Точность эталона

 Сколько ни критикуют введенную в 2014 г. «аттестацию эталонов», эта процедура продолжает действовать в масштабах всей страны. На ноябрь 2017 г. в реестр утвержденных эталонов уже успели внести более 4500 эталонов температуры. Подумать только! Еще не так давно был один первичный эталон и несколько региональных рабочих эталонов нулевого разряда. Сейчас понятие «эталон» спустили с небес на землю, или, еще говорят, «сравняли с землей» или даже «смешали с грязью». Судя по опубликованным в реестре «эталонов» данным, процесс аттестации превратился в чистую формальность. Требуется только получить свидетельство о поверке или калибровке на термометр, оформить пачку дополнительных бумаг и послать их во ВНИИМС на утверждение. И вот уже зарегистрирован новый «эталон». Мы уже писали об этом бюрократизме в заметке 2013 года «Бумажные эталоны». Все так и получилось. Гора новых бумаг – это весь результат «аттестации». Заглянем в реестр. (Я не привожу номеров эталонов, но аналогичных примеров очень много, желающие могут проверить). Итак, описания некоторых эталонов, утвержденных в сентябре и октябре 2017 г.

Пример №1.  Эталон единицы температуры 2 разряда в диапазоне значений от минус 50 ^оС до плюс 232 ^оС

-  Характеристики точности эталона: доверительная погрешность 0,02 °С.

- Состав эталона: Термометр сопротивления платиновый вибропрочный эталонный ПТСВ-4-2

Пример №2. Эталон единицы температуры 2-го разряда в диапазоне значений от минус 30 °С до плюс 20°С

- Характеристики точности: поправка 0,05 °С (диапазон от-30 до 0 °С),  0,1 °С (диапазон от 0 до 20 °С)

- Состав эталона: Термометр стеклянный ртутный образцовый ТЛ-4

Пример №3. Рабочий эталон единицы температуры 3 разряда в диапазоне значений (-50…300) °С

- Характеристики точности: НСП 0,05 °С (диапазон от- 50 до 199,99 °С),  0,2 °С (диапазон от 200 до 300 °С)

- Состав эталона: Термометр лабораторный электронный, ЛТ-300

Пример №4. Государственный рабочий эталон единицы температуры 3 разряда в диапазоне значений от 40 ˚С до 600 ˚С

- Характеристики точности: погрешность: ±(0,2+0,003·t)

 - Состав эталона: Калибратор температуры поверхностный КТП-1

Как видите, в качестве эталонов сейчас утверждаются любые СИ температуры: платиновые термометры, ртутные термометры, электронные термометры и калибраторы температуры. Ссылка во всех приведенных выше примерах дается на нашу поверочную схему ГОСТ 8.558-2009. Обратите внимание, точность эталонов нормируется совершенно произвольно. Это может быть и доверительная погрешность, и поправка, и НСП, и, что чаще всего встречается, просто «погрешность». Очевидно, что аттестованы термометры и другие приборы как эталоны или не аттестованы, а просто поверены – это никак не повлияет на точность поверки рабочих СИ с помощью этих «эталонов». 

Когда я думаю о том, в чем заключался замысел при введении обязательной аттестации всех СИ как эталонов, то прихожу к предположению, что возможно смысл был в переходе к грамотной оценке точности измерений при передаче размера единицы температуры, которая включает оценку измерительных возможностей конкретной лаборатории. Понятие эталон дано в постановлении №734 довольно расплывчато. Согласно определению «В состав эталонов единиц величин могут входить основные технические средства, в том числе средства измерений, которые применяются при воспроизведении, хранении и передаче единиц величин, контроле за соблюдением требований к условиям их содержания и применения, а также вспомогательные технические средства» Возникает вопрос: «могут входить» или «должны входить»? На мой взгляд, только в том случае, когда все СИ, влияющие на результат, включают в состав эталона, новая «аттестация» имеет хоть какой-то смысл. Делая эталон комплексным, мы вводим новый метод оценивания его точности, которая, по сути, будет уже не просто погрешностью основного СИ, а погрешностью (или неопределенностью) передачи размера единицы величины от эталона к поверяемым СИ в условиях конкретной лаборатории. 

Действительно, основная функция эталона температуры – передача размера единицы температуры эталонам нижнего уровня или рабочим средствам измерений. Поэтому точность эталона должна выражается через неопределенность измерений, проводимых  при поверке (калибровке) СИ с использованием этого эталона. В качестве дополнительной аргументации хочу сослаться на ГОСТ 8.381-2009 «ГСИ. Эталоны. Способы выражения точности», который приводится в Приказе № 36, как основной документ, регламентирующий расчет точности эталона. Согласно данному стандарту, для того чтобы правильно рассчитать неопределенность измерений при воспроизведении и передаче размера величины, необходимо учесть все оборудование, характеристики которого влияют на результат.

У нас в термометрии есть хороший пример, а именно ГОСТ 8.461-2009. В данном стандарте приведена оценка неопределенности измерений при поверке рабочих термометров сопротивления. Эталонный термометр 3 разряда – это только одна составляющая бюджета неопределенности. Применяя один и тот же термометр в разных лабораториях, использующих разные измерительные установки и разные термостаты, можно получить расширенную неопределенность поверки, отличающуюся в два и более раз. 

Почему, аттестуя эталон 3 разряда, не требуется выполнять расчет его точности, т.е. неопределенности измерений при передаче размера единицы температуры? Одной из причин является невозможность соотнести полученный результат с действующей поверочной схемой. С одной стороны ГОСТ 8.381-2009, который должны применять при аттестации, предписывает использовать комплексную оценку суммарной погрешности или неопределенности измерений при поверке, с другой стороны в поверочной схеме ничего подобного нет. Там есть только прямоугольники с погрешностями образцовых СИ и между ними овалы с погрешностями методов передачи, которые вообще неизвестно как рассчитывать. Я думаю, что и в других областях измерений есть подобная проблема. 

Как можно улучшить ситуацию? Если поставлена задача сделать процедуру аттестации эталонов неформальной, то следует, первое, дать точное определение эталона, как комплекса средств, второе, провести подготовку специалистов метрологов и экспертов, способных оценить неопределенность измерений, выполненных с помощью комплекса СИ, третье, разработать грамотные методики расчета неопределенности измерений для каждого вида измерений, четвертое, переработать поверочные схемы так, чтобы они включали требования не к единичным приборам, а к комплексу средств измерений, применяемых при передаче размера единицы величины. 

И в заключении, главный вопрос: нужна ли аттестация эталонов вообще? На мой взгляд, не нужна. Оценка измерительных возможностей лаборатории и расчет неопределенности измерений при передаче размера единицы величины должны проводиться во время процедуры аккредитации лаборатории на право поверки/калибровки по ГОСТ 17025. Именно во время аккредитации, т.е. фактически получения разрешения на проведение поверки конкретных СИ, эксперты должны оценить, оснащена ли лаборатория средствами поверки, позволяющими получить расширенную неопределенность поверки, удовлетворяющую характеристикам этих СИ.  Процедура аттестации и утверждения эталонов является избыточной и никак не обоснованной. Особенно в том виде, в котором она проводится в настоящее время.