Калибровка и поверка средств измерений

Система калибровки

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 государственному метрологическому контролю и надзору. Под пригодностью средства измерения подразумевается соответствие его метрологических характеристик ранее установленным техническим требованиям, которые могут содержаться в нормативно документе или определяться заказчиком. Вывод о пригодности делает калибровочная лаборатория.

В отличие от поверки, которую осуществляют органы государственной метрологической службы, калибровка может проводиться любой метрологической службой (или физическим лицом) при наличии надлежащих условий для квалифицированного выполнения этой работы. Калибровка - это добровольная операция и ее может выполнить также метрологическая служба самого предприятия. Это еще одно отличие от поверки, которая обязательна и подвергается контролю со стороны органов гмс.

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) закону. Таким образом, функцию калибровок следует рассматривать как составную часть национальной системы обеспечения единства измерений. Калибровка включается также в мировую систему обеспечения единства измерений.

Выполнение указанного требования («привязки» к эталону) важно и с другой точки зрения: измерения - это неотъемлемая часть технологических процессов, то есть они непосредственно влияют на качество продукции. В этой связи результаты измерений должны быть сравнимы, что достигается только передачей размеров единиц от государственных эталонов и соблюдением норм и правил законодательной метрологии. Доверие к продавцу подкрепляется сертификатами о калибровке средств измерений, выданными от имени авторитетной национальной метрологической организации.

Возможными вариантами организации калибровочных работ являются:

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

- предприятие, заинтересованное в повышении конкурентоспособности

Продукции.

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

- предприятие, аккредитовавшееся на право поверки средств измерений, одновременно получает аттестат аккредитации на право проведения калибровочных работ по тем же визам (областям измерений);

-метрологические институты и органы Государственной метрологической службы регистрируются в РСК одновременно как органы аккредитации и калибровочные организации;

- аккредитация предприятия в качестве калибровочной лаборатории в зарубежной калибровочной службе открытого типа.

Основным стимулом вступления в РСК должно быть стремление к возрастанию степени доверия потребителей к показателям качества продукции.

Субъектами РСК являются:

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

- Госстандарт Казахстана - координирующий деятельность субъектов РСК;

Вся деятельность субъектов РСК осуществляется на договорной основе. Контроль выполнения требований, предъявляемых к аккредитованным метрологическим службам, осуществляет орган Государственной метрологической службы по месту расположения данной метрологической службы. Орган аккредитации осуществляет также внутренний аудит и периодические ревизии для проверки своего соответствия предъявляемым требованиям.

Правовые основы калибровок средств измерений определяются ст. 23 Закона РК «Об обеспечении единства измерений». В нем устанавливаются границы применения калибровки: «средства измерений, не подлежащие поверке, могут подвергаться калибровке при выпуске из производства или ремонта, при ввозе по импорту, при эксплуатации, прокате и продаже». Закон устанавливает, что заинтересованные метрологические службы юридических лиц могут быть аккредитованы на право проведения калибровочных работ. Порядок аккредитации устанавливается Госстандартом РК.

Процесс калибровок в настоящее время осуществляется с определенными трудностями - практически нет пока методик калибровок, не установлены межкалибровочные интервалы с учетом конкретных групп приборов, не разработаны нормативы по стоимости калибровочных работ.

По имеющемуся опыту калибровочных работ можно сформулировать понятие межкалибровочного интервала. Межкалибровочным интервалом следует понимать календарный промежуток времени, по истечении которого средство измерения должно быть направлено на калибровку независимо от его технического состояния. Аналогично этому понятие межповерочного интервала. Различают три вида межкалибровочных (межповерочных) интервалов:

- первый вид единый для всех средств измерений данного типа интервал, устанавливаемый на основе нормативных документов на этот вид средств измерений. В этом случае межкалибровочный (межповерочный) интервал определяется Госстандартом РК при утверждении типа средства измерения по результатам испытаний. Величина интервала учитывает показатели метеорологической безотказности и среднее значение времени использования средств измерений в нормальных условиях;

- второй вид - интервал, установленный в соответствии с конкретными условиями эксплуатации средств измерений данного типа в организациях и на предприятиях. Если назначенный интервал не совпадает с указанным в нормативных документах на данный тип средств измерений, его величину следует согласовать с Госстандартом или с аккредитованной им ведомственной метрологической службой. Для средств измерений, которые не подлежат госнадзору, межкалибровочный интервал определяется по решению метрологической службы юридического лица;

- третий вид - межкалибровочные (межповерочные) интервалы для

средств измерений, предназначенных для ответственных

измерительных операций (например, измерений, связанных с

безаварийной работой автотранспорта и тому подобное).

