего эталона к национальному эталону или к референтной методике. Мы рекомендуем запрашивать у поверителя эту информацию.

Заметим также, что для тех видов измерения, для которых разработаны портативные калибровочные устройства (например, акустические и вибрационные калибраторы) применение такого устройства (подача калибровочного сигнала) также может рассматриваться в качестве «непосредственной реализации единицы СИ. «. При этом конечно, такой калибратор должен быть в свою очередь поверен или иметь сертификат о калибровке.

Такой подход полностью соответствует положения РМГ 29-2013 по метрологической прослеживаемости.

Заключительные рекомендации

Мы рекомендуем внести в руководства по качеству лабораторий и реализовать в жизнь следующие положения:

Читайте также:  Измерения освещенности помещения жилого

1. Для обеспечения точности и (или) неопределенности измерений лаборатория применяет методики измерения, удовлетворяющие обязательным метрологическим требованиям, и использует оборудование, соответствующее требованиям методик измерений.

2. Обеспечение метрологической прослеживаемости измерений лаборатория подтверждает

  • применением аттестованных методик измерений и (или) методик прямых измерений, включенных в эксплуатационную документацию средств измерения утвержденного типа;
  • применением поверенных средств измерения утвержденного типа;

непосредственной реализацией единиц СИ с использованием калибраторов и стандартных образцов утвержденного типа, а также эталонов, удовлетворяющих государственным поверочным схемам и применяемых в ходе поверки СИ.

Источник

Метрологическая сопоставимость результатов измерений подразумевает что результаты измерений

  1. Profilab.by
  2. Блог
  3. Знания
  4. Метрологическая прослеживаемость

Метрологическая прослеживаемость

В последнее время важность понятия метрологическая прослеживаемость все чаще подчеркивается различными международными организациями (например, BIPM, IUPAC, EURACHEM) и документами (например, ГОСТ ISO/IEC 17025-2019). И любая организация, которая выполняет измерения (лаборатории разного уровня, производители стандартных образцов, провайдеры проверки квалификации, не говоря уже о метрологических институтах) должна не просто правильно понимать, что такое метрологическая прослеживаемость, но и уметь ее обеспечить.

Понятие метрологической прослеживаемости закреплено BIPM в Международном словаре по метрологии (JCGM 200:2012):

Метрологическая прослеживаемость – свойство результата измерения, в соответствии с которым результат может быть соотнесен с основой для сравнения через документированную непрерывную цепь калибровок, каждая из которых вносит вклад в неопределенность измерений.

Еще раз подчеркнем, что метрологическая прослеживаемость относится именно к результату измерения. В задачи организации, проводящей измерения, входит установление метрологической прослеживаемости получаемых результатов измерений и, при необходимости, ее демонстрация (например, заказчику, органу по аккредитации).

Важность метрологической прослеживаемости заключается в том, что благодаря ей обеспечивается метрологическая сопоставимость результатов измерений, т.е. результаты измерений независимо от порядка их измеренных значений и соответствующих неопределенностей измерений, понимаются единообразно и их можно сравнивать для различных целей (например, измерение массы разных объектов, выраженное в килограммах, с целью ранжирования или с целью принятия решения о соответствии заданным требованиям).

СЕМИНАР по Европейской обучающей программе TrainMiC

«Валидация/верификация методик выполнения измерений в рамках одной лаборатории. Метрологическая прослеживаемость измерений»

Для того, чтобы установить метрологическую прослеживаемость результатов измерений необходимы следующие элементы:

  • основа для сравнения;
  • непрерывная цепь калибровок;
  • неопределенность измерений.

В качестве основы для сравнения могут выступать: единица измерения, методика измерений, эталон (в том числе сертифицированный стандартный образец) или их сочетание.

