ОСОБЕННОСТИ КАЛИБРОВКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ МАССЫ

АННОТАЦИЯ

Калибровка средств измерений в Узбекистане является важным аспектом обеспечения точности и надежности измерительных данных, что играет ключевую роль в промышленности, торговле, науке и других сферах. В последние годы Узбекистан прилагает значительные усилия для модернизации своей метрологической инфраструктуры и гармонизации с международными стандартами. В данной статье рассматриваются текущее состояние, вызовы и перспективы развития системы калибровки средств измерения массы в Узбекистане.

ABSTRACT

Calibration of measuring instruments in Uzbekistan is an important aspect of ensuring the accuracy and reliability of measurement data, which plays a key role in industry, trade, science and other areas. In recent years, Uzbekistan has been making significant efforts to modernize its metrological infrastructure and harmonize with international standards. This article discusses the current status, challenges and prospects for the development of the calibration system for mass measuring instruments in Uzbekistan.

Ключевые слова: калибровка, масса, гири, компаратор массы, неопределенность, бюджет неопределенности, точность, эталон.

Keywords: calibration, mass, weights, mass comparator, uncertainty, uncertainty budget, accuracy, standard.

«Стратегия» развития системы обеспечения единства измерений Республики Узбекистан в 2024-2030 годах, задающая целевые ориентиры для развития системы обеспечения единства измерений (ОЕИ), в условиях продолжения рыночных преобразований и построения инновационной экономики, предусматривает развитие добровольной сферы обеспечения единства измерений, и, в первую очередь, калибровки СИ. Метрологическая деятельность в Узбекистане регулируется законом "О метрологии", который устанавливает основы для организации и функционирования национальной метрологической системы, в том числе требования к калибровке средств измерений.

Калибровка средств измерений не заменяет поверку, которой в обязательном порядке подлежат все средства измерений, предназначенные для использования в сферах государственного регулирования. Однако если калибровка проведена метрологической организацией, должным образом аккредитованной на выполнение работ по калибровке и поверке, то ее результаты, при необходимости и при выполнении соответствующих условий, могут быть использованы для оформления свидетельства о поверке.

Калибровка средств измерений массы, таких как гири, является основополагающим процессом, обеспечивающим точность и надежность измерений в науке, промышленности и торговле. Точное измерение массы является критическим компонентом в разнообразных приложениях, начиная от лабораторных исследований до коммерческих операций. Настоящая статья рассматривает методы калибровки гирь, нормативные требования, используемое оборудование и процедуры, а также анализирует источники погрешностей и методы их минимизации.

Калибровка гирь представляет собой процесс определения их массы с высокой точностью и сопоставления этой массы с эталонными значениями. Данный процесс необходим для обеспечения прослеживаемости измерений и гарантии их точности.

Калибровка гирь критически важна по следующим причинам:

- Обеспечение точности измерений: Точные измерения необходимы для научных исследований, разработки новых технологий и коммерческих транзакций.

- Прослеживаемость: Калибровка обеспечивает прослеживаемость результатов измерений к международным эталонам, что является ключевым аспектом метрологии.

- Соблюдение нормативных требований: Соответствие международным и национальным стандартам является обязательным для лабораторий и промышленных предприятий.

Процесс калибровки включает использование специализированного оборудования и процедур, которые обеспечивают высокую точность измерений.

Основное оборудование для калибровки гирь включает:

- Высокоточные весы: Аналитические и прецизионные весы с высоким разрешением используются для измерения массы гирь.

- Эталонные гири: Гири с известной массой, соответствующие международным стандартам (например, OIML R 111-1), используются в качестве эталонов.

С гирями следует обращаться и хранить их так, чтобы они оставались чистыми. Специалист определяет необходимость проведения какого-либо вмешательства на гирях. При необходимости гири очищаются в соответствии с процедурой. Очистка гирь перед калибровкой очень важна, так как этот процесс может привести к изменению их массы.

Гири очищаются при обнаружении на гирях при внешнем осмотре пятен, посторонних материалов и загрязнений при условии письменного указания вариантов очистки в заявке заказчика. Перед калибровкой необходимо удалить пыль и любые посторонние предметы. Это следует делать осторожно, чтобы не изменить свойства поверхности гири.

Гири с внутренними полостями не следует погружать в жидкости для чистки во избежание возможного попадания жидкости в полость штуцера.

Если необходимо контролировать стабильность гирь во время использования, гири по возможности не следует очищать. Перед началом измерений используемые компараторы необходимо подготовить для измерений путем юстировки.

Калибровка, регулировка (юстировка) и регулярные испытания - все это жизненно важно для поддержания точности взвешивания. Весы со временем подвергаются определенному износу в результате частого использования. Поэтому очень важно, чтобы любые весы калибровались на регулярной основе, и чтобы при необходимости производились корректировки или корректирующие действия.

Рисунок 1. Графическое отображение погрешности индикации калиброванных точек с их соответствующими расширенными неопределенностями (синяя линия – до регулировки (юстировки), красная линия – после регулировки (юстировки))

Графическое отображение показывает, что регулировка(юстировка) помогает удерживать погрешности индикации весов в необходимых нормах, для деятельности лаборатории.

Процесс калибровки включает следующие этапы:

- Подготовка оборудования: проверка и настройка весов, обеспечение их правильной работы и стабильности окружающей среды.

- Измерение массы гирь: последовательное взвешивание гирь и регистрация результатов.

- Анализ и сравнение: сравнение измеренных значений с номинальными значениями эталонных гирь и определение отклонений.

- Документирование результатов: оформление калибровочного сертификата, включающего все измеренные данные и расчеты неопределенности.

