Средства измерения. Поверка и калибровка. Как, когда и зачем?

Для чего нужна калибровка?

Наиболее совершенное промышленное оборудование, приносящее максимальную прибыль, в большинстве случаев будет бесполезной тратой денег, если оно не откалибровано. В энергетике это особенно важно, поскольку измерительные приборы используются для определения расхода энергии. И хоть они непосредственно не используются для выставления счетов клиентам, их работа часто является ключевым фактором для выявления и предотвращения потерь энергии. Неправильная калибровка этих приборов может привести к значительному финансовому и репутационному ущербу. В связи с этим необходимо регулярно калибровать оборудование, приобретая соответствующие устройства для калибровки или сторонние сервисы по оказанию подобных услуг. Следует иметь в виду, что обычно на калибровку выделяют ограниченные ресурсы. В большинстве случаев это является частью большого списка обязанностей сотрудников во время отключения электроэнергии. Поэтому важно использовать современные автоматизированные устройства, чтобы калибровка была более эффективной и быстрой.

Видео

Что включает калибровка средств измерений

Калибровка, поскольку является более обширным понятием, включает сразу несколько основных действий, среди которых:

  • Тестирование прибора учета или иного устройства, которое должно обладать определенным классом точности, на соответствие предусмотренным производителем и действующими стандартами параметрам.
  • Обнаружение отклонений, связанных с некорректной работой, повлекших за собой неточность измерения.
  • Фиксация пределов отклонений для того, чтобы иметь возможность рассчитать настроечные работы, посредством которых их можно будет устранить.
  • Настройка и наладка прибора в соответствии с выполненными расчетами.
  • Повторная поверка с целью убедиться, что после выполненных работ прибор соответствует предусмотренному классу точности. Если это не так, выполняется повторная попытка откалибровать устройство. При ее провале прибор признается неисправным и не может более применяться по назначению. В таком случае предусмотрена процедура списания устройства для последующей утилизации в соответствии с действующими стандартами.

Благодаря такой длинной цепочке действий, калибровка является более ценной работой, чем поверка, поскольку позволяет восстановить неисправное оборудование и продлить срок его службы.

Нормативные документы для проведения поверки

Правила и порядок проведения поверки любого типа регламентируется соответствующими документами, которые регламентируются ГСИ. Документы на методики поверки средств измерений. Основные положения". Методики проверки могут основываться как уже на существующих нормативных актах или аналогичных документах для аналогичных поверок, осуществляемых ранее, или разрабатываться на основе эксплуатационной документации завода-изготовителя, а также представлять собой отдельный раздел в инструкции по эксплуатации. Но вне зависимости от своего вида документ с описанием методики поверки, норм и правил ее проведения должен утверждаться соответствующими органами — метрологическими институтами (ГНМЦ).

По результатам поверки также оформляется документация, объем и содержание которой строго регламентируется соответствующими нормативными документами. Средство измерения при этом снабжается поверочным клеймом, подтверждающим тот факт, что оно соответствует законодательству и метрологическим требованиям РБ и может эксплуатироваться в местах установки до проведения очередной периодической поверки. Кроме того, поверительное клеймо устанавливается таким образом, чтобы исключить доступ к внутренним датчикам и механизмам прибора с целью вмешательства в его работу. В некоторых случаях поверительное клеймо особого типа устанавливается на неисправные приборы для предотвращения случаев их использования, когда они служат доказательствами в суде, в ходе расследования различных преступлений и т. д. Виды и области использования поверительных клейм регламентируются «ГСИ. Поверительные клейма».

Гарантии достоверности результатов поверки

Главное требование, предъявляемое к поверке любого типа, — точность измерений. К сожалению, в силу различных обстоятельств результаты поверки всегда имеют определенную погрешность. Она всегда превышает и допустимую погрешность эталонных средств измерения, и погрешность самой методики измерения, так как является суммой их обоих. Погрешность поверочных изменений может стать причиной ошибок двух типов, когда средства измерения с превышающей допустимую погрешностью признаются годными (необнаруженный брак) и когда признаются негодными и справные приборы (фиктивный брак). И та, и другая категория брака одинаково опасны и могут иметь неприятные последствия, как для пользователей СИ, так и для предприятий их выпускающих.

С целью уменьшения брака поверки вводится контрольный допуск (допустимая погрешность) поверки, с которым сравниваются результаты проведенных испытаний. Для установки допустимой погрешности поверки рекомендуется использовать нормативно-технические документы МИ 187−86 «ГСИ. Критерии достоверности и параметры методик поверки» и МИ 188−86 «ГСИ. Установление значений параметров методик поверки» и изложенные в них способы расчета допустимой погрешности. При определении критериев и методик поверки и уровня ее достоверности необходимо учитывать ряд факторов, специфических для каждой группы средств измерения.