Непрерывная цепь калибровок позволяет связать значение величины, воспроизводимой основой для сравнения, с результатом измерения, который получается с применением измерительной системы согласно методике измерений. Эта связь обеспечивается последовательной калибровкой эталонов (эталонов, с менее точными метрологическими характеристиками, по эталонам с более точными метрологическими характеристиками) и на последнем этапе калибровкой измерительной системы по рабочему эталону. Поскольку калибровка представляет собой процедуру сравнения (сличения) и технически предполагает выполнение измерений, то точность полученных измеренных значений не разных звеньях цепи калибровок будет характеризоваться оценкой неопределенности.

РАЗРАБОТКА/ВАЛИДАЦИЯ МЕТОДИК

Выполняем работы по разработке Методик выполнения измерений

Неопределенность измерений будет возрастать по мере продвижения по цепи калибровок, от основы для сравнения (наименьшая неопределенность) до результата измерения (наибольшая неопределенность), полученного с применением измерительной системы.

Для того, чтобы обеспечить метрологическую прослеживаемость своих результатов, организации, которая выполняет измерения, как минимум следует:

  • выполнить калибровку средств измерений и измерительных систем, которые непосредственно участвуют в измерении измеряемой величины, в измерении или контроле значимых влияющих величин; калибровка может выполняться своими силами, с применением откалиброванных эталонов (в том числе сертифицированных стандартных образцов) или в калибровочной лаборатории; откалиброванные эталоны должны иметь документальные свидетельства с демонстрацией метрологической прослеживаемости результатов измерений величин, которые они воспроизводят;
  • использовать валидированные методики выполнения измерений;
  • составить бюджет неопределенности измерений.

Простыми словами, если организация выбирает калибровочную лабораторию или производителя сертифицированных стандартных образцов, то, желательно, чтобы они были аккредитованы или признаваемы в рамках международных/региональных соглашений, а в выдаваемых ими документах (например, сертификаты калибровки, сертификаты или паспорта на стандартные образцы) была указана неопределенность измерений связанная с измеренными значениями величин и информация о метрологической прослеживаемости установленных измеренных значений величин.

РАЗРАБОТКА Методик оценивания неопределенности

В комплекте с автоматизированным расчетом неопределенности

Отметим, что прослеживаемость измерений является необходимым, но недостаточным условием для получения надежных результатов измерений, и сама по себе не обеспечивает получение результатов измерений, соответствующих их предполагаемому использованию.

А может ли процедура поверки средств измерений согласно утвержденным поверочным схемам подтвердить метрологическую прослеживаемость результатов измерений?

Технически поверка и калибровка не отличаются друг от друга. Основная задача обеих процедур – оценить действительное значение характеристики средства измерений (погрешности средства измерений или действительного значения материальной меры). Эта оценка и при поверке, и при калибровке проводится путем сравнения показаний средства измерений или номинального значения материальной меры со значением величины, воспроизводимым эталоном. И, несмотря на то, что при поверке не принято рассчитывать неопределенность измерений, поверочные схемы достаточно четко ограничивают альтернативные характеристики точности – характеристики погрешности измерений. Это обеспечивает передачу размера единицы величины с установленной точностью. Следует отметить, что в определениях понятий «калибровка» и «иерархия калибровки» явно не прослеживается требование к ограничению величины неопределенности измерений (целевая неопределенность). Хотя без целевой неопределенности на различных этапах цепи калибровки теряется весь смысл проведения измерений и получения результата измерения, соответствующего своему предполагаемому использованию.

На основании вышесказанного: хотя в определении понятия «метрологическая прослеживаемость» и отсутствует термин «поверка», не существует никаких обоснованных доводов, что через поверочные схемы с ограничением показателей точности измерений на разных ее уровнях нельзя установить метрологическую прослеживаемость и обеспечить метрологическую сопоставимость результатов измерений.

