Законодательная и прикладная метрология

До начала функционирования национального реестра МВИ государстве-

участника Соглашения внесение МВИ в национальный реестр не является обязательным условием.

Организация, заинтересованная в применении в других странах разработанных ею МВИ, через свой национальный орган представляет в национальные органы стран-импортеров (потребителей) следующие документы (на русском языке):

-копию свидетельства об аттестации МВИ;

-учтенный экземпляр МВИ;

-согласие разработчика МВИ на предоставление права национальному органу страны-импортера снимать копии с учтенного экземпляра признанной МВИ

(по желанию разработчика).

При несогласии разработчика МВИ на предоставление права национальному органу страны-импортера снимать копии с учтенного экземпляра, организации страны-импортера, заинтересованные во внедрении МВИ, приобретают учтенные экземпляры МВИ у организации-разработчика на договорных условиях.

Национальный орган страны-импортера в месячный срок организует проведение экспертизы или экспертного контроля представленных документов и принимает решение о признании (непризнании) МВИ. Расходы, связанные с экспертизой документов, несет организация-заявитель. Основанием для признания МВИ являются соблюдение перечисленных выше условий и положительные результаты экспертизы или экспертного контроля. Национальный орган страны-

импортера вправе проверить выполнение данных условий. В этом случае национальный орган страны-импортера запрашивает, а национальный орган страны-заявителя представляет в месячный срок необходимые документы

(материалы аттестации, программу и результаты экспериментального и (или)

теоретического определения характеристик погрешности МВИ, перечень документов, в соответствии с которыми определялись эти характеристики), а также информацию об организации, проводившей аттестацию МВИ (например, копию

171

аттестата аккредитации (уполномочивания) и области аккредитации

(уполномочивания) или информацию об опыте работы в области аттестации МВИ.

При признании МВИ национальный орган страны-импортера вносит их в национальный реестр МВИ под номером, под которым МВИ зарегистрирована в национальном реестре страны-заявителя. В случае непризнания МВИ национальный орган страны-импортера обязан сообщить национальному органу страны-заявителя о причине непризнания. До начала функционирования национального реестра МВИ национальный орган страны-импортера публикует информацию о признанных МВИ в официальных изданиях и сообщает о признании МВИ национальному органу страны-разработчика. Процедура признания может быть также проведена по инициативе страны-импортера МВИ. При этом организация, заинтересованная во внедрении МВИ, направляет документы в свой национальный орган.

При установлении в стране-импортере фактов несоответствия действительных метрологических характеристик МВИ указанным в свидетельстве об аттестации национальный орган страны-импортера вправе приостановить применение МВИ и провести повторную метрологическую аттестацию в организации, аккредитованной (уполномоченной) в установленном порядке на выполнение этой метрологической работы.

Соответствующая информация направляется в национальный орган страны-

заявителя и в Бюро по стандартам МГС. Национальный орган страны-импортера оставляет за собой право метрологического надзора за признанными МВИ в соответствии с действующим законодательством и правилами, установленными национальным органом. Организация-разработчик МВИ обязана сообщать стране-

импортеру об изменениях, вносимых в МВИ, за месяц до даты введения изменений.

До введения в действие в государствах-участниках Соглашения национальных документов о порядке аккредитации (уполномочивания)

организаций на право проведения аттестации МВИ, а также при признании МВИ,

разработанных и аттестованных до внедрения ГОСТ 8.010, условием признания

172

МВИ является наличие сведений о проведении аттестации с представлением информации об организации, проводившей экспертизу МВИ или документа,

выданного национальным органом, подтверждающего факт аттестации МВИ и содержащего ее метрологические характеристики.

5 Метрологическая прослеживаемость результатов измерений

5.1 Метрологическая прослеживаемость как доказательная основа

результатов измерений

Согласно СТБ ISO 9001 прослеживаемость – возможность проследить историю, применение или местонахождение того, что рассматривается. При рассмотрении продукции прослеживаемость может относиться к происхождению материалов и комплектующих; истории обработки; распределению и местонахождению продукции после поставки. В области метрологии определение,

приведенное в VIM 3, является принятым определением.

