Меню

Выражение неопределенности измерений при калибровке



«СМ N 03.1-1.0010. Политика Росаккредитации в отношении неопределенности измерений при калибровках (Версия 01. Декабрь 2020 г.)» (утв. Росаккредитацией 30.12.2020)

Утверждаю
Руководитель
Федеральной службы по аккредитации
Н.В.СКРЫПНИК
«__» ________ 2020 г.

ВЕРСИЯ 01. ДЕКАБРЬ 2020 Г.

ПОЛИТИКА
РОСАККРЕДИТАЦИИ В ОТНОШЕНИИ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ
ПРИ КАЛИБРОВКАХ

Настоящая политика разработана Федеральной службой по аккредитации с учетом требований документа ILAC P14:09/2020 и стандарта ГОСТ ISO/IEC 17011-2018 и вводится впервые. Настоящая политика вводится в действие по истечении десяти рабочих дней со дня его утверждения.

1. Область применения

1.1. Настоящая политика устанавливают политику Росаккредитации в отношении требований к оцениванию неопределенности измерений при калибровках, оцениванию калибровочных и измерительных возможностей (CMC) и к представлению неопределенности измерений в сертификатах калибровки или отчетах о калибровке.

1.2. Настоящая политика может использоваться как калибровочными лабораториями, так и другими аккредитованными лицами, в том числе лабораториями, выполняющими измерения для лабораторной медицины, органами инспекции, изготовителями стандартных образцов, провайдерами проверки квалификации, которые выполняют калибровку в рамках своей аккредитации в соответствии с ILAC MRA.

2. Нормативные ссылки

2.1. В настоящей политике использованы ссылки на следующие документы:

2.2. При пользовании настоящей политикой следует проверять действие ссылочных документов. Если ссылочный документ заменен, то при пользовании настоящей политикой следует руководствоваться замененным (измененным) документом.

3. Термины и определения

3.1. В настоящем политике применяются термины в соответствии с Международным словарем по метрологии, а также:

3.2. В настоящей политике применяются следующие сокращения:

4. Общие положения

Настоящая политика касается оценки неопределенности измерений и ее представления в сертификатах калибровки, выдаваемых аккредитованными лабораториями, а также вопросов оценивания CMC при их представлении в областях аккредитации в соответствии с принципами, согласованными между ILAC и BIPM.

Подписанты ILAC MRA договорились в 1999 году использовать в работе документ EAL-R2 до тех пор, пока не будет разработан соответствующий документ ILAC. В настоящее время используется переработанная версия этого документа под номером EA-4/02.

Настоящая политика устанавливают требования и руководящие указания для оценки и представления неопределенности измерений при калибровках, которые будут применять органы по аккредитации и аккредитованные ими лаборатории, а также изготовители стандартных образцов, которые выполняют калибровку, с целью обеспечения согласованного понимания GUM и совместного использования CMC органами — членами ILAC для укрепления доверия к ILAC MRA.

ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2018 требует от лабораторий оценивать неопределенности измерений для всех действий по калибровке.

ISO 15195:2003 и ISO 17034:2016 содержат похожие требования для референтных лабораторий и изготовителей стандартных образцов

В Российской Федерации требования к стандартным образцам реализуется через процедуры утверждения типа.

Специальные указания по оцениванию неопределенности можно найти в «Руководстве по выражению неопределенности измерений» (GUM), впервые опубликованном в 1993 году от имени следующих организаций: BIPM, IEC, IFCC, ISO, IUPAC, IUPAP и OIML. GUM устанавливает основные правила для оценивания и выражения неопределенности измерений, которыми необходимо руководствоваться в большинстве областей физических измерений. GUM описывает четкий и согласованный способ оценивания и представления неопределенности измерений и предлагает несколько вариантов для оценки и представления неопределенности измерений. Аналогично, ISO Guide 35 2017 предлагает специальные руководящие указания по определению вкладов в неопределенность, возникающих при использовании стандартных образцов, включая нестабильность, неоднородность, и размер выборки, при этом рассматривается несколько вариантов. Это может привести к различным интерпретациям, полученным на основании GUM и ISO Guide 35, и поэтому калибровочные/референтные лаборатории и изготовители стандартных образцов, аккредитованные органами — членами ILAC, могут указывать неопределенность измерений несогласованными способами. По этой причине многие органы по аккредитации, а также региональные объединения, опубликовали документы, содержащие обязательные критерии, и руководящие документы по неопределенности измерений, в соответствии с GUM и ISO Guide 35, чтобы помочь лабораториям внедрить критерии и руководства. Примеры некоторых руководящих документов:

— COFRAC LAB REF 02.

