Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 20 октября 2022 г. N 2652 "Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений угла вращения плоскости поляризации"

В соответствии с Положением об эталонах единиц величин, используемых в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, утвержденным постановлением Правительства Российской Федерации от 23 сентября 2010 г. N 734, требованиями к содержанию и построению государственных поверочных схем и локальных поверочных схем, в том числе к их разработке, утверждению и изменению, утвержденными приказом Министерства промышленности и торговли Российской Федерации от 11 февраля 2020 г. N 456 и Планом разработки, пересмотра и утверждения государственных поверочных схем на 2022 год, утвержденным приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 12 апреля 2022 г. N 940, приказываю:

1. Утвердить прилагаемую Государственную поверочную схему для средств измерений угла вращения плоскости поляризации (далее - ГПС).

2. Установить, что:

ГПС применяется для Государственного первичного эталона единицы угла вращения плоскости поляризации (ГЭТ 50-2008), прослеживаемых к нему эталонам и средствам измерений угла вращения плоскости поляризации, и вводится в действие с 1 января 2023 г.;

эталоны, аттестованные на соответствие межгосударственному стандарту ГОСТ 8.590-2009 "Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений угла вращения плоскости поляризации" (далее - ГОСТ 8.590-2009) или локальным поверочным схемам, применяются до даты окончания срока действия свидетельства об аттестации, выданного до ввода в действие ГПС;

эталоны, аттестованные на соответствие ГОСТ 8.590-2009, соответствующие по своим метрологическим характеристикам указанному разряду ГПС, подлежат периодической аттестации на соответствие ГПС не позднее срока окончания действия свидетельства об аттестации, в документы на эталоны вносятся соответствующие изменения;

эталоны, аттестованные на соответствие ГОСТ 8.590-2009, не соответствующие по своим метрологическим характеристикам указанному разряду ГПС, подлежат первичной аттестации не позднее срока окончания действия свидетельства об аттестации и утверждению в соответствии с ГПС;

эталоны, аттестованные на соответствие локальным поверочным схемам, подлежат первичной аттестации не позднее срока окончания действия свидетельства об аттестации и утверждению в соответствии с ГПС;

информация о прекращении применения эталонов по ГОСТ 8.590-2009, или локальным поверочным схемам, или об изменении ГПС для эталонов, не требующих переутверждения, передается держателем эталона в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений (далее - Федеральный фонд) после даты окончания срока действия свидетельства об аттестации.

3. ФГУП "ВНИИОФИ" направить сведения о ГПС в ФГБУ "ВНИИМС" для их внесения в Федеральный фонд.

4. Управлению метрологии, государственного контроля и надзора Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии обеспечить размещение информации об утверждении ГПС на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в информационно-телекоммуникационной сети "Интернет".

5. Техническому комитету по стандартизации N 206 "Эталоны и поверочные схемы" (ФГУП "ВНИИМ им. Д.И. Менделеева") совместно с ФГУП "ВНИИОФИ" обеспечить исполнение в установленном порядке процедур по прекращению применения в качестве национального стандарта Российской Федерации ГОСТ 8.590-2009 и направление соответствующего комплекта документов в Управление стандартизации Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии.

6. Контроль за исполнением настоящего приказа оставляю за собой.

Заместитель руководителя

Е.Р. Лазаренко

ГАРАНТ:

Настоящая Государственная поверочная схема вводится в действие с 1 января 2023 г.

Утверждена
приказом Федерального агентства
по техническому регулированию
и метрологии
от 20 октября 2022 г. N 2652

Государственная поверочная схема
для средств измерений угла вращения плоскости поляризации

1. Область применения

1.1. Настоящий документ распространяется на государственную поверочную схему для средств измерений угла вращения плоскости поляризации оптического излучения в видимой области спектра и устанавливает порядок передачи единицы угла вращения плоскости поляризации от государственного первичного эталона при помощи вторичного и рабочих эталонов средствам измерений с указанием показателей точности и основных методов передачи единицы.

Графическая часть Государственной поверочной схемы для средств измерений угла вращения плоскости поляризации представлена в Приложении А.

2. Сокращения

2.1. В настоящем документе использованы следующие сокращения:

ГПЭ - государственный первичный эталон;

СКО - среднее квадратическое отклонение;

НСП - неисключенная систематическая погрешность;

УВПП - угол вращения плоскости поляризации;

ICUMSA - International Commission for Uniform Methods of Sugar Analysis (Международный комиссия по унифицированным методам анализа в сахарной промышленности).

3. Государственный первичный эталон

3.1. Государственный первичный эталон единицы угла вращения плоскости поляризации предназначен для воспроизведения, хранения и передачи единицы угла вращения плоскости поляризации (УВПП) при помощи вторичного и рабочих эталонов средствам измерений.