BIPM – Международное Бюро мер и весов

IUPAC – Международный союз теоретической и прикладной химии

JCGM 200:2012 International vocabulary of metrology – Basic and general concepts and associated terms (VIM), 3rd edition

ISO/IEC 17025:2017 General requirements for the competence of testing and calibration laboratories

EURACHEM/CITAC Guide Traceability in Chemical Measurement. A guide to achieving comparable results in chemical measurement. 2003

Metrological traceability of measurement results in chemistry: Concepts and implementation (IUPAC Technical Report)

Источник

Прослеживаемость и ее подтверждение

Метрологическая сопоставимость результатов измерений однородных величин базируется на их метрологической прослеживаемости к одной и той же основе для сравнения. Метрологическая совместимость результатов измерений заменяет традиционное понятие нахождение в пределах допускаемой погрешности, т.к. она дает критерий для заключения, относятся ли два результата измерений к одной и той же измеряемой величине или нет. Если в серии измерений величины, которая предполагается постоянной, результат измерения несовместим с остальными, это означает, что или оценка точности измерения некорректна, или измеряемая величина изменилась за промежуток времени между измерениями.

Слово «прослеживаемость» происходит от слова «след». Например, необходимо проследить происхождение единицы величины.

Метрологическая прослеживаемостьсвойство результата измерения, в соответствии с которым результат может быть соотнесен с основой для сравнения через документированную непрерывную цепь калибровок, каждая из которых вносит вклад в неопределенность измерений [22, 35].

В этом определении основой для сравнения может быть определение единицы величины через ее практическую реализацию, или методика измерений, или эталон.

Если при калибровке СИ в качестве основы для сравнения принят эталон, то сертификатом о калибровке документируются все сведения об этом эталоне, включая воспроизводимое значение величины, погрешность и сведения о сертификате и его калибровке, в котором содержится информация о переданной ему единице.

Если основой для сравнения является определение единицы величины, то говорят о метрологической прослеживаемости к единице.

Описание основы для сравнения должно включать время, в которое она была использована в данной калибровочной иерархии, вместе с любой другой существенной метрологической информацией, например, о том, когда была выполнена первая калибровка в калибровочной иерархии.

Для косвенных измерений каждое из значений входных величин должно быть само метрологически прослеживаемо, а калибровочная иерархия может иметь форму разветвленной структуры или сети.

Метрологическая прослеживаемость результата измерений не гарантирует соответствие показателя точности (неопределенности) заданной цели или отсутствие ошибок.

Сличение между двумя эталонами может рассматриваться как калибровка, если это сличение используется для поверки и, при необходимости, для корректировки значения величины, показателей точности (неопределенности) измерений, приписываемых одному из эталонов.

Для подтверждения метрологической прослеживаемости рассматриваются следующие элементы:

— непрерывная цепь метрологической прослеживаемости к международным или национальным эталонам;

— документированная неопределенность измерений;

— аккредитация на техническую компетентность;

— метрологическая прослеживаемость к системе SI;

— интервалы между калибровками.

Для установления метрологической прослеживаемости результатов измерений может быть использована цепь метрологической прослеживаемости
в виде поверочной схемы.

Цепь метрологической прослеживаемости – последовательность эталонов и калибровок (поверок), которые используются для соотнесения результата измерения с основой для сравнения.

Метрологическая прослеживаемость требует наличия установленной калибровочной иерархии и (или) поверочной схемы.

Воспроизведение единиц величин

Воспроизведение единицы (величины) – совокупность операций по материализации единицы величины с помощью первичного эталона. Рассматривают три процедуры воспроизведения единицы величины.

Первая состоит в физической реализации единицы измерения в соответствии с ее определением (воспроизведение в буквальном смысле).

Вторая процедура состоит в использовании высокостабильного эталона, основанного на физическом явлении. Например, в случае использования стабилизированных по частоте лазеров при воспроизведении метра, эффекта Джозефсона для вольта, квантового эффекта Холла для Ома.

Третья процедура состоит в принятии материальной меры в качестве эталона, например, эталон массы 1 кг.

Реализация определения физической величины может обеспечиваться средством измерений, материальной мерой или стандартным образцом.