При калибровке гирь могут возникать различные погрешности, которые необходимо учитывать и минимизировать.

- Температурные колебания: температурные изменения могут влиять на точность измерений. Поэтому важно проводить калибровку в контролируемых условиях.

- Вибрации: вибрации окружающей среды могут нарушить стабильность весов. Использование демпфирующих столов и изоляция оборудования помогают минимизировать эти эффекты.

- Систематические погрешности: эти погрешности могут возникать из-за неточностей в эталонных гирях или неправильной калибровки весов. Регулярная проверка и калибровка оборудования помогают минимизировать систематические погрешности.

- Случайные погрешности: возникают из-за непредсказуемых факторов и могут быть уменьшены путем многократных измерений и статистической обработки данных.

Калибровка гирь регламентируется рядом международных и национальных стандартов.

- ISO 17025: Стандарт устанавливает общие требования к компетентности калибровочных и испытательных лабораторий, включая требования к управлению качеством и технической компетентности.

- OIML R 111-1: Стандарт Международной организации законодательной метрологии (OIML), который определяет требования к гирям различных классов точности (E1, E2, F1, F2, M1, M2, M3).

Выбор правильного оборудования является ключевым фактором для успешной калибровки. Необходимо учитывать следующие аспекты:

- Разрешение и точность весов: Весы должны иметь разрешение и точность, соответствующие требованиям калибровки.

- Класс точности эталонных гирь: Эталонные гири должны соответствовать международным стандартам и иметь минимальные погрешности.

Национальный эталон единицы массы Республики Узбекистан изготовлен в Швейцарии фирмой «Mettler-Toledo» в 1998 году по Программе развития Национальной эталонной базы Республики Узбекистан на период 1996-2000 годы (приложение к Постановлению КМ РУз от 09.02.1996 г. N 53).

Эталон состоит из комплекса следующих средств измерений:

- эталонная гиря класса Е1, №15930 (1-500) mg;

- эталонная гиря класса Е1, №15932 (1-500) g;

- эталонная гиря класса Е1, №15918 (1 kg);

- эталонная гиря класса Е1, №15919 (2 kg);

- эталонная гиря класса Е1, №15920 (5 kg);

- эталонная гиря класса Е1, №15921 (10 kg);

- эталонная гиря класса Е1, №15922 (20 kg);

Набор компараторов для передачи размера единицы массы в интервале от 1 mg до 20 kg:

- компаратор массы типа UMT2;

- компаратор массы типа UMT5;

- компаратор массы типа AT21;

- компаратор массы типа XPE56C;

- компаратор массы типа AT106;

- компаратор массы типа AT200;

- компаратор массы типа AT1005;

- компаратор массы типа AT1006;

- компаратор массы типа AT10005;

- компаратор массы типа AT20006;

- компаратор плотности массы типа XPE2004SC;

- система определения условий окружающей среды mikromec multisens.

Обеспечение прослеживаемости измерений к международным эталонам остается важной задачей. Необходимы регулярные калибровки и проверки эталонов для поддержания высокого уровня точности. Национальный эталон единицы массы прослеживается через   Physikalisch-Technische Bundesanstalt (Германия) к Международной системе единиц.

Ежегодно калибровочная лаборатория Узбекского национального института метрологии калибрует свыше 2000 гирь применяемых в различных отраслях народного хозяйства, испытательных лабораториях, с сферах здравоохранения и обороны.

Поскольку калибровка является добровольной, а не обязательной метрологической процедурой, то межкалибровочный интервал не регламентируется. Вместе с тем, в методике калибровки могут содержаться метрологически обоснованные рекомендации по определению срока последующей калибровки.

Развитие международного сотрудничества с ведущими метрологическими институтами и организациями позволит улучшить качество калибровки и интеграцию Узбекистана в мировое метрологическое сообщество.

Модернизация и техническое переоснащение метрологических лабораторий, внедрение новых технологий и методов измерений способствуют повышению точности и надежности калибровки.

Узбекистан внедряет цифровые технологии в процессы калибровки, что включает автоматизацию лабораторий, использование цифровых сертификатов и дистанционный мониторинг калибровочных процедур.

Продолжение работы по гармонизации национальных стандартов с международными, обновление законодательной базы и внедрение новых нормативных документов обеспечат устойчивое развитие метрологической системы.

Калибровка средств измерений в Узбекистане проходит этап модернизации и адаптации к международным стандартам. Внедрение цифровых технологий, развитие человеческого потенциала и международное сотрудничество являются ключевыми направлениями для дальнейшего совершенствования метрологической системы. Эти усилия направлены на обеспечение высокой точности и надежности измерений, что способствует развитию науки, промышленности и экономики страны в целом.

Список литературы:

1. ГОСТ ISO/IEC 17025:2019 - Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий. –М.: Стандартинформ. – 2020. – 25 с.
2. BIPM - Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (GUM). Part 6: Developing and using measurement models. JCGM – 2020. – 95 p.
3. NIST Handbook 44 - Specifications, Tolerances, and Other Technical Requirements for Weighing and Measuring Devices. NIST – 2014. – 485 p.
4. EURAMET CG-18 - Guidelines on the Calibration of Non-Automatic Weighing Instruments. Version 4.0 (10/2015) – 117 p.
5. ГОСТ OIML R 111-1-2009 Государственная система обеспечения единства измерений ГИРИ КЛАССОВ Е1, Е2, F1, F2, М1, М1-2, М2, М2-3 и М3 Часть 1 Метрологические и технические требования. –М.: Стандартинформ. – 2012. – 96 с.