Еталони в метрологічній діяльності підприємства: правила застосування

Користувач несе відповідальність за застосування еталона лише тоді, коли його калібрувальний статус лишається чинним.

Згідно зі ст. 1 Закону України «Про метрологію та метрологічну діяльність» (далі – Закон):

• «метрологія – наука про вимірювання та їхні застосування»;
• «метрологічна діяльність – діяльність, пов’язана із забезпеченням єдності вимірювань»;
• «єдність вимірювань – стан вимірювань, за якого їхні результати виражаються в одиницях вимірювання, визначених цим Законом, а характеристики похибок або невизначеності вимірювань відомі з певною ймовірністю і не виходять за встановлені межі».

Об'єкти вимірювань та засоби вимірювальної техніки (далі – ЗВТ) надзвичайно різноманітні. Проте методологія забезпечення єдності вимірювань і теорія точності вимірювання є спільними для всіх вимірювань й утворює важливу частину наукових основ метрології.

Точність вимірювань, відображаючи якість вимірювання, є позитивною характеристикою вимірювань.

Одне з головних завдань метрології полягає в правильній передачі одиниці вимірювання від еталона до робочого ЗВТ.

Єдність вимірювань досягається шляхом точного відтворення та зберігання встановлених одиниць величин за допомогою еталонів і передачі їхніх розмірів робочим ЗВТ.

Порядок передачі розміру одиниць величин від еталонів до робочих ЗВТ встановлено в повірочних схемах, затверджених нормативними документами (державними стандартами України).

Основні вимоги до змісту та побудови повірочних схем, що використовуються при повірці ЗВТ, установлені в ДСТУ OIML D 5:2007 «Метрологія. Повірочні схеми для засобів вимірювальної техніки. Правила розроблення (OIML D 5:1982, IDТ)» та в ДСТУ ГОСТ 8.061:2014 «Метрологія. Повірочні схеми. Зміст і побудова».

Відповідно до ч. 1 ст. 27 Закону вторинні та робочі еталони підлягають калібруванню.

Процедуру й умови калібрування вторинних та робочих еталонів, які використовують під час повірки ЗВТ, що перебувають в експлуатації та застосовуються у сфері законодавчо регульованої метрології, установлено Наказом Міністерства економіки України від 10.08.2020 № 1518 «Про затвердження Порядку калібрування вторинних та робочих еталонів» (далі – Порядок).

Відповідно до визначення з Міжнародного словника з метрології (International Vocabulary of Metrology – Basic and General Concepts and Associated Terms) VIM3: «Еталон – реалізація визначення даної величини із встановленим значенням величини та пов’язаною з ним невизначеністю вимірювання, що використовується як основа для порівняння».

Еталоном можуть бути:

• ЗВТ;
• спеціально розроблений пристрій для відтворювання одиниці величини (її кратного чи часткового значення);
• стандартний зразок.

Основні положення щодо вибирання, визнання, застосування й зберігання еталонів розглянуті в:

• ДСТУ OIML D 8:2008 «Метрологія. Еталони. Вибір, визнання, застосування, зберігання та документація (OIML D 8:2004, IDТ)»;
• ДСТУ 3231:2007 «Метрологія. Еталони одиниць вимірювань державні, первинні та вторинні. Основні положення, порядок розроблення, затвердження, реєстрації, зберігання та застосування».

ДСТУ OIML D 8:2008 поширюється на вихідні та робочі еталони й відповідає стандарту ДСТУ EN ISO/IEC 17025:2019 «Загальні вимоги до компетентності випробувальних та калібрувальних лабораторій».

Додаткову достовірність еталону додають міжлабораторні звірення.

Твердження деяких фахівців вітчизняних науково-метрологічних інститутів, що «прилад або міра, що калібруються, стають еталонним приладом та еталонною мірою (еталонами) після їхнього калібрування», є помилковим та вводить в оману метрологічні служби підприємств.

Калібрування – це процедура передачі одиниці величини, що відтворюється й/або зберігається еталоном, менш точному еталону або ЗВТ.

Відповідно до Порядку калібрування робочих еталонів проводиться згідно з методиками калібрування, які містяться в національних стандартах або розроблені виконавцями з урахуванням національних стандартів, гармонізованих із відповідними міжнародними та європейськими стандартами, та документів, прийнятих міжнародними та регіональними організаціями з метрології.

Переліки методик калібрування робочих еталонів повинні бути розміщені на офіційних вебсайтах виконавців.