Согласно VIM 3 метрологическая прослеживаемость – свойство результата измерения, в соответствии с которым результат может быть соотнесен с основой для сравнения через документированную непрерывную цепь калибровок, каждая из которых вносит вклад в неопределенность измерений. В этом определении

«основой для сравнения» может быть определение единицы измерения через ее практическую реализацию, или методика измерений, включающая единицу измерения для величин, отличных от порядковых, или эталон. Метрологическая прослеживаемость требует наличия установленной иерархии калибровки.

Описание основы для сравнения должно включать время, в которое она была использована в данной иерархии калибровки, вместе с любой другой существенной метрологической информацией, например о том, когда была выполнена первая калибровка в иерархии калибровки. Для измерений с более чем одной входной величиной в модели измерений каждое из значений входных величин должно само быть метрологически прослеживаемо, а иерархия калибровки может иметь форму разветвленной структуры или сети.

173

Усилия, связанные с установлением метрологической прослеживаемости для каждого значения входной величины, должны быть соизмеримы с ее относительным вкладом в результат измерения. Метрологическая прослеживаемость результата измерения не гарантирует, что неопределенность измерений соответствует заданной цели или что отсутствуют ошибки. Сличение между двумя эталонами может рассматриваться как калибровка, если это сличение используется для проверки и, при необходимости, для корректировки значения величины и неопределенности измерений, приписываемых одному из эталонов.

Для подтверждения метрологической прослеживаемости ILAC рассматривает следующие элементы: непрерывная цепь метрологической прослеживаемости к международным эталонам или национальным эталонам, документированная неопределенность измерений, документированная методика измерений,

аккредитация на техническую компетентность, метрологическая прослеживаемость к единицам SI и интервалы между калибровками (см. ILAC P-10).

Сокращенный термин «прослеживаемость» иногда используют для обозначения «метрологической прослеживаемости», а также и для других понятий,

таких как «прослеживаемость пробы» (sample traceability), «прослеживаемость документа» (document traceability), «прослеживаемость прибора» (instrument traceability) или «прослеживаемость материала» (material traceability), где частью слова является корень «слеж» от слова «след». Вследствие этого предпочтительнее использовать полный термин «метрологическая прослеживаемость», если существует какой-либо риск путаницы.

Согласно VIM 3 цепь метрологической прослеживаемости (цепь

прослеживаемости) – последовательность эталонов и калибровок, которые используются для соотнесения результата измерения с основой для сравнения

.Цепь метрологической прослеживаемости определяется через иерархию калибровки. Цепь метрологической прослеживаемости используется для установления метрологической прослеживаемости результата измерения. Сличение между двумя эталонами может рассматриваться как калибровка, если это сличение

174

используется для проверки и, если необходимо, для корректировки значения

величины и неопределенности измерений, приписываемых одному из эталонов.

(метрологическая прослеживаемость к единице) – метрологическая прослеживаемость, где основой для сравнения является определение единицы измерения через ее практическую реализацию. Выражение «прослеживаемость к СИ» означает «метрологическую прослеживаемость к единице измерения Международной системы единиц».

(метрологическая сопоставимость) – сопоставимость результатов измерений для величин данного рода, которые метрологически прослеживаются к одной и той же основе для сравнения.

Пример – Результаты измерения расстояний от Земли до Луны и от Парижа до Лондона метрологически сопоставимы, если они оба метрологически прослеживаются к одной и той же единице измерения, например метру.

Метрологическая сопоставимость результатов измерений не требует, чтобы сравниваемые измеренные значения величины и соответствующие неопределенности измерений были одного порядка.

(метрологическая совместимость) – свойство множества результатов измерений для определенной измеряемой величины, при котором абсолютное значение разности любой пары измеренных значений величины, полученное из двух различных результатов измерений, меньше, чем некоторое выбранное кратное стандартной неопределенности измерений этой разности. Метрологическая совместимость результатов измерений заменяет традиционное понятие

«нахождение в пределах погрешности», т. к. она дает критерий для того, относятся ли два результата измерений к одной и той же измеряемой величине или нет. Если в серии измерений величины, которая предполагается постоянной, результат измерения несовместим с остальными, это означает, что или измерение

175

некорректно (например, если его неопределенность была оценена слишком малой),

или измеряемая величина изменилась за промежуток времени между измерениями.