3.2. Государственный первичный эталон состоит из комплекса следующих средств измерений и оборудования:

цифрового поляриметра со стабилизированным по частоте He-Ne лазером на длине волны 632,9914 нм в вакууме;

мер УВПП в виде пластинок поляриметрических, которые получают единицу УВПП в угловых градусах ° на цифровом поляриметре на длине волны 632,9914 нм в вакууме и это значение пересчитывается на длины волн 589,4400, 546,2271 нм в вакууме по эмпирической формуле, приведенной в Приложении Б. Также мерам УВПП может присваиваться единица по международной сахарной шкале °Z, принятой международной организацией ICUMSA, в соответствие с формулами, приведенными в Приложении В.

3.3. Государственный первичный эталон обеспечивает воспроизведение единицы УВПП со следующими метрологическими характеристиками:

диапазон значений УВПП составляет от минус 70° до плюс 70° для излучения с длиной волны 632,9914 нм в вакууме, от минус 76° до плюс 76° для излучения с длиной волны 589,4400 нм в вакууме, от минус 90° до плюс 90° для излучения с длиной волны 546,2271 нм в вакууме;

среднее квадратическое отклонение (СКО) результатов измерений S при 50 независимых измерениях, не более 0,0003°;

граница неисключенной систематической погрешности (НСП) , не более 0,0007°;

стандартная неопределенность, оцениваемая по типу A, u _A, не более 0,0003°;

стандартная неопределенность, оцениваемая по типу B, u _B, не более 0,0004°;

суммарная стандартная неопределенность, u _C, не более 0,0005°;

расширенная неопределенность U _p при коэффициенте охвата 3 и доверительной вероятности P = 0,99, не более 0,0015°.

3.4. Государственный первичный эталон применяют для передачи единицы УВПП вторичному эталону сличением при помощи компаратора, а также рабочим эталонам 1-го разряда методом прямых измерений.

4. Вторичный эталон

4.1. В качестве вторичного эталона применяют эталонные установки, представляющие собой поляриметры автоматические, в диапазоне измерений УВПП от минус 76° до плюс 76° для излучения с длиной волны 589,4400 нм в вакууме, от минус 90° до плюс 90° для излучения с длиной волны 546,2271 нм в вакууме.

4.2. СКО суммарной погрешности вторичного эталона не более 0,0025°.

4.3. Вторичный эталон применяют для передачи единицы УВПП рабочим эталонам 1-го и 2-го разряда методом прямых измерений.

5. Рабочие эталоны

5.1. Рабочие эталоны 1-го разряда

5.1.1. В качестве рабочего эталона 1-го разряда применяют меры УВПП, представляющие собой пластинки поляриметрические, в диапазоне от минус 76° до плюс 76° для излучения с длиной волны 589,4400 нм в вакууме, от минус 90° до плюс 90° для излучения с длиной волны 546,2271 нм в вакууме.

5.1.2. Доверительные границы абсолютной погрешности рабочего эталона 1-го разряда при доверительной вероятности P = 0,95 не более 0,003°.

5.1.3. Рабочий эталон 1-го разряда применяют для передачи единицы УВПП средствам измерений в виде высокоточных поляриметров, сахариметров автоматических, цифровых, а также в виде поляриметров, сахариметров автоматических, цифровых, полуавтоматических, круговых и портативных методом прямых измерений.

5.2 Рабочие эталоны 2-го разряда

5.2.1. В качестве рабочего эталона 2-го разряда применяют меры УВПП, представляющие собой пластинки и кюветы поляриметрические, в диапазоне от минус 35° до плюс 35° для излучения с длиной волны 589,4400 нм в вакууме, от минус 41° до плюс 41° для излучения с длиной волны 546,2271 нм в вакууме.

5.2.2. Доверительные границы абсолютной погрешности 8 рабочего эталона 2-го разряда при доверительной вероятности P = 0,95 составляют от 0,005° до 0,010°.

5.2.3. Рабочий эталон 2-го разряда применяют для передачи единицы УВПП средствам измерений в виде поляриметров, сахариметров автоматических, цифровых, полуавтоматических, круговых и портативных методом прямых измерений.

6. Средства измерений

В качестве средств измерений применяют:

6.1. Высокоточные поляриметры, сахариметры автоматические, цифровые с диапазонами измерений УВПП от минус 76° до плюс 76° для излучения с длиной волны 589,4400 нм в вакууме, от минус 90° до плюс 90° для излучения с длиной волны 546,2271 нм в вакууме.

Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений УВПП составляют от 0,003° до 0,008°.

6.2. Поляриметры, сахариметры автоматические, цифровые с диапазонами измерений УВПП от минус 76° до плюс 76° для излучения с длиной волны 589,4400 нм в вакууме, от минус 90° до плюс 90° для излучения с длиной волны 546,2271 нм в вакууме.

Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений УВПП составляют от 0,008° до 0,010°.

6.3. Поляриметры, сахариметры полуавтоматические, круговые и портативные с диапазонами измерений УВПП от минус 76° до плюс 76° для излучения с длиной волны 589,4400 нм в вакууме, от минус 90° до плюс 90° для излучения с длиной волны 546,2271 нм в вакууме.

Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений УВПП составляют от 0,01° до 0,20°.