Зачем и когда нужна калибровка средств измерения

СИ необходимо калибровать, то есть измерять допустимую погрешность относительно эталона после изготовления оборудования, после его ремонта, при активной эксплуатации, после покупки бывшего в употреблении оборудования, аренды, импортировании.

Калибровку выполняют специальные калибровочные или метрологические лаборатории с использованием эталонов. Разработано достаточно много методик для калибрования.

Результатом является либо калибровочный знак, наносимый непосредственно на СИ или запись в технических документах о размере выявленной погрешности.

Таким образом, калибровочный процесс, как и раньше поверка, выявляет степень пригодности СИ для дальнейшей эксплуатации, проверяет достоверность даваемых показаний. Наличие сертификата о калибровке повысит доверие к производителю любой продукции.

Если выявлена разбалансировка средств измерения, превышающая допустимые значения, прибор считается к эксплуатации не пригодным. Благодаря специальному современному ПО во многих случаях возможно откорректировать измеряемые параметры методом юстировки прибора. Это возможно в случаях, если измеряемые параметры основательно выходят за пределы допуска или же только критически к ним приближаются. Юстировочный или перекалибровочный процесс вносит поправочные коэффициенты в СИ.

Благодаря вовремя выявленному при калибровке сбою и проведенной юстировке, можно намного продлить жизненный цикл измерительного оборудования, минимизировав стоимость возможного дорогого ремонта. Результаты калибровки, оформленные соответствующей документацией, могут быть использованы в качестве доказательств в суде.

Какую роль играет аккредитация?

Аккредитация представляет собой официальную проверку сертификационной организацией, в ходе которой оценивается соответствие калибровочной лаборатории требованиям стандарта ISO/IEC 17025.

Лаборатория, желающая получить аккредитацию, сначала предоставляет перечень процедур, на которые она хочет быть аккредитованной. Затем сертификационная организация выбирает одного или нескольких экспертов, которые являются специалистами-метрологами в тех областях, которые перечислены в заявке на аккредитацию. Для каждой заявленной процедуры эксперт оценивает документацию, оснащенность лаборатории, квалификацию персонала и максимальные погрешности калибровки. Руководствуясь результатами проверки, сертификационная организация выпускает документ об объеме аккредитации. С ним может ознакомиться любой клиент, зайдя на сайт калибровочной лаборатории или изучив перечень лабораторий на сайте сертификационной организации. Заметим, что наличие аккредитации не означает, что данная лаборатория может выполнить любую калибровку. На самом деле, возможности калибровки каждой лаборатории могут сильно отличаться, как видно из табл. 2. Например, лаборатория 2 не аккредитована по ВЧ/СВЧ-параметрам.

Таблица 2. Сравнение объемов аккредитации двух калибровочных лабораторий

Лаборатория 1

Лаборатория 2

I. Электрические параметры — постоянный ток/низкая частота

Постоянное напряжение — Генерация

   

Постоянное напряжение — Измерение

+

+

Постоянный ток — Генерация

+

+

Постоянный ток — Измерение

+

+

Сопротивление — Генерация

+

+

Сопротивление — Измерение

+

+

Переменный ток — Генерация

+

+

Переменный ток — Измерение

+

+

Переменное напряжение — Генерация

+

Переменное напряжение — Измерение

+

Линейность переменного напряжения — Генерация

+

Линейность переменного напряжения — Измерение

+

Сопротивление — Генерация

+

Сопротивление — Генерация — Шунтируемые части

Емкость — Генерация

+

Электрическая калибровка термопарных индикаторов, тип J

+

II. Электрические параметры — ВЧ/СВЧ

Амплитудная модуляция — Измерение

+

Частотная модуляция — Измерение

+

Цифровая модуляция — Измерение

+

Абсолютная ВЧ-мощность — Измерение

+

Регулируемая ВЧ-мощность — Измерение

+

Абсолютная ВЧ-мощность — Генерация

+

Коэффициент калибровки датчиков мощности — Измерение

+

Коэффициент теплового шума системы — Измерение

+

Тепловой шум — Измерение

+

Импульсы — Генерация

+

Импульсы — Измерение

+

Импульсная характеристика CISPR

+

Ослабление — Генерация

+

Ослабление — Измерение

+

Отражение S11/S22 — Измерение

+

Отражение S12/S21 — Измерение

+

Что такое погрешность измерения?

Идеальных измерений не бывает. Все измерения имеют ошибки. Перед установкой измерительных приборов в контрольно-измерительную систему инженеры тщательно исследуют параметры точности приборов. Точность системы обычно складывается из всех потенциальных ошибок измерения. Международные стандарты, относящиеся к калибровке, называют ошибки измерений прибора погрешностями измерения. Можно сказать, что погрешности измерений — это среднее значение суммарной ошибки во время калибровки. Проще говоря, погрешность измерения — это то же самое, что и точность.