Корреляция между измерениями влияет на метрологическую совместимость результатов измерений. Если измерения полностью некоррелированы, то стандартная неопределенность измерений их разности будет равна корню из суммы квадратов их стандартных неопределенностей, тогда как при положительной ковариации стандартная неопределенность измерений будет меньше, а при отрицательной – больше.

5.2 Эталоны единиц величин как источники метрологической прослеживаемости

Согласно ТКП 8.002 эталон единицы величины (эталон) – средство измерений, утвержденное в соответствии с правилами, установленными Государственным комитетом по стандартизации Республики Беларусь, в качестве эталона единицы величины.

Согласно VIM 3 эталон – реализация определения данной величины с установленным значением величины и связанной с ним неопределенностью измерений, используемая в качестве основы для сравнения.

Примеры– эталон массы 1 кг со стандартной неопределенностью измерений 3

мкг; эталонный резистор 100 Ом со стандартной неопределенностью измерений 1

мкОм; цезиевый эталон частоты с относительной стандартной неопределенностью измерений 2 Ч 10 – 15; эталонный водородный электрод с приписанным значением величины 7,072 и стандартной неопределенностью измерен кортизола в сыворотке крови человека, имеющих аттестованное значение величины и неопределенность измерений для каждого раствора; стандартный образец, обеспечивающий значения величины с неопределенностями измерений массовой концентрации каждого из десяти различных белков.

«Реализация определения данной величины» может обеспечиваться измерительной системой, материальной мерой или стандартным образцом. Эталон часто используется как основа для сравнения при установлении измеренных

176

значений других величин того же рода и связанных с ними неопределенностей

измерений и, таким образом, для установления метрологической

прослеживаемости через калибровку других эталонов, средств измерений или измерительных систем. Термин «реализация» используется здесь в самом общем смысле. Он означает три процедуры «реализации». Первая состоит в физической реализации единицы измерения из ее определения и является реализацией в буквальном смысле. Вторая, называемая «репродукцией», состоит не в реализации единицы измерения из ее определения, а в установлении высокостабильного эталона, основанного на физическом явлении, как, например, в случае использования стабилизированных по частоте лазеров для установления эталона метра, эффекта Джозефсона для Вольта, квантового эффекта Холла для Ома.

Третья процедура состоит в принятии материальной меры в качестве эталона. Это имеет место, например, в случае эталона 1 кг.

Стандартная неопределенность измерений, связанная с эталоном, всегда является составляющей суммарной стандартной неопределенности измерений (см.

ISO/IEC Guide 98) для результата измерения, который получен с использованием эталона. Часто такая составляющая мала по сравнению с другими составляющими суммарной стандартной неопределенности измерений. Значение величины и неопределенность измерений должны определяться для времени использования эталона. Несколько величин одного или разного родов могут быть реализованы в одном устройстве, которое обычно также называют эталоном.

Иногда вместо слова «realization» (реализация) в английском языке используют слово «embodiment» (воплощение).

В науке и технике английское слово «standard» (стандарт) используют по крайней мере в двух различных значениях: как спецификация, техническая рекомендация или подобный нормативный документ (во французском языке слово

«norme») и как измерительный эталон (во французском языке слово «étalon»). Здесь рассматривается только второе значение.

177

Термин «эталон» («measurement standard») иногда используют для обозначения других метрологических средств, например, «эталонное» программное обеспечение (см. ISO 5436-2).

Согласно ТКП 8.002 и VIM 3 международный эталон – эталон, который признан всеми государствами, подписавшими международное соглашение, и

предназначен для всего мира. Примеры – международный прототип килограмма;

хорионический гонадотропин, 4-й международный эталон Всемирной организации здравоохранения (WHO) 1999 г., 75/589, 650 Международных Единиц в ампуле;

VSMOW2 – Венская эталонная средняя океаническая вода, которая распространяется Международным агентством по атомной энергии (IAEA) для дифференциальных измерений отношений количества вещества стабильных изотопов.

На международном и региональном уровнях используют понятия

«национальный эталон», «первичный эталон», «вторичный эталон», «исходный эталон», «рабочий эталон», «транспортируемый эталон», «устройство сравнения», «естественный эталон».

