Особенности поверки различных приборов и преобразователей

Главным содержанием поверки является проверка соответствия нормированных метрологических характеристик средств измерений нормам, приведённым в технической документации.

При поверке с использованием результатов калибровки остаётся проверить соответствие метрологических характеристик нормам, так как сами метрологические характеристики уже определены при калибровке. Это чисто юридическая процедура, которая может выполняться только специально на то уполномоченными лицами - поверителями. Поверители, как и нотариусы, действуют от имени государства и несут ответственность перед государством за принимаемые ими решения. Поэтому немаловажно, кем проводилась калибровка. Если калибровка входила в процедуру поверки и выполнялась самим поверителем, то вся ответственность за результаты поверки ложится на него. Если же калибровка выполнялась как самостоятельная процедура другими лицами и в других лабораториях, то перед поверителем встаёт вопрос о доверии результатам калибровки. Результаты калибровки признаются поверителями только в том случае, если она выполнена юридическими лицами или индивидуальными предпринимателями, аккредитованными в установленном порядке в области обеспечения единства измерений.

При поверке без использования результатов калибровки поверитель экспериментально проверяет, не выходит ли нормированная метрологическая характеристика за установленные для неё пределы.

В таблице 13.1 в качестве иллюстрации приведены последовательность и содержание основных процедур при поверке средств измерений. Сравнение таблиц 13.1 и 11.1 позволяет получить наглядное представление о различии между поверкой и калибровкой.

Как и при калибровке, главной процедурой при поверке является измерительный эксперимент, цель которого может состоять, например, в сравнении результатов измерения физической величины в контрольных точках диапазона измерений поверяемым прибором и рабочим эталоном - рис. 13.1.

Рисунок 13.1 К выводу критерия соответствия при поверке

На основании сравнения определяется разность между показаниями измерительного прибора X_изм и рабочего эталона X_э. Суммарная неопределённость этой разности

,

где U_Xизм и U_Xэ - суммарные неопределённости показаний поверяемого средства измерений и рабочего эталона соответственно.

Таблица 13.1 Последовательность и содержание процедур при поверке средств измерений

Обычно, , так что вторым слагаемым под радикалом можно пренебречь. Тогда наиболее распространенный вариант критерия соответствия при поверке (при симметричных нижнем и верхнем пределах допускаемой погрешности формулируется следующим образом

,

где U - расширенная неопределённость показания поверяемого средства измерений. Если во всех точках диапазона измерений условие критерия соответствия выполняется, то считается, что эта метрологическая характеристика соответствует требованиям (нормам), приведённым в технической документации, и по результатам контроля этой метрологической характеристики средство измерений признаётся метрологически исправным. Такое средство измерений может быть допущено к применению в сфере государственной ответственности за качество и единство измерений. В противном случае считается, что произошёл метрологический отказ, и средство измерений признаётся метрологически неисправным, непригодным к применению в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений.

Рассмотренный критерий является самым простым и не учитывает важной особенности поверки. Решение о метрологической исправности или неисправности средства измерений может быть правильным или неправильным. Ошибкой I рода считается признание исправного средства измерений неисправным, а ошибкой II рода - признание неисправного средства измерений исправным. Условные вероятности ошибок I и II рода рассчитываются методами теории статистических решений. В частности, при нормальном законе распределения вероятности результата измерения эталонного значения поверяемым средством измерений среднее значение условной вероятности ошибки I рода ᾱ и максимальное значение условной вероятности ошибки II рода βmax определяется выражениями:

где σ - среднее квадратическое отклонение результата измерения, а δ - пороговое отклонение результата измерения от эталонного значения, на основании сравнения с которым принимается решение о признании средства измерений метрологически исправным или неисправным. Как видно из этих выражений, при известных Δ и σ показатели качества поверки ᾱ и βmax целиком и полностью определяется выбором δ. Наглядное представление об этом можно получить из данных, приведённых в табл. 13.2

Часто приходится принимать во внимание и экономические соображения. Ошибки II рода влекут за собой неизмеримо большие материальные потери, чем ошибки I рода. Критерий, учитывающий цену ошибок I и II рода, называется критерием минимума среднего риска. При синтезе δ по критерию минимума среднего риска материальные потери от брака поверки, представляющего собой ошибки I и II рода, в среднем будут минимальными.

Говоря о качестве поверки, нельзя не отметить, что калибровка и поверка с использованием результатов калибровки позволяют обеспечить более высокую точность измерений, чем поверка без использования результатов калибровки. Объясняется это тем,

Таблица 13.2

что при калибровке и поверке с использованием результатов калибровки определяются индивидуальные метрологические характеристики средств измерений, в то время как при поверке без использования результатов калибровки они остаются неизвестными; устанавливается лишь факт, что нормированные метрологические характеристики находятся в определённых пределах. Такой упрощенный порядок поверки оправдан, например, для торговых весов и гирь, щитовых электроизмерительных приборов и других средств измерений невысокой точности, откалиброванных на заводе-изготовителе, поскольку он существенно облегчает метрологическое обслуживание таких средств измерений. Если же средства измерений применяются для высокоточных измерений, то их поверка должна выполняться с использованием результатов калибровки.