Файл: Роль метрологии, стандартизации и сертификации.pdf

20 метрологических характеристик и (или) пригодность средств измерений, не подвергающихся государственному метрологическому контролю.
Пригодность средства измерений - это характеристика, определяющаяся соответствием метрологических характеристик средства измерения утвержденным (в нормативных документах, либо заказчиком) техническим требованиям Калибровочная лаборатория определяет пригодность средства измерений.
Калибровка, в отличие от поверки и метрологической аттестации средств измерений, может осуществляться любой метрологической службой при условии, что у нее есть возможность обеспечить соответствующие условия для проведения калибровки. Калибровка осуществляется на добровольной основе и может быть проведена даже метрологической службой предприятия.
Основное требование к метрологической службе - обеспечение соответствия рабочего средства измерений государственному эталону, т. е. калибровка входит в состав национальной системы обеспечения единства измерений.
Выделяют четыре метода поверки (калибровки) средств измерений:
1) метод непосредственного сравнения с эталоном;
2) метод сличения при помощи компьютера;
3) метод прямых измерений величины;
4) метод косвенных измерений величины.
Метод непосредственного сличения с эталоном средства измерений, подвергаемого калибровке, с соответствующим эталоном определенного разряда практикуется для различных средств измерений в таких сферах, как электрические измерения, магнитные измерения, определение напряжения, частоты и силы тока.
Данный метод базируется на осуществлении измерений одной и той же физической величины калибруемым (поверяемым) прибором и эталонным прибором одновременно.
Погрешность калибруемого (поверяемого) прибора вычисляется как разность показаний калибруемого прибора и эталонного прибора (т. е. показания эталонного прибора принимаются за настоящее значение измеряемой физической величины).
Преимущества метода непосредственного сличения с эталоном:
1) простота;
2) наглядность;
3) возможность автоматической калибровки (поверки);
4) возможность проведения калибровки с помощью ограниченного количества приборов и оборудования.
Метод сличения с помощью компьютера - осуществляется с использованием компаратора - специального прибора, посредством которого проводится сравнение показаний калибруемого (поверяемого) средства измерений и показаний эталонного средства измерений. Необходимость использования компаратора обусловливается невозможностью провести непосредственное сравнение показаний средств измерений, измеряющих одну и ту же физическую величину. Компаратором может быть средство измерения, одинаково воспринимающее сигналы эталонного средства измерения и калибруемого
(поверяемого) прибора.
Преимущество данного метода в последовательности во времени сравнения величин.
Метод прямых измерений величины - используется в случаях, когда есть возможность провести сравнение калибруемого средства измерения с эталонным в установленных пределах измерений. Метод прямых измерений базируется на том же

21 принципе, что и метод непосредственного сличения. Различие между этими методами состоит в том, что при помощи метода прямых измерений осуществляется сравнение на всех числовых отметках каждого диапазона (поддиапазона).
Метод косвенных измерений - используется в случаях, когда настоящие
(действительные) значения измеряемых физических величин невозможно получить посредством прямых измерений или когда косвенные измерения выше по точности, чем прямые измерения. При использовании данного метода для получения искомого значения сначала ищут значения величин, связанных с искомой величиной известной функциональной зависимостью. А затем на основании этой зависимости находится расчетным путем искомое значение. Метод косвенных измерений, как правило, используется в установках автоматизированной калибровки (поверки).
Для того чтобы передача размеров единиц измерений рабочим приборам от эталонов единиц измерений осуществлялась без больших погрешностей, составляются и применяются поверочные схемы.
Поверочные схемы - это нормативный документ, в котором утверждается соподчинение средств измерений, принимающих участие в процессе передачи размера единицы измерений физической величины от эталона к рабочим средствам измерений посредством определенных методов и с указанием погрешности. Поверочные схемы утверждают метрологическое подчинение государственного эталона, разрядных эталонов и средств измерений.
Поверочные схемы разделяют на:
1) государственные поверочные схемы;
2) ведомственные поверочные схемы;
3) локальные поверочные схемы.
§ 12. СИСТЕМА ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЕДИНИЦ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН И
ПЕРЕДАЧИ РАЗМЕРА СРЕДСТВАМ ИЗМЕРЕНИЙ.
Система воспроизведения единиц физических величин и передачи информации об их размерах всем без исключения средствам измерений в стране составляет техническую базу обеспечения единства измерений Российской Федерации.
Измерительная процедура сводится к сравнению неизвестного размера физической величины с известным, в качестве которого выступает размер соответствующей единицы Международной системы. Воспроизведение единицы представляет собой совокупность операций по материализации единицы физической величины с наивысшей в стране точностью с помощью государственного эталона или исходного рабочего эталона. Различают воспроизведение основных и производных единиц. Размеры единиц могут воспроизводиться там же, где выполняются измерения
(децентрализованный способ), либо информация о них должна передаваться с централизованного места их хранения или воспроизведения (централизованный способ). Децентрализовано воспроизводятся единицы многих производных физических величин. Основные единицы сейчас воспроизводятся только централизованно.
Передача размера единицы представляет собой приведение размера единицы физической величины, хранимой поверяемым средством измерений, к размеру единицы, воспроизводимой или хранимой эталоном. Передача размера осуществляется при сличении этих единиц. При передаче информации о размере единиц обширному