Воспроизведение единиц физических величин может выполняться комплексом измерительных операций посредством стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов. Стандартные образцы свойств и состава горных пород, пересеченных скважиной, широко распространены в системе обеспечения единства геофизических измерений. Обычно такие стандартные образцы располагаются на втором сверху поле соответствующей поверочной схемы.

Эталоны единиц величин

Единство измерений в стране обеспечивается использованием первичных государственных эталонов. Они воспроизводят единицы физических величин с наименьшими для данной страны погрешностями. Государственные эталоны хранятся в метрологических институтах Агентства по техническому регулированию и метрологии Российской Федерации (Росстандарта). Институты обеспечивают передачу размеров единиц физических величин от первичного эталона другим эталонам и рабочим СИ.

Эталоном единицы величины называется средство измерительной техники, предназначенное для воспроизведения, хранения и передачи единицы величины или шкалы измерений.

Эталон выполняется по особой спецификации и официально утверждается в качестве эталона. Эталон должен обладать тремя взаимосвязанными
свойствами:

Неизменность предполагает, что эталоны по своему принципу действия и устройству не претерпевают изменений и способны удерживать неизменным размер воспроизводимой им единицы в течение длительного интервала времени (стабильность).

Воспроизводимость – возможность воспроизведения единицы величины
с наименьшей погрешностью для существующего уровня развития измерительной техники.

Сличаемость – возможность обеспечения сличения с другими эталонами или другими СИ, нижестоящими по поверочной схеме.

Сличением называется совокупность операций, устанавливающих соотношение между единицами величин, воспроизводимых эталонами единиц величин одного уровня точности и в одинаковых условиях.

Естественный эталон – эталон, основанный на присущих и воспроизводимых свойствах материального объекта или явления.

Например, ячейка тройной точки воды как естественный эталон термодинамической температуры, эталон разности электрических потенциалов, основанный на эффекте Джозефсона, эталон электрического сопротивления, основанный на квантовом эффекте Холла.

Значение величины естественного эталона приписывается по соглашению и не требует установления связи с другими эталонами того же вида. Показатели точности определяются с учетом двух составляющих: первая связана с согласованным значением величины, вторая связана с конструкцией, исполнением и хранением эталона. Естественные эталоны, которые основаны на квантовых явлениях, обычно имеют наивысшую стабильность.

Иногда используемый при калибровке и поверке эталон называют калибратором.

Метрологические характеристики эталона аналогичны метрологическим характеристикам средств измерений (например, показатели точности и стабильности).

Совокупность операций, необходимых для обеспечения выполнения обязательных метрологических и технических требований к эталонам относя к понятию «содержание (хранение) эталона». Хранение эталона включает его регулярные исследования, в том числе сличения с национальными эталонами других стран, калибровку или поверку с целью подтверждения выполнения обязательных требований к метрологическим характеристикам и совершенствования методов передачи единицы или шкалы измерений. Для руководства работами по содержанию эталонов назначают ученых хранителей государственных эталонов, выбираемых из числа ведущих в данной области специалистов-метрологов.

В России в области механики созданы и используются 38 эталонов, в том числе первичные эталоны метра, килограмма и секунды, точность которых имеет чрезвычайно большое значение, поскольку эти единицы участвуют в образовании производных единиц большинства научных направлений.

Классификация эталонов

Эталоны делятся на первичные и вторичные.

Первичный эталон – эталон, основанный на использовании первичной референтной методики измерений или созданный как артефакт, выбранный по соглашению. Первичный эталон обеспечивает воспроизведение единицы или шкалы измерений с наивысшей точностью. Метрологические свойства первичных эталонов единиц величин устанавливают независимо от других эталонов единиц этих же величин. Для первичного эталона, воспроизводящего единицу в специфических условиях (высокие и сверхвысокие частоты, малые и большие энергии, давления, температуры, особые состояния вещества и т.п.) используют термин первичный специальный эталон.

