Сколько разрядов ТС должно быть в ГПС?

У нас в стране, в отличие от всех других стран, существует стандарт на Государственную поверочную схему (ГПС). Кто-то из метрологов рассказывал, что это всегда воспринималось, как наша гордость, якобы, таким образом, мы делаем стандартизованным сам порядок передачи единицы. Странно, правда, что другие государства не хотят нас «догнать» в нашем начинании и перенять опыт. А мы со времен СССР так уже привыкли к поверочным схемам, что не собираемся от них отказываться в ближайшее время. В этой заметке я не хочу спорить на тему: нужна ли нам государственная поверочная схема. Вопрос уже решен.  В настоящий момент техническим комитетом уже инициирована переработка редакции ГОСТ 8.558-2009 «Государственная поверочная схема для средств измерения температуры». Я хочу предложить поразмышлять на актуальную в связи с этим тему. Сколько разрядов должно быть в ГПС для эталонных термометров, каковы критерии деления термометров на разряды и каковы требования к эталонным термометрам? 

Прежде всего, встает вопрос: зачем нужны разряды для эталонных термометров? Согласно международному метрологическому словарю VIM цепь метрологической прослеживаемости имеет три звена: National Standard (национальный или государственный эталон) – эталон, законодательно признанный в данной стране как реализующий единицу физической величины с наивысшей точностью, он участвует в международных ключевых сличениях, и к нему должны прослеживаться калибровки остальных эталонов страны, Reference Standard – эталон, который непосредственно сличается с государственным эталоном и используется в поверочных центрах для калибровки рабочих эталонов. Working standards (рабочие эталоны) – эталоны, находящиеся в непрерывной работе, по ним калибруются и поверяются рабочие средства измерений на предприятиях. VIM не предлагает делить рабочие эталоны на разряды. Это означает, что поверитель, занимающийся поверкой рабочих СИ, может выбрать рабочий эталон согласно требованиям к точности поверяемых СИ.  Важна метрологическая прослеживаемость и определенное соотношение погрешностей между эталоном и поверяемым СИ. 

Чаще всего в международных нормах для аккредитованных лабораторий установлен критерий соотношения погрешностей в цепи передачи единицы температуры 1/3. Например, нужно поверить (или калибровать) термометр сопротивления с индивидуальной градуировкой, который должен обеспечить погрешность измерения температуры не хуже 0,021 °С. Для этого выбираем рабочий эталон, в свидетельстве о поверке которого записана расширенная неопределенность измерения температуры 0,02/3=0,007 °С. Если нужно поверить рабочий термометр класса В по ГОСТ 6651, допуск которого, как известно, 0,3 °С, то можно взять в качестве эталона термометр, имеющий неопределенность измерений 0,3/3= 0,1 °С. Отмечу, что в нашем ГОСТ 8.461-2009 также есть требование о том, что эталонный термометр должен иметь погрешность не хуже 1/3 от допуска поверяемого. Причем, в этом стандарте нет указания на конкретный разряд эталона. Важно, чтобы расширенная неопределенность поверки, рассчитанная с учетом вклада от эталонного термометра, термостатов и измерительной аппаратуры, была не более ½ от допуска. 

Получается, что для реализации метрологической прослеживаемости разряды не так важны. Но возникает второй вопрос: можно ли всякий поверенный термометр отнести к эталону? Раньше точно было нельзя. Я помню, когда мы работали над ГОСТ 8.575-98 на поверку эталонных термометров 1 и 2 разряда (который сейчас все еще действует) там четко было записано, что стандарт распространяется на ПТС-10 и ПТС-10М, т.е. на термометры в кварцевом корпусе, с определенным показателем W(Ga). Сейчас появились термометры 1, 2, 3 разряда в металлическом корпусе, на которые стандартов нет. Есть только ТУ, ТО, МП. Производитель относит такие термометры к определенному разряду на основе проверки погрешности и нестабильности после кратковременной выдержки при температуре верхнего предела диапазона температур. По сути, это просто платиновые рабочие термометры с индивидуальной градуировкой. Четких требований к нестабильности за межповерочный интервал нет. 