22 парку средств измерений приходится прибегать к многоступенчатой процедуре. В качестве методов передачи информации о размере единиц используют методы непосредственного сличения (т. е. сличения меры с мерой или показаний двух приборов), а также сличение с помощью компаратора. Непосредственное сличение применяют, как правило, для менее точных мер. Непосредственно сличать можно только штриховые меры длины (линейка, брусковые метры, рулетки), меры вместимости (измерительные цилиндры, пипетки, мерные колбы и пр.). Для более точной поверки используют приборы сравнения компарирующие устройства. Наиболее часто применяют следующие компараторы: образцовые весы различных разрядов (при поверке гирь), мосты постоянного и переменного тока (при сличении мер сопротивления и ЭДС нормальных элементов).
Передача размеров единиц физических величин от эталонов рабочим мерам и измерительным приборам осуществляется с помощью рабочих эталонов.
Выбор средств измерений
При выборе средств измерений учитывают совокупность метрологических (цена деления, погрешность, пределы измерений, измерительное усилие), эксплуатационных и экономических показателей, к которым относятся: массовость (повторяемость измеряемых размеров) и доступность их для контроля; стоимость и надежность средства измерения; метод измерения; время, затрачиваемое на настройку и процесс измерения; масса, габаритные размеры, рабочая нагрузка; жесткость объекта контроля, шероховатость его поверхности; режим работы и т. д.
Основная трудность технико-экономического подхода при выборе СИ заключается в том, что сам процесс измерения не сопровождается непосредственным созданием материальных ценностей.
Комплексность задачи выбора средств измерения определила необходимость разработки различных способов выбора средств измерения. Прежде всего, выбранное средство измерения должно соответствовать по своей конструкции и габаритам для установки измеряемой детали и подходов измерительных устройств к измеряемой величине.
В массовом производстве основными средствами измерения являются высокопроизводительные механизированные и автоматизированные средства измерения и контроля.
В серийном производстве основными средствами измерения и контроля служат предельные калибры, шаблоны, специальные контрольные приспособления и при необходимости – универсальные средства измерения.
В мелкосерийном и индивидуальном производстве основными являются универсальные средства измерения.
По метрологическим характеристикам выбираемыми параметрами средств измерений являются предельная погрешность измерения (ее часто называют пределом допускаемой погрешности), а также цена деления шкалы измерительного средства.
В соответствии с требованиями ГОСТ 8.051-81 установлены соотношения между заданными допусками на измеряемые (контролируемые) размеры, определенного номинального размера и квалитета, и допускаемыми погрешностями измерения, определяющими действительный размер измеряемой величины.
Цена деления шкалы выбирается с учетом заданной точности измерения.
Например, если размер задан с точностью до 0,01 мм, то прибор выбирается с ценой

23 деления шкалы 0,01 мм. Принятие более грубой шкалы вносит дополнительные субъективные погрешности, а более точной – удорожает средство измерения. При контроле технологических процессов используют средства измерения с ценой деления не более 1/6 допуска на изготовление.
При решении комплексной задачи выбора средств измерения, помимо технических параметров, решается задача по обеспечению минимальных затрат.
Главным фактором при выборе средства измерения является допускаемая погрешность измерения. Чем ближе значение предельной погрешности измерительного средства к значению допускаемой погрешности измерения, тем менее трудоемким и более дешевым будет измерение.
Значения размеров, полученных при измерении с погрешностью, не превышающей допускаемую погрешность измерения, принимаются за действительные.
§ 13. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ СЛУЖБЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ЕДИНСТВО
ИЗМЕРЕНИЯ