Согласно VIM 3 национальный эталон – эталон, признанный национальными органами власти для использования в государственной или хозяйственной деятельности в качестве основы для приписывания значений величины другим эталонам для данного рода величин.

Первичный эталон – эталон, основанный на использовании первичной референтной методики измерений или созданный как артефакт, выбранный по соглашению. Примеры - первичный эталон молярной концентрации,

приготовленный путем растворения известного количества вещества химического элемента в известном объеме раствора; первичный эталон давления на основе независимых измерений силы и площади; первичный эталон для измерений молярного отношения изотопов, приготовленный смешением известных количеств вещества определенных изотопов; ячейка тройной точки воды как первичный эталон термодинамической температуры; международный прототип килограмма как артефакт, выбранный по соглашению.

178

Вторичный эталон – эталон, который калибруется по первичному эталону для величины того же рода. Калибровка вторичного эталона с приписыванием ему значения величины может проводиться непосредственно по первичному эталону или включать промежуточную измерительную систему, откалиброванную по первичному эталону. Эталон, значение величины которого установлено по первичной референтной методике измерений отношений, является вторичным эталоном.

Исходный эталон – эталон, предназначенный для калибровки других эталонов для величин данного рода в данной организации или в данном месте.

Рабочий эталон – эталон, который используют для повседневной калибровки или поверки средств измерений или измерительных систем. Рабочий эталон обычно калибруют по исходному эталону. При поверке также иногда используют термины «проверочный эталон» («check standard») или «контрольный эталон» («control standard»).

Транспортируемый эталон – эталон, иногда особой конструкции,

предназначенный для транспортирования из одного места в другое. Пример – Портативный цезиевый (цезий-133) эталон частоты с питанием от батареи.

Устройство сравнения – устройство, которое используется как средство сличения эталонов. Иногда в качестве устройств сравнения используют эталоны.

Естественный эталон – эталон, основанный на присущих и воспроизводимых свойствах явления или вещества. Примеры – ячейка тройной точки воды как естественный эталон термодинамической температуры;

естественный эталон разности электрических потенциалов, основанный на эффекте Джозефсона; естественный эталон электрического сопротивления, основанный на квантовом эффекте Холла; образец меди как естественный эталон электропроводности.

Значение величины естественного эталона приписывается по соглашению и не требует установления связи с другими эталонами того же вида. Его неопределенность измерений определяется с учетом двух составляющих: первая связана с согласованным значением величины, вторая связана с конструкцией,

179

исполнением и поддержанием эталона. Естественный эталон обычно представляет собой систему, создаваемую в соответствии с согласованной процедурой, и

подлежит периодической верификации. Согласованная процедура может включать указания относительно введения необходимых поправок при эксплуатации эталона.

Естественные эталоны, которые основаны на квантовых явлениях, обычно имеют наивысшую стабильность. Прилагательное «естественный» не означает, что такой эталон может быть создан и использован без специального обслуживания или что такой эталон невосприимчив к внутренним и внешним влияниям.

Эталоны, применяемые в Республике Беларусь, по статусу подразделяют на национальные эталоны, исходные эталоны Республики Беларусь и рабочие эталоны. На официальном сайте БелГИМ используют понятия «национальные эталоны», «исходные эталоны» и «эталонные установки».

Согласно закону Республики Беларусь «Об обеспечении единства измерений» от 5 сентября 1995 г. в редакции Закона Республики Беларусь от

04.01.2010 национальный эталон – эталон, утвержденный решением Государственного комитета по стандартизации Республики Беларусь в качестве национального эталона единицы величины.

Исходный эталон – эталон, обладающий наивысшими метрологическими свойствами (в стране или группе стран, в регионе, министерстве (ведомстве),

организации, предприятии или лаборатории), передающий единицу величины или шкалу измерений подчиненным эталонам и имеющимся средствам измерений.

Исходный эталон Республики Беларусь – эталон, обладающий наивысшими метрологическими свойствами в Республике Беларусь, от которого получают размер единицы величины другие эталоны и средства измерений,

утвержденный решением Государственного комитета по стандартизации Республики Беларусь в качестве исходного эталона единицы величины Республики Беларусь.

Рабочий эталон – эталон, предназначенный для передачи размера единицы величины или шкалы измерений средствам измерений.

180