Особенности применения средств измерений в качестве эталонов единицы величины

«В лесу фактов или в океане мысли одинаково можно заблудиться без теорий и доктрин»
«Эталон… Как много в этом звуке для сердца метролога слилось!» Все мы понимаем важность эталонов в нашей жизни и работе. Также важна аттестация эталонов и поверка средств измерений, применяемых в качестве эталонов. В постановлении правительства РФ № 734 «Об эталонах единиц величин, используемых в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений» [1] были введены в действие с 22 января 2020 года изменения. В соответствии с изменениями, процедура первичной и периодической аттестации проводится государственными научными метрологическими институтами и государственными региональными центрами метрологии, а значит, этим теперь занимаются лишь профессионалы.
— Дмитрий Иванович Менделеев.

Так же изменения допускают для средств измерений утвержденного типа, применяемых в качестве эталонов единиц величин, вместо первичной аттестации и периодической аттестации выполнять поверку в соответствии с установленными для них методиками поверки средств измерений с учетом требований поверочных схем. Поверку средств измерений в качестве эталонов единицы величины могут производить аккредитованные в установленном порядке метрологические службы.
Проблема возникает в том, что зачастую методики поверки не в полном объёме соответствуют поверочным схемам в части метрологических требований к эталонам единиц величин, а метрологические службы это упускают, и ошибочно делают заключение о применении поверенного средства измерения в качестве эталона единицы величины в соответствии с поверочной схемой.

вместимости при статических измерениях, массового и объемного расходов жидкости(далее ГПС)[2] пункт 5.3 Часть 3- для средств измерения объёма жидкости и вместимости при статических измерениях. По ГПС в качестве рабочих эталонов 1-го разряда нужно использовать мерники металлические с доверительными границами суммарной погрешности 0,020 %.
Анализ сведений содержащихся в Госреестре средств измерений дает, что мерники 1-го разряда имеют основную метрологическая характеристику – предел допускаемой относительной погрешности 0,020 %.
поверочную схему для средств измерений массы и объема жидкости в потоке, объема жидкости и
Для примера рассмотрим Государственную

И соответственно, применяемые в соответствии с описаниями типа: методика поверки «ГОСТ 8.400-2013 Мерники эталонные металлические» и методики поверки производителей, определение доверительной суммарной погрешности не предусматривают. Следовательно, мерники поверенные в соответствии с методиками поверки применять в качестве эталона единицы величины не представляется возможным, даже при условии, что в свидетельствах о поверки указано, что они соответствуют эталонам первого или второго разряда.

На сегодняшний день, чтобы использовать указанные мерники в качестве эталона единицы величины необходимо проводить процедуру первичной аттестации в качестве эталонов. Это довольно трудоёмкий процесс, сопряжённый с оформлением правил содержания и применения эталонов, паспортов эталонов, методики первичной аттестации эталонов. Но это необходимо выполнить для того, чтобы сделать расчет доверительной границы суммарной погрешности в методике аттестации.

Так всё-таки давайте разберемся, что такое доверительные границы суммарной погрешности. Согласно РМГ 29-2013 пункт 5.22 доверительные границы (погрешности измерения): Верхняя и нижняя границы интервала, внутри которого с заданной вероятностью находится значение погрешности измерений. Согласно ГОСТ 8.381-2009 ЭТАЛОНЫ. Способы выражения точности. Приложение А.
А.1.6 Оценивание доверительных границ суммарной погрешности эталона
А.1.6.1 Доверительные границы суммарной погрешности воспроизводимой единицы величины вычисляют по формуле
(A.13)
где - коэффициент, определяемый доверительной вероятностью и отношением случайных погрешностей и НСП (неисключённая систематическая погрешность) ;
- суммарное СКО воспроизводимой единицы величины, обусловленное воздействием случайных погрешностей и НСП.

А.1.6.2 Значение коэффициента вычисляют по формуле
, (A.14)
где t - коэффициент Стьюдента, соответствующий доверительной вероятности P и эффективному числу степеней свободы , вычисляемому по формуле
вычисляют по формуле (А.9) или (А.10), или (А.11), или (А.12)
в зависимости от числа составляющих и формы
представления НСП оценок входных величин;
среднее квадратическое отклонение НСП воспроизводимой единицы величины.
-
-

Если только одна оценка входной величины из всех оценок входных величин , содержит НСП, представленную границами , границу НСП
воспроизводимой единицы величины оценивают по формуле
(А.9)
Если оценки входных величин , содержат НСП, каждая из которых представлена границами , границу (доверительную границу) НСП воспроизводимой единицы величины оценивают, соответственно, по формулам:

А.1.6.3 Среднее квадратическое отклонение НСП вычисляют, соответственно, по формулам
, если
(А.10)
, если
(А.15)
где к - коэффициент, определяемый выбранной доверительной вероятностью Р, числом составляющих НСП и их соотношением.
(А.11)
если составляющие НСП представлены границами по формуле (А.9) или (А.10);

(А.17)
если часть составляющих НСП представлена границами, а часть составляющих НСП - доверительными границами по формуле (А.12),
где - коэффициент, соответствующий доверительной вероятности при вычислении доверительных границ НСП.
(А.16)
если составляющие НСП представлены доверительными границами по формуле (А.11);

(А.18)
А.1.6.4 Суммарное СКО воспроизводимой единицы величины , обусловленное воздействием случайных погрешностей и НСП, вычисляют по формуле

Так же в качестве рабочих эталонов 1-го разряда используются пипетки, колбы, микропипетки, бюретки. С ними ситуация такая же, тоже ГПС требует характеристику доверительных границ суммарной погрешности. В методиках поверки производителей и основных методиках поверки ГОСТ 8.234-2013 и ГОСТ 8.100-73 так же отсутствуют характеристики доверительных границ суммарной погрешности.
Кроме того поверка мер вместимости стеклянных первичная при выпуске и бессрочная. Если делать внеочередную поверку, то нужно обратить внимание, что методики поверки требуют проверять качество отжига стекла на полярископе или полярископе-поляриметре. А это довольно дорогостоящие приборы, которые нужны производителю, а не метрологическим службам. Но опять же получается, что поверить в качестве эталона эти средства измерения не представляется возможным.

Чтобы снизить трудозатраты на аттестацию данных утверждённых типов средств измерений и выполнять их поверку в качестве эталонов единицы величины предлагаю разработать типовые методики поверки с учётом требований поверочной схемы, а именно добавить в методики поверки расчёт доверительной суммарной погрешности и внести изменения в описание типа средств измерений.
Считаю, что поверочные схемы должны снижать трудозатраты на поверочные работы, в то же время не снижая точности передачи единицы величины.

„Истина открывается в тиши тем, кто её разыскивает“
— Дмитрий Иванович Менделеев