Более подробную информацию можно найти в ISO/IEC Directives, Part 2.

5. Политика Росаккредитации по оценке неопределенности измерений

5.1. Росаккредитация должна требовать от своих аккредитованных калибровочных лабораторий оценивать неопределенность измерений для всех калибровок и измерений, включенных в область аккредитации.

Читайте также:  Билеты по электрическим измерениям

5.2. Калибровочные лаборатории, аккредитованные Росаккредитацией, должны оценивать неопределенности измерения в соответствии GUM. Чтобы быть уверенными в том, что аккредитованные калибровочные лаборатории оценивают неопределенность измерения в соответствии с GUM, Росаккредитация может использовать документы, опубликованные другими организациями или опубликованные Росаккредитацией и содержащими практическое руководство и обязательные требования. Эти обязательные требования должны быть разработаны в соответствии с документами, на которые выше по тексту были приведены ссылки.

6. Политика Росаккредитации в отношении области аккредитации калибровочных лабораторий

6.1. Область аккредитации аккредитованной калибровочной лаборатории должна включать калибровочные и измерительные возможности (CMC), которые могут быть определены с помощью следующих понятий:

— измеряемая величина или стандартный образец;

— метод/методика калибровки/измерений и/или тип средства измерений/материала, подлежащего калибровке или измерению;

— диапазон измерения и дополнительные параметры при необходимости, например, частота приложенного напряжения;

6.2. Не должно быть никакой двусмысленности при выражении CMC, представленных в области аккредитации и, следовательно, в отношении наименьшей неопределенности измерения, которую, как ожидается, может достичь лаборатория при выполнении калибровки или измерения. Особое внимание нужно уделить случаю, когда измеряемая величина представлена в виде диапазона значений. В этом случае неопределенность, как правило, выражается одним или более из следующих способов:

— единственное значение, которое достоверно во всем диапазоне измерения;

— диапазон, в этом случае калибровочная лаборатория должна разработать соответствующий способ выполнения интерполирования с целью получения неопределенности промежуточных значений;

— функция в явном виде, определяющая зависимость значений неопределенности от измеряемой величины или параметра;

— матрица, в которой значения неопределенности зависят от значений измеряемой величины и дополнительных параметров;

— графическая форма, обеспечивающая соответствующее разрешение по каждой из осей для получения, как минимум, двух значащих цифр для неопределенности.

При указании неопределенности не допускаются открытые интервалы например, «0

Источник

Аккредитация в Росаккредитации

форум для аккредитованных лабораторий

  • Непрочитанные сообщения
  • Темы без ответов
  • Активные темы
  • Поиск
  • Статистика сайта

Неопределенность измерений

#1 Неопределенность измерений

Абсолютно точных измерений не существует. При проведении измерения его результат зависит от измерительной системы, методики измерения, квалификации оператора, внешних условий и других факторов. Так, если измерять одну и ту же величину несколько раз одним способом и в одинаковых условиях, то, как правило, полученные значения измеряемой величины всякий раз будут разными. Их среднее должно обеспечить значение оценки истинного значения величины, которая будет более достоверной, чем отдельное показание. Разброс показаний и их число дают некоторую информацию в отношении среднего значения как оценки истинного значения величины, однако, этого недостаточно. В руководстве по оценке неопределенности измерений (GUM) предложено выражать результат измерения как наилучшую оценку измеряемой величины вместе с соответствующей неопределенностью измерения. Неопределенность измерения можно представить через степень уверенности. Такая неопределенность будет отражать неполноту знания об измеряемой величине. Понятие «уверенности» очень важно, т. к. оно перемещает метрологию в сферу, где результат измерения должен рассматриваться и численно определяться в терминах вероятностей, которые выражают степень доверия. Неопределенность измерения — «неотрицательный параметр, характеризующий рассеяние значений, приписываемых измеряемой величине на основании используемой информации».

