Эталонные термометры. Пересмотр стандартов.

Мы все уже привыкли, что, если выбираем продукты или вообще какие-то вещи, лучше брать то, на чем написано «Сделано по ГОСТ». Уж очень много появилось продукции по ТУ или другим документам. ГОСТы утратили обязательность применения. Однако поскольку ГОСТ – это коллективное творчество специалистов в своей области, то к нему больше доверия. Не хочу сказать, что все, что делается по документам производителя некачественное, есть вероятность, что на какие-то новые товары стандарты просто не разработаны.

С эталонными термометрами ситуация именно такая. У нас в стране сейчас действует два ГОСТа на эталонные ТС – ГОСТ Р 51233-98 «Термометры сопротивления платиновые эталонные 1 и 2 разрядов. Общие технические требования» и ГОСТ Р 8.571-98 «Термометры сопротивления платиновые эталонные 1 и 2 разрядов. Методика поверки» (межгосударственные аналоги ГОСТ 30679-99 и ГОСТ 8.568-99). Стандарты разработаны 26 лет назад. В то время действовала Государственная поверочная схема по ГОСТ 8.558-93. Эталонные термометры существовали только в виде ПТС-10, ПТС-10М, ВТС. Собственно, на эти типы термометров стандарты и распространялись.

Метрологическое оборудование за 26 лет, конечно, сильно изменилось. Что касается эталонных ТС, появилось много новых типов. ТС 1 и 2 разряда сейчас изготавливает не только Владимирский завод «Эталон». Если, например, посмотреть на номенклатуру термометров НПП «ЭЛЕМЕР», то увидим разнообразные варианты эталонных термометров 1, 2, 3 разрядов. Согласно ГПС разрядов теперь три. Причем ТС 3-го разряда стали самыми востребованными, т.к. это уже не кварцевые, а металлические термометры, к тому же иногда вибропрочные, и, главное, они могут служить для поверки многочисленных рабочих ТС. Есть сейчас и отечественные цифровые термометры 3-го разряда, которые могут и должны заменить ртутно-стеклянные термометры в нефтегазовой отрасли. Нужно упомянуть также и зарубежные ТС, например, фирм АМЕТЕК и FLUKE, которые также претендуют на статус эталонных.

Метрологические требования к термометрам различных разрядов устанавливает ГПС.

Как видим, разница между разрядами большая. Например, при температуре 420 °С погрешность для 1 разряда составляет 0,01 °С, для второго уже 0,1 °С, для третьего – 0,65 °С. Очевидно, что ТС 2 и 3 разрядов можно вполне поверять в термостатах. 2 разряд сличать с 1 разрядом, 3 разряд с 1 или 2 разрядом.

В ГОСТ Р 8.571-98 метод сличения не предусмотрен. Поверка идет в реперных точках. В методиках поверки для существующих типов термометров 2 и 3 разряда метод поверки в термостате применяется. Например, возьмем методику поверки ПТСВ 2 и 3 разряда (НКГЖ.408717.003-2024МП). Поверка проходит методом сличения с ТС 1 разряда в термостате с построением функции отклонения МТШ-90. Но что вызывает сомнение, так это расчет доверительных границ погрешности результата. В каждом цикле измерений (всего их 3) проводится расчет среднего значения эталонного и поверяемого ТС, затем измеряют сопротивление поверяемого ТС в тройной точке воды и рассчитывают три значения W. При определении дов. интервала погрешности поверки рассчитывается СКО этих трех значений W и результат умножается на коэффициент Стьюдента 4,3. Вот такой упрощенный расчет, в котором даже не учтена погрешность определения температуры в термостате с помощью эталонного ТС, не говоря уже о таких вещах, как неравномерность температурного поля в термостате и погрешность измерительной установки. Мне такой подход напоминает расчет дов. интервала погрешности градуировки ТС в ГОСТ Р 8.571-98. Но там, по крайней мере, измерения проходят в реперных точках, а не в термостате. Хотя тоже расчет очень упрощенный, не учитывающий многие влияющие факторы.

