Разработка и аттестация методики выполнения измерений

Разработка и аттестация методики выполнения измерений

1 Общие положения

Как известно, точность и достоверность результатов зависит не только от совершенства средств измерений, но в значительной мере и от правильности методики их выполнения.

Методикой выполнения измерений (МВИ) называют совокупность требований к методам, средствам, способам подготовки измерений и обработки результатов наблюдений, которые при данных условиях обеспечивают заданные показатели точности результата измерения. Так как соблюдение всех этих требований существенно влияет на результат измерения, возникла необходимость регламентации самой методики, устанавливая общие требования к стандартизации и аттестации МВИ, точность которых регламентируется государственными стандартами и другими нормативными документами.

В настоящее время предусматриваются две формы регламентации МВИ - это стандартизация и аттестация, устанавливаемые, соответственно, стандартами (государственными либо отраслевыми) и аттестатами. Проверка и утверждение методик особо точных измерений производится метрологическими организациями Госстандарта, а методик технологических измерений, проводимых при испытаниях и контроле изделий - ведомственными метрологическими службами.

Как в стандарте, так и в аттестате на МВИ отражены общие требования к разработке, аттестации и метрологическому надзору за этими методиками, указывая:

- область применения данной методики;

- требования к средствам измерений и вспомогательным устройствам;

- метод измерений;

- порядок подготовки и выполнения измерений;

- условия измерений и диапазоны значений влияющих величин;

- показатели точности результата измерения и зависимости их от влияющих величин (в аттестате указываются численные значения показателей точности);

- способы обработки результатов измерений (в аттестате не указываются);

- степень квалификации операторов;

- меры по технике безопасности.

Измерения по стандартизированным методикам должны выполняться средствами, прошедшими государственные испытания, а при измерениях по аттестованным методикам метрологические характеристики средств измерений могут быть определены непосредственно в процессе метрологической аттестации методики -- при исследовании, нацеленном на определение значения показателей точности измерения по данной методике.

МВИ разрабатывают и применяют в целях обеспечения выполнения измерений с погрешностью, не превышающей требуемой или приписной характеристики, причем разработка МВИ обязательна, если она предназначена для:

- измерения параметров и трактов передачи, предоставляемых потребителям в аренду или пользование, на соответствие Государственным стандартам, а также отраслевым стандартам и нормам, утвержденным приказами и нормами Госкомсвязи Украины;

- расчетов за услуги связи с пользователями;

- обеспечения безопасных условий труда;

- обязательной сертификации продукции и услуг.

Кроме этого, МВИ используют, если:

- требуется выполнить расчеты оценки погрешностей измерения параметров средств связи исходя из основной и дополнительных погрешностей применяемых методов и средств измерений;

- измерения с заданной точностью возможно обеспечить только применением стандартизованных методов и средств измерений;

- особые требования предъявляются к применяемым средствам измерений, а также к их ненормируемым метрологическим характеристикам;

- предъявляются определенные требования к квалификации технического персонала;

- требуется обеспечение дополнительных условий при проведении измерений, влияющих на конечные результаты измерений (температура, влажность, атмосферное давление окружающей среды, влияние внешних электрических и магнитных полей, экологических факторов и пр.).

В то же время разработка МВИ и, естественно, ее использование не требуется, если:

- процесс измерения представляет собой простейшую измерительную процедуру, погрешность которой определяется погрешностью применяемого средства измерения, например, измерение электрических величин с использованием щитовых приборов;

- измерения выполняются с помощью автоматизированных средств измерений или измерительных каналов АСУ ТП, так как в этих случаях МВИ реализуются алгоритмами и программными средствами данных технических средств.

Разработка (обновление) МВИ проводится либо в соответствии с программами (планами), разрабатываемыми головной и базовыми организациями метрологической службы, либо в рамках научно-исследовательских работ, выполняемых на договорной основе. При этом МВИ, предназначенные для применения в отрасли, разрабатываются в виде государственных стандартов, стандартов отрасли или руководящих документов отрасли. Допускается разработка МВИ в виде раздела технических условий, конструкторского или технологического документа.

При разработке (обновлении) МВИ должна быть установлена совокупность правил, приемов и способов выполнения измерений, позволяющих получить результаты измерений с требуемыми показателями точности и достоверности. При этом должна быть проведена оценка отдельных составляющих и суммарной погрешности измерения, а в тексте МВИ должны быть приведены численные значения приписанной или гарантированной погрешности измерения с указанием доверительных интервалов вероятности их проявления.

Требования к точности измерений устанавливают в виде пределов допускаемых значений характеристик абсолютной или относительной погрешности измерений или в виде границы допускаемого интервала, в котором с заданной вероятностью должна находиться погрешность измерений. Если МВИ предназначены для использования в сфере распространения государственного метрологического контроля и надзора, то типы СИ должны быть испытаны в целях утверждения типа с оцениванием характеристик погрешности измерений.

На аттестацию МВИ представляют:

- техническое задание на разработку МВИ, требования к точности измерений и условиям проведения измерений;

- проект документа, регламентирующего МВИ;

- результаты экспериментального или расчетного оценивания характеристик погрешности измерений.

При положительных результатах аттестации МВИ, оформленных в виде стандарта отрасли или руководящего документа отрасли, в этих документах делается отметка «МВИ аттестована» с указанием даты и организации, ее проводившей. Если МВИ оформлена в виде раздела ТУ конструкторских или технических документов, то об аттестации МВИ в этих документах должно быть указано: «МВИ (по разделам, пунктам...) аттестовано, а также дата и организация, ее проводившая.

Положительные результаты аттестации МВИ, применяемые в сфере распространения государственного метрологического контроля и надзора, оформляются свидетельствами об аттестации.

2 Автоматизация метрологических работ на базе вычислительной техники

Характерной чертой функционирования метрологического обеспечения в последние годы являются постоянно увеличивающиеся масштабы деятельности метрологических служб. Количественный рост объемов работ по метрологическому обеспечению сопровождается одновременно существенными качественными изменениями.

В условиях роста масштабов и сложности работ по метрологическому обеспечению повышается сложность управления, и увеличиваются потери от принятия неоптимальных решений. Поэтому одним из направлений повышения эффективности организации метрологических работ является автоматизация управления метрологического обеспечения на базе широкого использования ЭВМ. Головной организацией метрологической службы Госкомсвязи Украины разработан комплекс программ для автоматизации решения организационно-экономических и технологических задач метрологических служб. Этот комплекс включает несколько групп программ, которые решают разнообразные задачи:

а) оптимизация деятельности метрологических служб (система «ОПТИМА»). В рамках этой системы решаются задачи: расчета объема оборудования метрологических служб; определение оптимальной структуры организации калибровки и поверки СИТ, обеспечивающих экономически обоснованный выбор состава СИТ, которые целесообразно калибрировать силами метрологической службы предприятия, и необходимые для этих целей производственные ресурсы; определение стоимости калибровочных работ и др.;

б) автоматизации учета СИТ (система «ТЕМП»). В рамках этой системы, известной на практике как автоматизированная система учета СИТ или автоматизированное рабочее место метролога, решается большое количество метрологических задач: учет и движение СИТ; составление и контроль выполнения графиков периодической поверки и калибровки СИТ; составление сведений относительно объемов калибровочных и ремонтных работ, о стоимости СИТ, содержании драгоценных металлов и др.;

в) автоматизации документирования результатов калибровки СИТ (система «КАЛИБРОВКА»). Позволяет, по данным, получаемым в процессе калибровки, оперативно выполнять оценку параметров СИТ, а по окончании калибровки формировать необходимые выходные документы (протокол, свидетельство или справку). В систему включены программы для калибровки сложных и трудоемких СИТ: ЕТ-100Т/А, ET-100Т/V, ЕТ-1ІОА, ЕТ-110V, GF-62, MV-62, PG-60, РМ-60;

г) создание, коррекция и пересмотр баз данных относительно СИТ («ИНФО-СИ») и нормативно-технической документации («ИНФО-НД»).

Системы ориентированы на использование IBM-совместимых ЭВМ (в дальнейшем ПЭВМ). Эксплуатация систем не требует от пользователя особенных навыков работы с ПЭВМ. Простой и удобный интерфейс оператора позволяет усвоить системы после нескольких сеансов работы.

Ниже приведено описание систем «ТЕМП», «ИНФО-НД» и «ИНФО-СИ», наиболее часто используемых в метрологических службах операторов связи.

2.1 Автоматизированная система управления метрологическим обеспечением СИТ «ТЕМП»

Система «ТЕМП» предназначена для применения в рамках автоматизированной системы управления метрологическим обслуживанием СИТ (АСУ МО СИ) и может использоваться в метрологической службе любых предприятий отрасли связи.

Система «ТЕМП позволяет автоматизировать учет оборудования и СИТ, учет движения СИТ, составление графиков периодической поверки и калибровки СИТ, предупреждений о неподаче СИТ на поверку, составления сведений об объемах ремонтно-поверочных работ, справок о технических характеристиках оборудования и СИТ, отчеты о содержании драгоценных металлов, а также получения других справок.

Система «ТЕМП» позволяет вводить, сохранять, корректировать и пересматривать разнообразную информацию. Всю информацию, которая обрабатывается системой, можно подразделить на два вида: учетную информацию и информацию, сохраняющуюся в журналах.

Учетная информация (типовые и индивидуальные характеристики СИТ и оборудования, организации, поверители, ремонтники, операторы и т.п.) вводится непосредственно оператором. Ввод этой информации является первым этапом работы с системой.

Учетная информация содержит в себе следующие сведения:

а) индивидуальные характеристики СИТ;

заводской номер;

инвентарный номер;

год выпуска;

год внедрения;

категория: рабочий эталон, рабочий индикатор;

стоимость (начальная и реальная);

место поверки или калибровки;

организация-владелец;

место приписки;

местонахождение;

состояние (исправный, неисправный, поверяется, в ремонте, на консервировании, списанный);

дата последней поверки или калибровки;

срок очередной поверки или калибровки;

содержание драгоценных металлов;

произвольная текстовая карточка для дополнительной информации о СИТ;

дата внесения информации о СИТ;

дата последней модификации информации о СИТ.

б) типовые характеристики СИТ:

вид измерений;

наименование;

класс точности;

норма амортизации;

содержание драгоценных металлов;

межповерочный интервал для СИТ с категорией «рабочий»;

межповерочный интервал для СИТ с категорией «рабочий эталон»;

стоимость поверки;

норма времени на ремонт I-й группы сложности;

норма времени на ремонт II-й группы сложности;

норма времени на ремонт III-й группы сложности;

стоимость ремонта I-й группы сложности;

стоимость ремонта II-й группы сложности;

стоимость ремонта ІІІ-й группы сложности;

произвольная текстовая карточка для дополнительной информации о типе СИТ;

масса;

габариты (длина, ширина, высота);

в) сведения об организациях:

- наименование;

- шифр;

тип (внутренний подраздел, орган Госстандарта, посторонняя организация);

право поверки, калибровки и ремонта;

произвольная текстовая карточка для дополнительной информации об организации.

г) сведения о поверителях, калибровщиках и ремонтниках:

фамилия;

шифр поверителя, калибровщика или ремонтника;

д) сведения о драгоценных металлах:

наименование;

единица измерения;

е) сведения об операторах:

фамилия;

шифр;

права доступа к ресурсам программы;

пароль для доступа в систему.

Ведение журнала осуществляется автоматически при использовании команд меню «Учет». Система регистрирует изменения, которые происходят с СИТ (изменение местонахождения, состояния, места приписки и т.п.). При этом запись в журнале ведется как при изменении реквизитов СИТ посредством команд меню «Учет», так и при непосредственном изменении значений поля в карточке СИТ.

Информация, которая накапливается в журнале для каждого СИТ, содержит в себе:

место поверки или калибровки;

даты передачи СИТ на поверку или калибровку и получение их после поверки или калибровки;

- результаты поверок или калибровок (годный или нет);

стоимость поверки или калибровки;

норма времени для калибровки собственными силами;

шифр калибровщика (только для ведомственной калибровки);

место ремонта;

даты передачи СИТ в ремонт и получение из ремонта;

результат ремонта (отремонтированный или нет);

группа сложности ремонта (только для ведомственного ремонта);

стоимость ремонта;

шифр ремонтника (только для ведомственного ремонта);

дата регистрации операции;

оператор, выполнивший операцию.

Система «ТЕМП» обеспечивает возможность сохранения учетной информации о практически неограниченном количестве единиц оборудования. Количество типов приборов, которые могут быть одновременно зарегистрированы в БД, также практически не ограничено. Объем информации ограничивается в основном объемом внешних запоминающих устройств (объемом локального жесткого диска или возможностями сервера БД).

2.2 Автоматизированная информационно-поисковая система нормативных документов в сфере метрологического обеспечения «ИНФО-НД»

Система «ИНФО-НД» является специфической информационно-справочной и информационно-поисковой системой, которая осуществляет поиск и хранение документальной и фактографической информации, поставляется как с пустыми базами, так и с базами, которые содержат информацию с НД в сфере метрологии.

Кроме того, «ИНФО-НД» может найти широкое применение в информационных службах, библиотеках, бюро технической документации и других структурах, фонд которых не превышает 100 тыс. единиц.

Система «ИНФО-НД» позволяет сохранять такие данные об информационных источниках:

а) регистрационные данные:

порядковый номер;

дата регистрации;

б) формальные данные:

наименование;

область;

класс, группа;

тип, категория;

дата ввода в действие;

страна изготовления, разработчики;

язык;

объем;

в) содержательные данные:

вид, содержание;

типовые задачи;

чем заменен, на замену чего;

местонахождение;

ключевое слово;

реферат.

При этом информация в систему может вводиться как непосредственно самим пользователем, так и импортироваться из других систем «ИНФО-НД». Информация потребителю может передаваться или в виде сформированных отчетов (на бумаге или другом носителе), или в виде специальных файлов. Потребители, которые имеют систему «ИНФО-НД», могут переносить информацию из этих файлов в свои базы данных.

Система «ИНФО-НД» предусматривает возможность на этапе создания БД включать в нее четыре дополнительных произвольных реквизита, которые относятся к содержательным данным. По дополнительным реквизитам, как и по основным, может осуществляться поиск.

В системе «ИНФО-НД» реализована система иерархического меню, позволяющая в удобной для оператора форме выбирать нужные ему действия. Все действия или команды, которые позволяет выполнить система, объединены в пять групп. Первый уровень меню позволяет выбрать одну из этих групп. После выбора группы команд на экране появляется соответствующее меню второго уровня, в котором осуществляется выбор нужной команды. В некоторых случаях для конкретизации выбранного действия используются меню третьего и четвертого уровней. Группы команд системы, выбор которых осуществляется в меню первого уровня, расположены на экране в соответствии с частотой использования в процессе эксплуатации.

2.3 Автоматизированная информационно-поисковая система средств измерительной техники «ИНФО-СИ»

Автоматизированная информационно-поисковая система «ИНФО-СИ» позволяет создавать, корректировать и пересматривать БД о СИТ и их характеристики, а также осуществлять поиск СИТ по заданным параметрам и характеристикам или по их совокупности.

Система «ИНФО-СИ» может поставляться как с заполненными БД, которые содержат информацию о СИТ общего назначения и/или СИТ, применяющихся в любой отрасли, например, связи, так и с пустыми БД. В первом случае она предназначена для работников метрологической и других служб предприятий соответствующей отрасли, желающих оперативно осуществлять поиск СИТ с необходимыми метрологическими и эксплуатационными характеристиками. Во втором случае система «ИНФО-СИ», в основном, предназначена для предприятий, желающих самостоятельно создавать, распространять и сопровождать БД о СИТ, применяющихся в любых отраслях промышленности.

Система «ИНФО-СИ» позволяет учитывать такие характеристики СИТ:

наименование и тип;

код ОКП;

номер ТУ;

номер по Госреестру;

вид измерения, группа и подгруппа;

страна и завод (или фирма) изготовитель;

годы начала выпуска и снятия с производства;

класс точности;

межповерочные интервалы для рабочих эталонов и рабочих СИТ;

функциональное назначение;

измеряемые величины;

основные параметры (погрешность и т.п.);

дополнительные параметры;

виды питания и потребляемая мощность;

масса и габариты;

степень автоматизации;

заменяемые СИТ.

Кроме того, предусмотрена возможность на этапе создания БД для конкретных отраслей применения включать в БД произвольные дополнительные группы необходимых характеристик. Например, конструктивное выполнение, группа по условиям эксплуатации, форма отображения информации, форма измеряемого сигнала и т.п. По дополнительным характеристикам, как и по основным, может осуществляться поиск.

Для каждого СИТ может быть введено произвольное текстовое описание. Поиск по информации, содержащейся в текстовом описании, непредусмотрен.

По своим техническим характеристикам система «ИНФО-СИ» позволяет учитывать и прорабатывать до 100 тысяч единиц СИТ.

В системе «ИНФО-СИ» реализована система иерархических меню, что позволяет в удобной для оператора форме выбирать нужные ему действия. Все действия или команды, которые позволяет выполнить система, объединены в пять групп. Первый уровень меню позволяет выбрать одну из этих групп. После выбора группы команд на экране появляется соответствующее меню второго уровня, в котором осуществляется выбор нужной команды. В некоторых случаях для конкретизации избранного действия используются меню третьего и четвертого уровней. Группы команд системы, выбор которых осуществляется в меню первого уровня, расположены на экране в соответствии с частотой использования в процессе эксплуатации.