Таким образом, параметр этого распределения (также называемый — неопределенность) количественно характеризует точность результата измерений. Сходными для обоих подходов являются последовательности действий при оценивании характеристик погрешности и вычислении неопределенности измерений: Методы вычисления неопределенности, так же как и методы оценивания характеристик погрешности, заимствованы из математической статистики, однако при этом используются различные интерпретации закона распределения вероятностей случайных величин.
Из рассмотренных метрологических ситуаций можно предложить общее правило: результаты измерений в большинстве метрологических ситуаций характеризуются неопределенностью, а нормативы точности средств измерений, измерительных и контрольных процедур характеризуются погрешностью. Таким образом, понятия «неопределенность» и «погрешность» рекомендуется гармонично использовать без взаимного противопоставления и исключения одного из них.

Измерения выполняются ради оценки результата, сравнения его с нормативами и правила оценки результатов обуславливают требования к выполнению измерений.

  • ГОСТ Р ИСО 10576-1-2006 «РУКОВОДСТВО ПО ОЦЕНКЕ СООТВЕТСТВИЯ УСТАНОВЛЕННЫМ ТРЕБОВАНИЯМ»
  • ГОСТ 34100.1-2017/ISO/IEC Guide 98-1:2009 “Неопределенность измерения. Часть 1. Введение в руководства по выражению неопределенности измерения”
  • Межгосударственный стандарт ГОСТ ИСО МЭК 17025-2009
  • Письмо Роспотребнадзора от 13.06.2012 г. №01/6620-12-32
Читайте также:  Приборы для измерения температуры молока

Термины и определения

3.1 предельные значения, пределы поля допуска (limiting values, specification limits) L: Установленные значения параметра, представляющие собой верхнюю и/или нижнюю границы допустимых значений.

3.2 нижняя граница поля допуска (lower specification limit) L SL: Нижняя граница допустимых значений параметра.

3.3 верхняя граница поля допуска (upper specification limit) U SL:Верхняя граница допустимых значений параметра.

3.4 оценка соответствия (conformity test): Систематическая оценка соответствия продукции, процесса или услуги установленным требованиям посредством испытаний.

3.5 область допустимых значений (region of permissible values): Интервал или интервалы всех допустимых значений параметра.

Примечание – Если иначе не установлено, предельные значения считают принадлежащими области допустимых значений.

3.6 область недопустимых значений (region of non-permissible values): Интервал или интервалы всех недопустимых значений параметра.

Оценка соответствия — важный аспект управления качеством производства, метрологического надзора, проверки соответствия требованиям безопасности и санитарным нормам (например, по выбросам, уровню радиации, содержанию химических веществ и т. д.).

Измерение является неотъемлемой частью оценки соответствия, когда необходимо решить, соответствует ли выходная (измеряемая) величина установленному требованию. Для единственной величины такое требование обычно принимает вид границ, определяющих интервал допустимых значений величины. При отсутствии неопределенности полученное значение измеряемой величины, лежащее в пределах границ, считают соответствующим требованиям, в противном случае — несоответствующим. Наличие неопределенности измерения влияет на процедуру контроля и делает необходимым установление баланса рисков производителя и потребителя.

Возможные значения контролируемой величины представляют в виде распределения вероятностей. Можно рассчитать вероятность, с которой она соответствует установленным требованиям.

Из-за неполного знания значения контролируемой величины (что отражает её распределение вероятностей) существует риск ошибочного решения при определении соответствия установленным требованиям:

  • когда значение величины признано соответствующим требованиям, но на самом деле им не является, и
  • когда значение величины признано несоответствующим, но на самом деле установленным требованиям удовлетворяет. Связанные с этим риски относят, соответственно, к риску потребителя и риску производителя.