Особенно интересная ситуация сложилась с цифровыми термометрами которые активно используются в нефтегазовой отрасли. Сейчас они все стали термометрами третьего разряда. Этого требуют проверяющие органы. Недавно столкнулась с такой ситуацией. Мы поверили DTI-1000 и выдали свидетельство о поверке без указания разряда. Заказчик поверки написал рекламацию во ВНИИМ, ссылаясь на нарушение Приказа Минпромторга №1815, согласно которому на оборотной стороне свидетельства должен быть указан разряд эталона согласно государственной поверочной схеме. То есть заказчики уверены, что их DTI-1000 относится к эталонам и что любой измеритель должен иметь разряд. Интересно почему? Ведь в ГПС есть не только эталоны, там довольно обширный набор рабочих СИ, в том числе, есть термометры повышенной точности с погрешностью от 0,005 °С. Согласно ГПС, эталон третьего разряда характеризуется доверительной погрешностью. В описании типа и в МП на DTI-1000 в качестве характеристики точности установлена абсолютная погрешность. И, кстати, эта погрешность (даже ее принять равной доверительной) при температуре 0 °С равна 0,03 °С, что не соответствует требованиям ГПС (0,02 °С). Такая же ситуация с ртутными термометрами, которые также вносятся в реестр эталонов в большом количестве, даже с погрешностью 0,1 °С. Иногда им даже приписывают второй разряд. 

Из этих примеров видно, что требование метрологической прослеживаемости вступает в конфликт с существующей поверочной схемой. Людям нужно поверять рабочие приборы и для этого нужны эталоны с различными погрешностями, иногда  хуже, чем 0,02 °С. Фактически, вторичный эталон не должен быть ограничен по погрешности, его погрешность должна соотноситься с допускаемой погрешностью поверяемого по нему термометра. Но, что действительно важно, это установить методику оценивания точностных характеристик эталона. Для эталона должна определяться нестабильность за межповерочный интервал и расширенная неопределенность калибровки. Я не против использования различных приборов для передачи единицы температуры. Но, как я уже писала выше, важно выбрать прибор, который подходит по фактической точности, а не по разряду. 

Так сколько же нужно разрядов в ГПС?  Я считаю, что кроме государственного эталона ГПЭ (National Standard по терминологии VIM) в схеме должны быть эталоны 0-го разряда (Reference Standard) для крупных ЦСМ, 1-го разряда (Reference Standard) для региональных ЦСМ и 2-го разряда (Working standards) для всех поверочных лабораторий. Причем, если для термометров 0-го и 1-го разряда имеет смысл ограничить значения погрешности, то для термометров 2-го разряда диапазон погрешности должен быть довольно широким, охватывающим все рабочие СИ. Нужен ли в дополнение ко 2-му также и 3 разряд? Как показывает опыт, не нужен. Эти термометры имеют одно и то же назначение – они используются для передачи единицы температуры рабочим СИ. Однако если ГПС призвана обеспечить метрологическую прослеживаемость и точность передачи единицы температуры, то в тексте этого документа необходимо для всех эталонов установить требования к нормированию точности и к допустимой нестабильности за межповерочный интервал, для того, чтобы поверители действительно могли доверять эталонам и включать в бюджет неопределенности поверки рабочих СИ стандартную неопределенность калибровки эталонного термометра, как предписывается ГОСТ 8.461-2009. И если в технической документации и в ОТ на термометр записано, что он может использоваться в качестве эталонного, то все требования по нормированию и проверке точности и нестабильности должны быть соблюдены.

Эта статья дискуссионная, возможно у читателей, особенно у опытных специалистов метрологов возникнут возражения и дополнения по данному вопросу о разрядах термометров в поверочной схеме. Пожалуйста, оставляйте свои комментарии сразу после статьи. Спасибо.