Вторичный эталон – эталон, получающий единицу величины или шкалу измерений непосредственно от первичного эталона данной единицы или шкалы.

Эталон, обладающий наивысшими метрологическими свойствами (в стране или группе стран, в регионе, министерстве (ведомстве), организации, предприятии или лаборатории), передающий единицу величины или шкалу измерений подчиненным эталонам и имеющимся средствам измерений называют исходным эталоном.

Эталоны, стоящие в поверочной схеме (калибровочной иерархии) ниже исходного эталона, называют подчиненными эталонами.

Различают государственные (первичные и специальные) и рабочие эталоны.

Государственный первичный эталон – эталон единицы величины, обеспечивающий воспроизведение, хранение и передачу единицы величины с наивысшей точностью, утверждаемый и применяемый в качестве исходного эталона на территории Российской Федерации. Первичные эталоны – это уникальные СИ, часто представляющие собой сложнейшие измерительные комплексы, созданные с учетом новейших достижений науки и техники. Они составляют основу государственной системы обеспечения единства измерений. Государственный эталон находитсяся в федеральной собственности.

Специальный эталон обеспечивает воспроизведение единицы в особых условиях. Требуется измерять не только неизменные во времени величины, но и изменяющиеся (в частности, периодические или импульсные сигналы в широкой полосе частот). Условия измерений (давление в среде, ее температура и т.п.) могут сильно отличаться от обычных. Вещество может существовать в различных фазах (твердой, жидкой и газообразной). В указанных условиях прямая передача размера единицы от первичного эталона с требуемой точностью не осуществима. Специальный эталон служит для этих условий первичным эталоном.

Государственный первичный или специальный эталоны официально утверждаются Правительством Российской Федерации в качестве исходного для страны. Государственные эталоны всегда представляют собой комплексы средств измерений и вспомогательных устройств, обеспечивающих воспроизведение единицы и в необходимых случаях ее хранение, а также передачу размера единицы эталонам. Состав эталона устанавливается при его разработке, а его показатели точности должны соответствовать уровню лучших мировых достижений и удовлетворять потребностям науки и техники. Первичные государственные эталоны подлежат периодическим сличениям с государственными эталонами других стран.

Погрешности государственных первичных и специальных эталонов характеризуются систематической погрешностью, случайной погрешностью и нестабильностью. Систематическая погрешность описывается интервалом, в котором она находится с заданной вероятностью. Случайная погрешность выражается средним квадратическим отклонением (СКО) воспроизводимого размера единицы величины с указанием числа независимых измерений. Нестабильность эталона задается изменением размера единицы, воспроизводимой или хранимой эталоном, за определенный промежуток времени.

Рабочий эталон – эталон, предназначенный для передачи единицы величины или шкалы измерений средствам измерений. Рабочиеэталоны создают и утверждают в случае необходимости организации поверочных работ и предохранения первичного государственного эталона от излишнего износа при передаче размера единицы другим эталонам и рабочим СИ. Это самые распространенные эталоны. С целью повышения точности измерений величин рабочие эталоны применяются во многих территориальных метрологических органах и лабораториях министерств и ведомств.

В зависимости от точности их подразделяют на разряды. Разряды нумеруются, начиная с самого точного эталона, – 1-й, 2-й и т.д. Каждый разряд соответствует одной из ступеней поверочной схемы, которая регламентирует порядок передачи единицы величины. В этом случае передачу единицы осуществляют через цепочку соподчиненных по разрядам рабочих эталонов. При этом
от последнего рабочего эталона в этой цепочке единицу передают средству
измерений.

Национальный эталон – эталон, признанный национальными органами власти для использования в государстве или экономике в качестве исходного для страны.

Международный эталон – эталон, который признан всеми государствами, подписавшими международное соглашение, и предназначен для всего мира.

Эталон сравнения – эталон, применяемый для сличений эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличены друг с другом.

Дата добавления: 2018-06-01 ; просмотров: 1695 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник