CC BY
69
Данилов А.А.
СПОСОБЫ КОНТРОЛЯ ВНУТРИЛАБОРАТОРНОЙ ПРЕЦИЗИОННОСТИ ЭТАЛОНОВ
Решение задач достоверного учета энергоресурсов возможно лишь при использовании поверенных средств измерений (СИ), а принятие решения о пригодности СИ к применению во многом определяется характеристиками эталонов, применяемыми в поверочных лабораториях.
Предположим, что с течением времени погрешность эталона превысила установленные для неё нормы. Это, в свою очередь, приведёт к тому, что решения о пригодности к применению СИ, поверка которых будет проведена с помощью такого эталона, скорее всего, будут ошибочными, что может привести к существенным экономическим последствиям - неправильному учёту энергоресурсов.
Очевидно, что из-за возможной нестабильности размера физической величины, воспроизводимой эталоном, недостаточно проведения лишь периодической поверки эталонов и их межлабораторных сличений. В дополнение к перечисленным обязательным процедурам целесообразно проводить и добровольные, такие например, как контроль правильности и прецизионности [1] эталонов между поверками (т.е. "внутри" межповерочного интервала, например, раз в день, неделю или месяц и т.п.).
Предварительно напомню, что поверка эталона поверочной лаборатории заключается в передаче размера единицы физической величины этому эталону от эталона более высокой точности. При этом эталону поверочной лаборатории приписывается значение х , а погрешность передачи размера единицы физической величины характеризуется средним квадратическим отклонением с и доверительной вероятностью Р .
Следовательно, по результатам поверки становится известным интервал [х — кс7\х + £сг] , в котором с доверительной вероятностью Р находится действительное значение размера физической величины, воспроизводимой эталоном поверочной лаборатории, но само это значение остаётся неизвестным.
Задача контроля правильности эталона легко могла бы быть решена при наличии эталона более высокой точности в распоряжении поверочной лаборатории (или в свободном доступе к такому эталону, имеющемуся в другой расположенной поблизости лаборатории), т.е. при незначительных затратах на качество поверочных работ. Однако доступ к эталонам более высокой точности для поверочных лабораторий обычно ограничен.
Поэтому приходится находить другие приемлемые по затратам способы контроля эталонов поверочной лаборатории, основанные, например, на проведении контроля внутрилабораторной прецизионности [2], которые не требуют использования эталонов более высокой точности, но требуют реализации комплекса мер по минимизации случайной составляющей погрешности при проведении сличений.
1. Сличение одноименных эталонов соизмеримой точности
Предположим, что в распоряжении поверочной лаборатории имеется 2 одноименных эталона соизмеримой точности с известными приписанными значениями и х2 размера физической величины, воспроизводимыми каждым из эталонов, и неизвестными действительными значениями х и х2 .
Будем периодически в моменты времени (например, 1 раз в день, в неделю или в месяц и т.п.)
оценивать разность действительных значений размеров физической величины, воспроизводимой каждым из эталонов:
е(Л ) = х1 (Л)- х2 (л)
и сравнивать эту разность с аналогичной разностью, определённой в начальный момент времени ?0:
е(0 ) = х1 (*0 )- Х2 (*0 ) .
В итоге получим массив данных
е(ь)-е(*0) ,
описывающих нестабильность во времени размера физической величины, воспроизводимого одним эталоном, в сравнении с размером, воспроизводимым другим эталоном.
Анализ полученного массива позволяет выявить наличие тренда указанной нестабильности с использованием известных критериев: серий или инверсий [3], либо выявить её с использованием контрольных
карт Шухарта [4].
Указанная процедура позволит определить момент, начиная с которого действительное значение размера физической величины, воспроизводимой одним из эталонов, может превысить установленный для него допуск. Однако при сличении двух эталонов невозможно однозначно сказать, какой из них "грешен" -это становится возможным лишь при сличении трёх и более эталонов. Поэтому в случае с двумя эталонами внеочередной поверке придётся подвергнуть каждый из них.
2. Сличение эталонов с рабочими средствами измерений
Предположим, что в поверочной лаборатории имеется лишь один эталон. В этом случае можно организовать его сличение с рабочими СИ, имеющимися в поверочной лаборатории, единственным существенным требованием к которым должно стать требование к стабильности размера физической величины, переданной рабочим СИ от этого эталона.
Следует отметить, что для повышения достоверности оценки нестабильности размера физической величины, воспроизводимой эталоном, целесообразно использовать в сличениях не менее двух рабочих СИ. При этом полученную третью разность целесообразно использовать для контроля нестабильности разности действительных значений размеров физической величины, переданной от этого эталона двум рабочим СИ.
Анализируя эти результаты можно предположить некоторую тенденцию в изменении действительного значения размера физической величины эталона в сторону уменьшения. Повышенную уверенность гипотезе придаёт незначительное изменение разности размеров физической величины, воспроизводимых рабочими СИ. Целесообразность проведения внеочередной поверки эталона очевидна.
3. Особенности применения методов
Разумеется, что за простотой описания предложенных методов скрывается масса тонкостей их практической реализации, т.к. должны быть предприняты возможные меры по уменьшению случайной составляющей погрешности, такие как:
- сличения должны осуществляться в условиях повторяемости [1], т.е. одним и тем же методом, в одной и той же лаборатории, в одних и тех же условиях, одним и тем же оператором, с использованием одного и того же оборудования (без его юстировки);
- условия проведения сличений целесообразно поддерживать более жёсткими, чем регламентировано нормальными условиями;
- в необходимых случаях должны быть учтены возможные корреляции результатов сличений с условиями их проведения.
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Основные положения и определения.
2. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных. - М.: Мир, 1989. - С. 106-109.
3. ГОСТ Р 5077 9.42-99. Статистические методы. Контрольные карты Шухарта.
4. ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике.