Риски ошибочного решения в части соответствия или несоответствия установленным требованиям можно уравновесить, выбирая интервал приемки для полученных значений измеряемой величины таким образом, чтобы минимизировать потери, связанные с ошибочными решениями. Выбор границ интервала приемки зависит от последствий принятия ошибочных решений.

Хотя вышеизложенное справедливо для любых распределений вероятностей, в основном, целесообразно рассматривать случай нормального распределения как наиболее характерного для практики.

1.5. Оценка фактических уровней производственных физических факторов должна проводиться с учетом неопределенности измерений*(1).

*(1) ГОСТ Р 54500.1-2011/Руководство ИСО/МЭК 98-1:2009 “Неопределенность измерения. Введение в руководство по неопределенности измерения”, ГОСТ Р ИСО 10576-1-2006 “Руководство по оценке соответствия установленным требованиям.

Примечание: Приказом Росстандарта от 12 сентября 2017 г. N 1064-ст настоящий ГОСТ отменен с 1 сентября 2018 г. в связи с принятием и введением в действие ГОСТ 34100.1-2017/ISO/IEC Guide 98-1:2009 “Неопределенность измерения. Часть 1. Введение в руководства по выражению неопределенности измерения” для добровольного применения в РФ

  • ГОСТ 34100.1-2017/ISO/IEC Guide 98-1:2009 “Неопределенность измерения. Часть 1. Введение в руководства по выражению неопределенности измерения”
  • Межгосударственный стандарт ГОСТ 34100.3-2017/ISO/IEC Guide 98-3:2008 “Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения”
  • Рекомендации по метрологии Р 50.2.038-2004 “Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения прямые однократные. Оценивание погрешностей и неопределенности результата измерений”

СКО, характеризующее случайную погрешность Стандартная неопределенность, вычисленная по типу А
СКО, характеризующее неисключенную систематическую погрешность (погрешность СИ) Стандартная неопределенность, вычисленная по типу В
СКО, характеризующее суммарную погрешность Стандартная неопределенность, вычисленная по типу В
Доверительные границы погрешности Расширенная неопределенность

  • инструментальная (приборная) — определяется конструкцией СИ; (основная, дополнительная; предел допускаемой погрешности)
  • систематическая — обусловлена методом измерения;
  • случайная — разброс результатов, обусловленный совокупностью различных факторов;
  • «промах» — грубая ошибка
  1. Выявление «промахов» и исключение их из выборки
  2. Учет систематической погрешности измерения (например, умножение освещенности, измеренной люксметром Ю-116 на поправочный коэффициент для данного типа источника света)
  3. Вычисление стандартной неопределенности по типу А — среднего квадратического отклонения (Аналогично вычислению случайной погрешности)
  4. Вычисление стандартной неопределенности по типу В (Аналогично вычислению неисключенной погрешности)
  5. Определение Расширенной неопределенности (Аналогично суммарной погрешности с доверительными границами)
Читайте также:  Измерение расхода сыпучих веществ

Метод исключения «промахов» по Q-критерию: (см также ГОСТ Р 8.736-2011)
Q=(X 1-X 2)/R

Наличие грубой погрешности доказано, если Q > Q (Р, n i).

Вычисление стандартной неопределённости измерений.

Стандартная неопределенность измерений (u) включает два компонента:

  • среднее квадратическое отклонение, обусловленное случайными колебаниями результата последовательных измерений, соответствует стандартной неопределенности типа А при отсутствии других составляющих, не связанных со статистически случайными процессами (S X);
  • среднее квадратическое отклонение неисключенной систематической погрешности (НСП) измерения (как правило, погрешность средства измерений — СИ) (S Θ)

ПРИМЕЧАНИЕ: данный способ оценивания неопределённости измерений в терминологии ГОСТ Р 54500.3 является оцениванием по типу В. (настоящий ГОСТ отменен с 1 сентября 2018 г. в связи с принятием и введением в действие ГОСТ 34100.3-2017/ISO/IEC Guide 98-3:2008)

Среднеквадратическое отклонение: (синонимы: среднее квадратическое отклонение, среднеквадратичное отклонение, квадратичное отклонение; близкие термины: стандартное отклонение, стандартный разброс) — в теории вероятностей и статистике наиболее распространённый показатель рассеивания значений случайной величины относительно её математического ожидания. При ограниченных массивах выборок значений вместо математического ожидания используется среднее арифметическое совокупности выборок.