Вибір еталона

У разі вибору еталона (ЗВТ такого як, наприклад, вимірювальний прилад, матеріальна міра або стандартний зразок) для застосування його як вихідного або робочого враховують вимоги:

• метрологічні;
• технічні;
• економічні.

Метрологічні вимоги

Вимоги стосуються таких метрологічних характеристик еталона та його допоміжного устаткування:

• величина та одиниця(-ці);
• номінальне(-ні) значення або діапазон вимірювання величини, для якої застосовують еталон;
• дійсне значення величини, яке відтворюється еталоном (визначене у процесі його дослідження або калібрування) або систематична похибка еталона;
• розширена невизначеність вимірювання, установлена в процесі дослідження або калібрування еталона, що відповідає ймовірності охоплення приблизно 95% (точно 95,45%) і коефіцієнтові охоплення k, або сумарна стандартна невизначеність;
• міжкалібрувальний інтервал;
• стабільність відповідної величини, яка відтворюється еталоном протягом міжкалібрувального інтервалу (за необхідності);
• інформація щодо методів і засобів калібрування (за необхідності);
• нормальні й робочі умови навколишнього середовища, відповідно;
• інші важливі метрологічні вимоги – за необхідності:
  • лінійність;
  • гістерезис;
  • чутливість,
  • збіжність,
  • характеристики динамічних метрологічних властивостей тощо.

Систематичну похибку еталона визначають звіренням його з еталоном вищого метрологічного рівня калібрування.

Якщо систематична похибка (зокрема нелінійність) відома й задокументована, то вводять поправку на величину цієї похибки. Отже, або має бути зроблена поправка на величину систематичної похибки, або похибку обов’язково треба врахувати під час оцінювання невизначеності.

Технічні вимоги

Технічні вимоги головним чином поширюються на:

• технічну придатність еталона для застосування за призначеністю;
• простоту застосування й зберігання еталона та його технічну надійність;
• простоту транспортування, встановлювання, під’єднання, контролювання, калібрування й технічного обслуговування еталона та його допоміжного устаткування;
• надійність захисту від пошкодження, засоби захисту від погіршення навколишнього середовища, від несанкційованого втручання тощо протягом застосування та зберігання еталона;
• спеціальне устаткування (пристрої), необхідні під час застосування й зберігання еталона:
  • енергопостачання;
  • забезпечення стабільності робочих умов.

Економічні вимоги

Економічні вимоги переважно базуються на:

• вартості еталона, зокрема його допоміжному устаткуванні;
• вартості застосування й зберігання еталона;
• вартості калібрування самого еталона та всіх пристроїв, що входять до його складу;
• витратах, пов’язаних із можливим ремонтом і строком служби еталона та його допоміжного устаткування;
• витратах, пов’язаних із лабораторним приміщенням, де еталон зберігають і застосовують, кількістю персоналу, транспортуванням.

Застосування еталона

Правила застосування еталона сприяють:

• підвищенню ефективності калібрування ЗВТ;
• тривалості строку його застосування;
• більшій економії енергії та матеріалів тощо.

Зберігання еталона

Основні правила зберігання еталона:

• регулярно здійснюють технічне обслуговування еталона згідно із затвердженими вимогами, враховуючи настанови виробника;
• калібрування еталона і його допоміжного устаткування проводять із визначеною періодичністю залежно від частоти та умов його застосування;
• визначають спосіб і засоби транспортування (для еталона, який перевозять до місця його застосування);
• зазначають допустимі заміни складових частин еталона (наприклад, пристрої живлення, запису та обробляння даних тощо);
• проводять періодичний контроль умов зберігання еталона;
• призначають відповідальних(-ого) за зберігання та застосування еталона.

Документація до еталона

Документи до еталона повинні містити таку основну інформацію:

• ім’я та адресу користувача (організації, лабораторії, особи);
• назву й позначення документа;
• назву та позначення еталона (тип, серійний номер тощо);
• зазначення виробника/постачальника еталона;
• дата купівлі й/або дата введення в експлуатацію еталона;
• величина, номінальне значення або діапазон вимірювання, що відтворюється еталоном;
• точність або клас точності, невизначеність вимірювання разом з інформацією про її оцінювання;
• міжкалібрувальний інтервал із посиланням на документ/метод його визначання;
• зазначення відповідальної особи;
• місце перебування на даний час, якщо це доречно;
• класифікація еталона (вихідний, робочий).

Користувач несе відповідальність за застосування еталона лише тоді, коли його калібрувальний статус лишається чинним.