Интерпретация и использование результатов калибровки измерительного оборудования
Согласно требованиям международного стандарта ГОСТ ISO/IEC 17025-2019 «Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий» (п.6.4.6) лаборатории следует калибровать свое измерительное оборудование.
Калибровку измерительного оборудования следует выполнять, когда:
- точность измерений или неопределенность измерений влияет на достоверность заявляемых результатов;
- калибровка оборудования необходима для установления метрологической прослеживаемости заявляемых результатов.
С технической стороной вопроса калибровки измерительного оборудования как правило проблем нет: этот вид услуг оказывают органы государственной метрологической службы и другие калибровочные лаборатории согласно процедурам, описанным в различных ТНПА и методиках калибровки.
Однако у большинства пользователей откалиброванных средств измерений и другого откалиброванного измерительного оборудования возникает вопрос: что делать, как правильно интерпретировать и использовать результаты калибровки, указанные в сертификатах/свидетельствах о калибровке?
В методиках измерений всегда прописываются требования к точностным характеристикам применяемых средств измерений и измерительного оборудования, которые, как правило, нормируются в виде пределов погрешности (абсолютной, относительной, приведенной). Как согласовать информацию, представленную в сертификатах/свидетельствах о калибровке с требованиями методик измерений к применяемому измерительному оборудованию?
Давайте разберемся.
- Ограничение (нормирование) метрологических характеристик средств измерений и измерительного оборудования в методиках измерений необходимо для обеспечения достижения требуемой точности измерений (в терминах концепции неопределенности: для получения результата измерения с неопределенностью не более заданного значения целевой неопределенности измерений). Метрологические характеристики измерительного оборудования (систематическая погрешность показаний, случайная составляющая погрешности, действительное значение физической/химической/биологической величины, воспроизводимой измерительным оборудованием) устанавливаются в виде максимально допустимых пределов, предельных значений или допускаемых отклонений от номинального/опорного значения.
- В результате калибровки средств измерений и измерительного оборудования устанавливаются оценки действительных значений метрологических характеристик с оценкой неопределенности измерений. Кроме того, согласно положениям ILAC-P14:01/2013 «Политика ILAC в отношении неопределенности измерений при калибровках» (п. 6.1) калибровочная лаборатория может представлять в сертификатах/свидетельствах о калибровке заявление о соответствии заданным техническим требованиям на метрологические характеристики, в исключительных случаях, ДАЖЕ без указания значений измеряемой величины и неопределенности измерений (см. также СТБ 8077-2017 Система обеспечения единства измерений Республики Беларусь. Методы оценивания неопределенности измерений при калибровках. Общие положения).
Из вышесказанного получается простой вывод: чтобы пользователь мог применять откалиброванное средство измерений или измерительное оборудования для реализации конкретной методики измерений, он или калибровочная лаборатория по его запросу должны на основании результатов калибровки сделать заключение о соответствии техническим требованиям на метрологические характеристики, которые установлены в методике измерений. Это является самым простым способом использования результатов калибровки для пользователя. Заключение о соответствии заданным требованиям по результатам калибровки делается на основании полученных при калибровке значений измеряемой величины и неопределенности измерений с применением установленных правил принятия решения (см. JCGM 106:2012 Оценивание данных измерений – Роль неопределенности измерений при оценке соответствия (BIPM, IEC, IFCC, ILAC, ISO, IUPAC, IUPAP) //www.bipm.org/en/publications/guides/gum.html и OIML G 19:2017 Роль неопределенность измерений при принятии решений об оценке соответствия в законодательной метрологии www.oiml.org/en/publications). Если откалиброванное средство измерений или измерительное оборудование соответствует установленным техническим требованиям на метрологические характеристики, то его применения в рамках методики измерений позволит достичь требуемой точности измерений величины, иными словами, получить достоверные результаты измерений. В противном случае применение средства измерений или измерительного оборудования может привести к получению недостоверных результатов измерений в рамках применяемой методики измерений. При оценивании неопределенности величин, измеряемых откалиброванным средством измерений согласно методики измерений, в данном случае, используют заданные производителем и подтвержденные при калибровке значения метрологических характеристик (например, пределы погрешности показаний средства измерений).
Второй способ использования результатов калибровки – это введение поправок к результатам измерений, полученным по методике измерений с применением откалиброванного средства измерений или измерительного оборудования, с учетом неопределенности измерений измеряемой при калибровке величины (метрологической характеристики) в неопределенности откорректированного результата измерения. Такой способ достаточно легко реализуем, если используется откалиброванная мера или средство измерений/измерительное оборудование в узком диапазоне измерений. Однако, если средство измерений/измерительное оборудование используется в широком диапазоне измерений, для корректного учета результатов калибровка в качестве поправки к результату измерения требуется провести анализ полученных результатов калибровки (например, возможная зависимость результатов калибровки от точки диапазона измерений, аппроксимация значений между точками калибровки и т.п.). Калибровка проводится в выбранных точках диапазона измерений: чем больше точек калибровки, тем более глубокий анализ можно провести и более надежные выводы сделать. Но увеличение количества точек калибровки влечет за собой увеличение стоимости калибровки. При малом количестве откалиброванных точек по диапазону измерений средства измерений/измерительного оборудования сделать надежные выводы по результатам калибровки и корректно применить их при проведении измерений таким откалиброванным средством измерений/измерительным оборудованием достаточно сложно.
Выбор любого из вышеприведенных способов использования результатов калибровки средств измерений/измерительного оборудования зависит от задач специалиста, выполняющего измерения, и требуемой точности результата измерения, и в любом случае базируется на анализе результатов калибровки и их влиянии на точность получаемых с применением откалиброванного средства измерений/измерительного оборудования результатов измерений.
P.S. При этом пользователь откалиброванного средства измерений/измерительного оборудования должен понимать, что применение данного оборудования по результатам заключения о соответствии по результатам калибровки не должно противоречить требованиям законодательства об обеспечении единства измерений и ТНПА системы обеспечения единства измерений.