Большая погрешность измерения увеличивает риск того, что прибор работает за пределами спецификаций, что может порождать ошибки, влияющие на качество или характеристики тестируемого изделия. Меньшая погрешность контрольно-измерительного оборудования и знание ее величины может сэкономить деньги и время, повысить надежность разрабатываемого устройства. Красная область под кривой на рис. 3 показывает, что меньшая погрешность измерения снижает риск выхода за пределы спецификаций. Сравним, казалось бы, эквивалентные результаты измерений от двух разных поставщиков услуг калибровки — лабораторий А и Б. Лаборатория А обеспечивает сравнительно малую погрешность измерения, представленную вертикальной полосой. Лаборатория Б допускает большую погрешность измерения, о чем говорит красная область. Лаборатория А обеспечивает пренебрежимо малый риск того, что прибор работает за пределами спецификаций. В случае с лабораторией Б этот риск больше.

Рис. 3. Малая погрешность измерения очень важна

Рис. 3. Малая погрешность измерения очень важна

На рис. 4 в качестве сравнительного примера представлены измеренные характеристики векторного генератора ВЧ-сигналов Keysight N5182A MXG в ЦСМ Keysight и анонимного поставщика услуг по калибровке.

Рис. 4. Измеренные характеристики векторного генер

Рис. 4. Измеренные характеристики векторного генератора ВЧ-сигналов Keysight N5182A MXG в ЦСМ Keysight

Чем меньше погрешность измерения во время калибровки, тем больше уверенность в том, что тестируемое изделие отвечает или не отвечает требованиям технических характеристик, меньше риск отбраковать «хорошие» продукты или пропустить «плохие». Это влияет на процент выхода годной продукции и время разработки изделия. Реальная погрешность измерений, которая влияет на результаты работы, не может быть меньше суммарной погрешности измерений во время последней калибровки.

Официальное определение

Погрешностью измерения называется «параметр, связанный с результатом измерения и характеризующий разброс значений, который можно обоснованно сопоставить с измеряемой величиной» (также упоминается как «неопределенность измерения»).

Имея достаточно информации о том, как эти составляющие влияют на характеристики, и зная описывающие их уравнения, можно рассчитать вероятность попадания в цель.

Какие приборы подлежат поверке, а какие — калибровке

Существует разделение на два класса приборов, которое непосредственно зависит от того, где именно они используются. При этом первый класс подлежит исключительно поверке, и не может быть восстановлен в случае неудовлетворительных результатов, а сразу же списывается в утиль, а второй — может быть подвергнут процессу калибровки.

Какие средства измерения в обязательном порядке подлежат периодической поверке? К первым относятся любые устройства, используемые в сфере государственного регулирования в области обеспечения единства измерений. Любые отклонения в работе данных устройств недопустимы. Считается, что если прибор уже начал искажать показания, то это может повториться в любой момент, поэтому его можно только списать для утилизации, но использовать в дальнейшем категорически запрещается.

В свою очередь, второй класс предусматривает возможность проведения восстановительных работ, благодаря чему устройство сможет прослужить еще какое-то время до полного износа. Такие приборы принято характеризовать как те, которые применяются вне сферы государственного регулирования, в области обеспечения единства измерений. К ним относятся, к примеру, различные измерительные инструменты, используемые на производствах для проверки заготовок и выпускаемой продукции на соответствие заданным параметрам.

В случае с ними допускается, что устройство может начать сбоить спустя какое-то время, поэтому существуют строгие регламенты, по которым они обязаны подвергаться процедуре калибровки. В них может быть указано как время, спустя которое прибор должен быть проверен, так и, к примеру, количество циклов его использования в определенных условиях. При соблюдении данных регламентов шанс того, что устройство неожиданно выйдет из строя и начнет демонстрировать неверные показания, стремится к нулю.

Кроме того, работники могут сами проверять подозрительно работающие приборы на точность, используя их полный аналог. Это позволяет избежать проблем между поверочными и калибровочными циклами, поскольку все показания будут верифицироваться посредством множественных измерений.

При обнаружении некорректно работающего измерительного инструмента или прибора, он может быть отправлен на калибровку до наступления времени, указанного в паспорте. В таком случае метрологическая служба отнесется к его исследованию более тщательно, чтобы определить степень износа и при необходимости выписать документы, позволяющие утилизировать инструмент как непригодный для дальнейшего использования по назначению.

Благодаря подобным мерам качество измерений не снижается, поскольку постоянно контролируется на нескольких этапах. Чтобы заказать поверку счетчика на портале «РосСчет», оставьте онлайн-заявку. В ближайшее время специалисты свяжутся с вами для уточнения деталей. Ознакомиться с результатами поверки средств измерений можно на сайте ФГИС «Аршин».

Теги

Adblock
detector