Государственная метрологическая служба Российской Федерации
Государственная метрологическая служба (ГМС) – сеть государственных метрологических органов и специализированных служб и их деятельность по обеспечению единства измерения.
1. Государственные метрологические органы: 1)Госстандарт России, 2) главный и
8 рядовых государственных научных метрологических центров, 3)около 100 региональных государственных центров стандартизации, метрологии и сертификации.
Госстандарт России руководит ГМС и, тем самым, проводит единую политику по метрологическому обеспечению на всей территории страны и во всех отраслях хозяйственного комплекса.
Главный государственный научный метрологический центр – Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы (ВНИИМС), который разрабатывает научно-методические, технико-экономические, организационные и правовые основы метрологического обеспечения, определяет развитие эталонной базы, проведение государственных испытаний и государственный метрологический контроль и надзор за состоянием и применением средств измерений и осуществляет метрологическое обеспечение разработки, производства и эксплуатации продукции, создание и внедрение автоматизированной информационно-управляющей системы метрологической службы, работы по метрологическому сотрудничеству в области метрологии, подготовку и повышение квалификации кадров метрологов и является центром – держателем эталонов.
Основной функцией рядовых государственных научных метрологических центров является обслуживание государственных эталонов по всем видам измерения и к ним относится:
• НПО ВНИИИИ метрологии имени Д.И. Менделеева (ВНИИМ),
• НПО ВНИИИ физико-технических и радиотехнических измерений,
• НПО ВНИИИ оптико-физических измерений (ВНИИОФИ),
• Сибирской государственный НИИИ метрологии (СНИИМ),
• ВНИИИ расходометрии,
• НПО «Эталон»,

24
• НПО «Дальстандарт»,
• Уральский НИИИ метрологии.
Региональные государственные центры стандартизации, метроло-гии и сертификации осуществляют государственный метрологический контроль и надзор на территориях республик в составе РФ, автономной области, автономных округов, краев, областей, а также городов Москвы и Санкт-Петербурга.
2. К специализированным государственным метрологическим службам относятся: 1) Государственная служба времени и частоты и определения параметров вращения Земли (ГСВЧ), 2) Государственная служба стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов (ГССО), 3) Государственная служба стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов
(ГСССД).
Функция ГСВЧ – воспроизведение, хранение и передача размеров единиц времени и частоты, шкал атомного, всемирного и координированного времени и координат полюсов Земли.
Функция ГССО – создание и применение системы стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов, а также средств сопоставления характеристик указанных образцов с характеристиками веществ и материалов, выпускаемых промышленными и др. предприятиями, с целью идентификации и контроля.
Функция ГСССД – разработка достоверных данных о физических константах, о свойствах веществ и материалов; эти данные периодически публикуются в виде справочника «Фундаментальные физические константы».
Международная метрология
Развитие научного, культурного и торгового обмена между странами привело к осознанию необходимости международного метрологического сотрудничества. В настоящее время 48 государств подписали Метрическую конвенцию и тем самым создали Международную организацию мер и весов (МОМВ), рабочими органами которой являются:1) Международное бюро мер и весов, 2) Международный комитет мер и весов, 3) Генеральная конференция по мерам и весам.
Международное бюро мер и весов (МБМВ) находится в Севре (в близи Парижа), имеет международное финансирование и занимается созданием и хранением международных эталонов и шкал физических величин, сличением национальных эталонов с международными, согласованием методик проверки, определением и согласованием значений фундаментальных физических кон-стант.
Международный комитет мер и весов (МКМВ) объединяет наиболее авторитетных ученых мира, собирается 1 раз в год и рассматривает текущие вопросы деятельности МБМВ.
Генеральная конференция по мерам и весам (ГКМВ) высший руководящий орган
МОМВ, созываемый не реже 1 раза в 6 лет для обсуждения и принятия, необходимых мер по распространению и усовершенствованию международной системы единиц, утверждению новых единиц и эталонов.
В 1956 году на основе межправительственной конвенции была создана
Международная организация законодательной метрологии (МОЗМ), целью которой является унификация правил, законов и инструкций в сфере деятельности метрологических служб различных государств.