6.4. Поляриметры могут иметь другие или дополнительные шкалы, например, международную сахарную шкалу °Z (приложение В), принятую международной организацией ICUMSA. Допускается в поляриметрах иметь также шкалу концентрации других веществ в процентах или весовых долях и т.п. В этом случае к поляриметрам должна быть приложена пересчетная таблица угла вращения плоскости поляризации.

Приложение А

Государственная поверочная схема
для средств измерений угла вращения плоскости поляризации

- длина волны излучения в вакууме

Приложение Б

Кварцевые пластинки

Меры УВПП в виде пластинок поляриметрических представляют собой кварцевую пластинку, установленную в металлическую оправу по ГОСТ 22409-77 "Пластинки поляриметрические. Технические требования". При расчете номинальной толщины кварцевой пластинки необходимо знать зависимость удельного вращения кварца от длины волны.

Зависимость удельного вращения кварца от длины волны при 20 °C, т.е. угол (в угловых градусах), на который поворачивается плоскость поляризации линейно поляризованного света, прошедшего кварцевую пластинку толщиной 1 мм, задается эмпирической формулой, принятой на 22 сессии ICUMSA в 1998 году (см. J.Keitel. Subject 4. Polarimetry and Quartz Plates. ICUMSA Proceeding, 1998, 22nd Session, ISBN:978-0-905003-17-7):

,

где - длина волны в мкм. Диапазон применения этой формулы от 407,9 нм до 882,6 нм.

Из этой формулы вычисляют значения удельного вращения кварца в угловых градусах для стандартных длин волн в вакууме 632,9914 нм, 589,4400 нм и 546,2271 нм:

,

,

.

Для пересчета измеренного на длине волны 632,9914 нм УВПП кварцевой пластинки на длины волн 589,4400 нм и 546,2271 нм в вакууме измеренный УВПП надо умножать на следующие коэффициенты:

,

.

Для пересчета УВПП с длины волны 546,2271 нм на длину волны 589,4400 нм в вакууме и наоборот надо использовать следующие коэффициенты:

,

.

Эти коэффициенты более точные, чем аналогичные коэффициенты, приведенные в ГОСТ 8.239-77 "ГСИ. Пластинки поляриметрические. Методика поверки".

Если во время измерений УВПП температура кварцевой пластинки отличается от 20 °C, то необходимо пересчитать значение ее УВПП для 20 °C по следующей эмпирической формуле, также принятой на 22 сессии ICUMSA в 1998 году:

,

где , , .

Из этой формулы для стандартных длин волн 546,2271 нм, 589,4400 нм и 632,9914 нм в вакууме следуют следующие выражения:

,

,

.

Формула пересчета для длины волны 589 нм более точная, чем приведенная в ГОСТ 8.239-77 "ГСИ. Пластинки поляриметрические. Методика поверки".

Приложение В

Международная сахарная шкала

Использован материал, приведенный в Приложении А Международных рекомендаций OIML R 14 "Polarimetric saccharimeters graduated in accordance with ICUMSA International Sugar Scale", редакция 1995 (Е), Международного общества законодательной метрологии (International Organization of Legal Metrology).

В.1 Точка 100 °Z Международной сахарной шкалы ICUMSA соответствует углу вращения плоскости поляризации , которое претерпевает плоскополяризованный свет зеленой линии изотопа Hg ¹⁹⁸ ( = 546,2271 нм в вакууме), при прохождении слоя раствора толщиной 200,000 мм, поддерживаемого при t = 20 °C и содержащего в 100,000 см ³ 26,0160 г чистой сахарозы, взвешенной в пустоте и растворенной в чистой воде (нормальный сахарный раствор).

Точка 0 °Z соответствует показаниям сахариметра по чистой воде.

В диапазоне от 0 °Z до 100 °Z шкала градуируется линейно, так как оптическое вращение практически пропорционально значению концентрации раствора.

В данных условиях 100 °Z по международной сахарной шкале соответствуют углу вращения плоскости поляризации

.

В.2 Для излучения, длина волны которого больше длины волны зеленой линии изотопа Hg ¹⁹⁸ ( = 546,2271 нм в вакууме), точка 100 °Z соответствует углу вращения плоскости поляризации , вычисление которого проводят в условиях, приведенных в В.1, по формуле

,

где a = - 1,7982  10 ^-3; b = + 2,765318  10 ⁵; с = + 6,55736  10 ⁹; d = + 1,03825  10 ¹⁹; - длина волны излучения в вакууме, нм.

В.3 Для желтой линии спектра дублета натрия длина волны в вакууме  = 589,4400 нм точка 100 °Z соответствует углу вращения

.

В.4 Для красного излучения He-Ne лазера с длиной волны  = 632,9914 нм в вакууме точка 100 °Z соответствует углу вращения

.

В.5 Из приведенных соотношений следуют формулы для пересчета значений УВПП в угловых градусах ° в градусы международной сахарной шкалы  °Z для набора стандартных длин волн 546,2271 нм, 589,4400 нм и 632,9914 нм в вакууме:

,

,

.

Эти формулы пересчета из угловых градусов в градусы международной сахарной шкалы более точные, чем аналогичные формулы, приведенные в ГОСТ 8.239-77 "ГСИ. Пластинки поляриметрические. Методика поверки".