Какие изменения планируется внести при переработке стандартов на технические требования и методы поверки эталонных ТС?

1)    Расчет доверительных границ погрешности это один из недостатков ГОСТ Р 8.571-98.  Его следует изменить, учитывая положения ГОСТ 8.381-2009 «Эталоны. Способы выражения точности». В связи с этим встает вопрос о включении в стандарт наряду с погрешностями более современной характеристики точности, как «расширенная неопределенность измерения». Эта характеристика так и не пробила у нас в термометрии себе право заменить устаревшие во всем мире доверительные погрешности. Они по-прежнему фигурируют в ГПС. В то же время, поскольку новый стандарт будет разрабатываться как межгосударственный, включение метода расчета неопределенности будет полезно для всех, кто хочет получить аккредитацию на основе международных требований к калибровочным лабораториям по ГОСТ 17025. Надо сказать, что и у нас в стране калибровка с расчетом неопределенности тоже становится востребованной. Чаще и чаще поступают запросы на одновременную поверку и калибровку эталонных ТС 1 разряда.

2)    Новые стандарты будут включать ТС 1, 2 и 3 разрядов. Причем для поверки термометров 2 и 3 разрядов будет предусмотрен метод поверки в термостатах. По ГПС (п.4.3.2.4) термометры 2 разряда могут поверяться путем сличения с ТС 1 разряда, термометры 3 разряда – сличением с ТС 1 или 2 разряда (ГПС п.4.3.3.3).

3)    Технические требования для эталонных ТС будут дополнены значениями допускаемой нестабильности R(0,01) за интервал между поверками (ИМП) и нестабильности W в реперных точках для ТС 1 и 2 разрядов. Вопрос о нестабильности за ИМП фактически был проигнорирован в ГОСТ Р 8.571. Хотя вопрос важный. Но есть нюансы. Браковать ТС по нестабильности по результатам одного измерения сразу после транспортировки нельзя. Иногда необходим дополнительный отжиг, чтобы снять напряжения в чувствительном элементе ТС, полученные при транспортировке.

4)    Планируется включить раздел «Контроль стабильности ТС и корректировка градуировочной функции в интервале между поверками». На основе многолетних исследований стабильности платиновых ТС 1 разряда было показано, что относительное сопротивление ТС намного более стабильная величина, чем сопротивление в тройной точке воды. Если в интервале между поверками наблюдается отклонение R(0,01) от значения, приведенного в свидетельстве о поверке, то у метрологов в ЦСМ должна быть возможность использовать новое полученное при контрольных измерениях значение для корректировки градуировочной функции. Конечно, должны быть заданы пределы изменений.

5)    Планируется дополнить ГОСТ приложениями, помогающими поверителям провести подготовку и исследование печей для реализации реперных точек, также включающие примеры расчета коэффициентов градуировочных функций для различных диапазонов температуры и примеры расчета температуры по данным свидетельств о поверке.

Сейчас идет подготовка проектов стандартов на общие технические требования и на методику поверки и калибровки эталонных термометров. Первая редакция должна быть выпущен в конце марта. Я обращаюсь к метрологам ЦСМ и предприятий, имеющим опыт разработки эталонных ТС и их поверки. Если у Вас есть мнения и пожелания по стандартам, пожалуйста направляйте их нам во ВНИИМ. Новые стандарты разрабатываются довольно редко и хотелось бы, чтобы они не препятствовали прогрессу, а оказывали помощь потребителям и поверителям.

В заключение, отмечу, что несмотря на наличие стандартов на определенные СИ, их применение не является обязательным. У производителя остается право разрабатывать свои методики и утверждать их при испытаниях типа. 

С уважением,

Моисеева Наталия Павловна

ВНИИМ