МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ СЛУЖБА
3— 7 октября 2005 г. в г. Пензе состоялась II Международная научно-техническая конференция «Метрологическое обеспечение измерительных систем», организованная Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии, ФГУП «ВНИИМС» и ФГУ «Пензенский ЦСМ». В работе конференции приняли участие более 60 специалистов из России, Беларуси и Украины, занимающихся изготовлением, эксплуатацией и метрологическим обеспечением измерительных систем и их компонентов.
На конференции бы1ло заслушано 28 докладов, в которые рассмотрены актуальные вопросы правовой и нормативной базы метрологического обеспечения измерительных систем, новые разработки систем и их компонентов, проблемы метрологического обеспечения при эксплуатации этих систем и метрологической аттестации их программного обеспечения, а также информация об опыте применения и метрологического обслуживания.
Предлагаем вниманию читателей подборку статей по материалам конференции.
681.586
Методы решения проблем метрологического обеспечения измерительных систем
А. А. ДАНИЛОВ
Предложены методы решения проблем метрологического обеспечения измерительных систем.
Ключевые слова: измерительная система, метрологическое обеспечение, поверка.
Methods of solving problems of measuring systems metrological providing have been suggested. Key words: measuring system, metrological assurance, verification.
Некоторые проблемы метрологического обеспечения измерительных систем (ИС) сформулированы в [1—5] и в рамках существующей нормативно-правовой базы могут быть решены следующим образом.
1. Противоречие между перманентной модернизацией и статусом ИС. Ввод новых измерительных каналов (как количества, так и типов), новых функций, изменение версии программного обеспечения (т. е. модернизация) приводят
владельца единичной ИС (т. е. ИС-2 в терминологии [6]) к необходимости внесения изменений в тип средства измерений (СИ), зарегистрированный в Госреестре средств измерений РФ, что сопровождается не только финансовыми, но и существенными временными затратами. При этом затраты времени на придание ИС статуса могут превосходить интервал между последовательными модернизациями. В результате процесс придания системе статуса становится
перманентным, что фактически приводит к невозможности ее использования.
До внесения изменений в действующие правила [7] эта проблема может быть решена лишь для тех случаев, когда изменяется количество, но не типы измерительных каналов и когда введение новых функций и изменение версии программного обеспечения не оказывают влияния на метрологические характеристики ИС.
Для того, чтобы изменение количества измерительных каналов не приводило к необходимости повторного утверждения типа ИС-2 (именно утверждения, а не проверки соответствия утвержденному типу, поскольку эта процедура для единичных СИ не предусмотрена), достаточно в описании типа системы указать максимальное количество измерительных каналов того или иного типа, которые физически могут быть реализованы в ИС-2, даже если на момент проведения испытаний для целей утверждения типа системы они фактически не используются при государственном метрологическом контроле и надзоре. Это становится возможным, так как при проведении испытаний для целей утверждения типа ИС-2 экспериментальным исследованиям подвергаются лишь по нескольку экземпляров измерительных каналов каждого типа. При этом после утверждения типа системы (и оформления сертификата об утверждении и регистрации типа ИС-2 в Госреестре СИ) на поверку представляют те измерительные каналы, которые фактически использует владелец системы. По результатам поверки оформляется свидетельство о поверке ИС-2 (по форме приложения 1а к [8]), в котором указываются лишь те измерительные каналы (с указанием их типа и заводских номеров компонентов), которые по результатам поверки признаны пригодными к применению. В дальнейшем при вводе новых или изменении состава и количества измерительных каналов (в пределах регламентированного в описании) свидетельство о поверке подлежит переоформлению. Основанием для этого является пункт 2.7 правил [8], в соответствии с которым «поверку средств измерений, предназначенных для измерений (воспроизведения) нескольких величин или имеющих несколько диапазонов измерений, но используемых для измерений (воспроизведения) меньшего числа величин или на меньшем числе диапазонов измерений допускается на основании решения Главного метролога или руководителя юридического лица производить только по тем требованиям нормативных документов по поверке, которые определяют пригодность средств измерений для применяемого числа величин и применяемых диапазонов измерений».
К этой же проблеме может быть отнесена и ситуация с поэтапным вводом ИС-2 в эксплуатацию, что, несомненно, удобно и может применяться для большинства крупных систем, поскольку позволяет осуществлять ввод ее частями.