где
Θ – граница НСП симметричного доверительного интервала (выражена как абсолютная погрешность СИ);

Θ+, Θ– верхняя и нижняя граница НСП для несимметричных доверительных интервалов, например, когда погрешность СИ несимметрична в положительную и отрицательную сторону (при измерении плотности потока энергии).

где
X i — результат i-ro наблюдения (единичного замера),
X̅ — среднее арифметическое значение оценки величины X (результат измерения),
n — количество наблюдений (замеров); для многократных измерений количество замеров должно быть не менее 4.

Встречаются ситуации, когда измерения проводятся с однократным наблюдением, и в этом случае стандартная неопределённость измерений оценивается только как Sθ., которая рассчитывается на основе погрешностей СИ.

Выполнение однократных измерений может быть обусловлено следующими факторами:

  • производственной необходимостью (невозможность повторения измерений, экономическая целесообразность и т. д.);
  • возможностью пренебрежения случайными погрешностями (SX).

Примечание 1 — Если Θ/S X> 8, то величиной SX при расчёте u можно пренебречь (Р 50.2.038).
Примечание 2 — Если Θ/S X X, затем S θ для основной погрешности или предела допускаемой погрешности. Если необходимо учесть дополнительную погрешность, то вычисляется также величина стандартной неопределенности, обусловленной дополнительной погрешностью S ΘД также как S Θ. После этого вычисляется величина суммарной стандартной неопределенности.

Вычисление расширенной неопределённости измерений

Расширенная неопределенность измерений (U) определяется как суммарная стандартная неопределенность (u), умноженная на коэффициент охвата (k):

Коэффициент охвата для уровня доверия 95% для двухстороннего интервала охвата можно принять равным 2, а для одностороннего интервала охвата равным 1,64 при условии, что количество замеров будет не менее 11, что соответствует числу степеней свободы, равному 10 (ГОСТ 54500.3, п. 6.3.3, G6.6 (настоящий ГОСТ отменен с 1 сентября 2018 г. в связи с принятием и введением в действие ГОСТ 34100.3-2017/ISO/IEC Guide 98-3:2008). Таким образом, чем больше измерений в выборке, тем меньше ожидаемая неопределенность измерений.

Одно и двусторонний интервал охвата

Интервал охвата = интервал неопределённости (плохой перевод: ГОСТ Р 54500.3-2011/Руководство ИСО/МЭК 98-3:2008 (п. 6.2.2) Раньше использовались термины «одно — и двусторонние доверительные интервалы».

Если неопределённость оценивается по типу А, то интервал охвата=интервалу неопределённости

К чему ведет недостаточное количество измерений?

Коэффициент охвата для уровня доверия 95% для двухстороннего интервала охвата можно принять равным 2, а для одностороннего интервала охвата равным 1,64 при условии, что количество замеров будет не менее 11, что соответствует числу степеней свободы, равному 10 (ГОСТ 54500.3, п. 6.3.3, G6.6 ). Таким образом, чем больше измерений в выборке, тем меньше ожидаемая неопределенность измерений.

Аттестованная методика измерений (МИ) должна содержать значения установленной точности измерений в виде расширенной неопределённости.

При наличии установленного МИ диапазона расширенной неопределённости (U), приведенного в используемой аттестованной МИ, в протоколе измерений следует указывать ее значение, если целью исследования является оценка значения величины с некоторой точностью. Как правило, аттестованные МИ содержат установленные значения расширенной неопределённости измерений для двухстороннего охвата при уровне доверия 95%: ±U(95%), при этом используется коэффициент охвата (k), равный 2. В этом случае результат измерений приводится в протоколе как:

Представление результатов оценивания неопределенности

Источник