Индивидуальные интервалы предусмотрены также для вторичных и

разрядных эталонов. Третий вид интервалов связан с учетом календарного времени эксплуатации средств измерений, так как из-за старения их деталей и узлов возрастают погрешности, что обуславливает сокращение межповерочных интервалов. Согласование назначенных интервалов аналогично описанному для второго вида. Общим для всех видов межкалибровочных (межповерочных) интервалов является учет показателей метрологической безотказности средств измерений, в частности, такой ее составляющей как средняя наработка на метрологический отказ. Этот показатель может быть определен в процессе испытаний средства измерения, по результатам которого рассчитывают время достижения наименьшего заданного значения вероятности отказа. Это время и служит основой для установления межкалибровочного (межповерочного) интервала.

 

6.2. Методы калибровки (поверки)

Допускается применение четырех методов калибровки (поверки) средств измерений:

1) непосредственное сличение с эталоном;

2) сличение с помощью компаратора;

3) прямые измерения величины;

4) косвенные измерения величины.

Метод непосредственного сличения калибруемого (поверяемого) средства измерения с эталоном соответствующего разряда применяется для различных средств измерений в таких областях как электрические и магнитные измерения, для определения напряжения, частоты и силы тока. В основе метода лежит проведение одновременных измерений одной и той же физической величины калибруемым (поверяемым) и эталонным приборами. При этом определяют погрешность как разницу показаний поверяемого и эталонного средства измерений, принимая показания эталона за действительное значение величины. Достоинства этого метода в его простоте, наглядности, возможности применения автоматической поверки (калибровки), отсутствие потребности в сложном оборудовании.

Для второго метода- метода сличения с помощью компаратора -необходим компаратор - прибор сравнения, с помощью которого сличаются калибруемые (поверяемые) и эталонное средство 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 подобных ситуациях в схему поверки (калибровки) вводится промежуточное звено - компаратор. Для приведенного примера потребуется потенциометр, который и будет компаратором. На практике компаратором может служить любое средство измерения, если оно одинаково реагирует на сигналы как поверяемого (калибруемого), так и эталонного измерительного прибора. Достоинством этого метода считается последовательное во времени сравнение двух величин.

Метод прямых измерений применяется, если имеется возможность сличить испытуемый прибор с эталоном в определенных пределах измерений. В целом принцип этого метода аналогичен методу непосредственного сличения, но методом прямых измерений производится сличение на всех числовых отметках каждого диапазона (и поддиапазонов, если они имеются в приборе). Метод прямых измерений применяют, например, для поверок или калибровки вольтметров постоянного электрического тока.

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

 

Поверочные схемы

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

Поверочные схемы подразделяются 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, Локальная схема может составляться и на средства измерений, используемых на конкретном предприятии. Все локальные поверочные схемы должны соответствовать требованиям соподчиненности, которая определена государственной поверочной схемой.

В некоторых случаях бывает невозможно воспроизвести одним эталоном весь диапазон величины, поэтому в схеме может быть предусмотрено несколько первичных эталонов, которые в совокупности воспроизводят всю шкалу измерений.

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

Общий вид государственной поверочной схемы имеет следующее содержание.

Наименование эталонов и рабочих средств измерений обычно располагают в прямоугольниках (для государственных эталонов прямоугольник двухконтурный). Здесь же указывают метрологические характеристики для единой ступени схемы. В нижней части схемы расположены рабочие средства измерений, которые в зависимости от их степени точности (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 размера передаваемой 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.