Для того, чтобы введение новых функций и изменение версии программного обеспечения не потребовало повторного утверждения типа ИС-2, достаточно, чтобы указанные изменения не приводили к изменению алгоритмов измерительного преобразования результатов измерений, т. е. не оказывали влияния на метрологические характеристики измерительной системы. Наиболее просто это достигается выполнением рекомендаций [9], в соответствии с которыми программное обеспечение подразделяется на части, подлежащие и не подлежащие государственному метрологи-
ческому контролю и надзору. Такое разделение предоставляет возможность модификации части программного обеспечения, не подлежащей метрологическому контролю, без возникновения проблем с приданием ИС статуса.
2. Оформление результатов первичной поверки ИС после ремонта. Ремонт одного из компонентов (включая замену на однотипный) измерительного канала приводит к необходимости представления системы на поверку. Как быть в этом случае: проводить поверку всей ИС или только вышедшего из строя измерительного канала, на какой срок должно быть выдано новое свидетельство о поверке измерительной системы? Ответов на эти вопросы в действующей нормативной документации нет, как нет их и в упомянутых выше правилах [8], которые требуют определенной корректировки как в части оформления результатов первичной поверки после ремонта, так и в части исчисления даты очередной поверки ИС после ремонта одного из ее измерительных каналов.
Выход из сложившейся ситуации достаточно прост. Методика поверки измерительной системы, согласованная Государственным центром испытаний СИ, должна предусматривать различные варианты проведения поверки (совокупности обязательных операций):
первичной — при вводе в эксплуатацию; первичной — после ремонта (или замены на однотипный) одного из компонентов (в том числе и связующих) измерительного канала;
первичной — после ремонта компьютера (включая замену элементов системного блока, исключая замену монитора, принтера и т. п.);
первичной — после ремонта связующих компонентов ИС; первичной — после переустановки операционной системы компьютера, программного обеспечения ИС той же версии.
Такой подход позволяет сократить объем экспериментальных исследований при проведении первичной поверки после ремонта.
Так, в случае ремонта (или замены на однотипные) компонентов ИС целесообразно проводить экспериментальные исследования лишь в объеме изменений, вносимых в систему, с обязательным переоформлением свидетельства о поверке с сохранением без изменений даты его действия. Следует помнить, что дата действия свидетельства о поверке может быть изменена лишь при выполнении поверки в полном объеме.
При замене же отдельных компонентов компьютера ИС (за исключением «жесткого» диска) целесообразно ограничиться проведением операции опробования, а при замене компьютера (или его «жесткого» диска), а также при переустановке операционной системы и (или) программного обеспечения измерительной системы — операций опробования и проверки погрешности вычислений (либо погрешности сложных измерительных каналов — в терминологии [6]).
В том случае, когда методикой поверки не предусмотрены различные ее варианты, перечисленные выше, поверка ИС должна проводиться в полном объеме.
3. Достоверность результатов измерений, получаемых с помощью сложных измерительных каналов ИС. При получении результата косвенных (а также совместных или со-
вокупных) измерений с помощью сложных измерительных каналов ИС, результаты прямых измерений, на основании которых выполняются расчеты, обычно недоступны пользователю, поэтому оценить границы погрешности результата косвенных измерений можно лишь с большим запасом. Это обусловлено тем, что один и тот же результат косвенных измерений может быть получен при различных комбинациях результатов прямых измерений [10]. Именно поэтому в [11] рекомендуется вместе с результатом косвенных измерений выводить и оценку границ погрешности полученного результата, однако эта справедливая рекомендация пока не реализована в известных автору измерительно-вычислительных комплексах и ИС.
Такой подход позволил бы повысить достоверность большинства результатов косвенных измерений. Использование этого подхода наиболее эффективно в системах учета, так как при суммировании множества результатов измерений фактические границы погрешности результата суммирования должны быть далеки от границ погрешности, полученных для самых «неудачных» комбинаций результатов прямых измерений.
Дальнейшее повышение достоверности возможно за счет уменьшения границ дополнительных погрешностей (или границ диапазона, фактически сложившихся за короткие интервалы времени) путем измерений фактически сложившихся условий эксплуатации компонентов и использования полученных результатов измерений (а не границ диапазона условий эксплуатации, регламентированных в технической документации) для оценки границ погрешности результатов косвенных измерений.
4. Метрологическое обеспечение сложных измерительных каналов ИС. Для подтверждения соответствия метрологических характеристик измерительных каналов ИС установленным нормам наиболее широко применяют расчет-но-экспериментальные методы, ч
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.