Приложение Б (справочное). Пояснения к использованию понятия "неопределенность измерений" при поверке

Приложение Б
(справочное)

Пояснения
к использованию понятия "неопределенность измерений" при поверке

В международном документе [5] применено понятие "неопределенность измерений при поверке СИ" без конкретизации этого положения. Возможны различные варианты его реализации из-за многообразия реальных ситуаций в зависимости от выбранного способа поверки (поверка способом отбраковки или поверка способом градуировки), соотношения пределов погрешностей поверяемых СИ и применяемых при этом эталонов, требований к достоверности результатов поверки.

Порядок учета неопределенности измерений при поверке (см. [6]) может выглядеть следующим образом.

- измеряют (предположительно одновременно) некоторую величину эталоном (действительное значение величины Х_д) и поверяемым СИ (показания СИ - Х_изм СИ);

- погрешность поверяемого СИ вычисляют как разность между показаниями СИ и действительным значением величины  = Х_изм СИ - Х_д, значение может быть положительным, нулевым или отрицательным;

- оценивают суммарную стандартную неопределенность u_С измерения (см. [1]). По определению u_C неотрицательный параметр;

- для наиболее распространенного случая симметричных пределов погрешности эталона стандартную неопределенность типа В (u_B) вычисляют по формуле

,

(Б.1)

где  b - пределы погрешности эталона.

При этом предполагают, что погрешность может находиться с равной вероятностью в интервале, ограниченном пределами погрешности;

- для однократных измерений (достаточно частый случай при поверке, если известно, что случайный разброс результатов измерений пренебрежимо мал) полагают, что неопределенность типа А равна нулю (u_А = 0);

- оценивают расширенную неопределенность (неотрицательный параметр), где k - коэффициент охвата.

- рассчитывают верхнюю границу интервала неопределенности измеренной погрешности как сумму измеренной погрешности (положительной или отрицательной) и расширенной неопределенности U и нижнюю границу интервала неопределенности как разность измеренной погрешности и расширенной неопределенности U.

Решение о положительном результате поверки может быть принято только в том случае, если интервал неопределенности результата измерения погрешности находится внутри области допустимых значений погрешности, т.е. верхняя граница этого интервала неопределенности не превышает положительного предела погрешности поверяемого СИ , а нижняя граница этого интервала не менее отрицательного предела погрешности поверяемого СИ минус . Графически этот случай представлен на рисунке Б.1, а).

Если интервал неопределенности результата измерения погрешности полностью лежит в области недопустимых значений погрешности СИ, принимают решение о несоответствии требованиям, т.е. об отрицательных результатах поверки [см. рисунок Б.1, в)].

Если интервал неопределенности результата измерения погрешности включает в себя положительный или отрицательный предел погрешности минус , результат поверки является неокончательным и требуются повторные измерения с использованием более точного эталона. Если это невозможно (отсутствует более точный эталон), приходится принимать решение об отрицательных результатах поверки [см. рисунок Б.1, б)].

При оценке расширенной неопределенности U, как правило, применяют коэффициент охвата k = 2. Компьютерный анализ процесса поверки с использованием статистической имитационной модели поверки для такого способа подтверждения соответствия показал, что для k = 2 обеспечивается риск заказчика R₃ менее 0,01 % при уровне забракования СИ по результатам поверки не более 5 %, но только для отношений пределов погрешностей поверяемых СИ и применяемых при этом эталонов более 3. Для меньших отношений пределов погрешностей поверяемых СИ и применяемых при этом эталонов такой способ учета неопределенности измерений при поверке практически неприемлем из-за высокого уровня забракования СИ.

В качестве характеристики достоверности поверки принят "риск заказчика" R₃ - условная вероятность того, что СИ является фактически непригодным (метрологически неисправным) при условии, что оно признано в результате поверки годным на множестве поверенных СИ.

а)

б)

в)

Рисунок Б.1 - Схема учета неопределенности при подтверждении соответствия поверяемого СИ допустимым пределам погрешности:
а) положительный результат поверки;
б) неокончательный результат поверки
(в случае отсутствия более точного эталона должен считаться отрицательным);
в) отрицательный результат поверки

Так как для большинства практических случаев вполне допустим риск заказчика R₃  5 % (например, такой уровень достоверности поверки на множестве поверенных СИ обеспечивается при поверке способом отбраковки для отношений пределов погрешностей поверяемых СИ и применяемых при этом эталонов более 2,5 без учета неопределенности измерений при поверке, - т.е. в наиболее распространенном в настоящее время случае), то целесообразно применить другой метод учета неопределенности измерений при поверке. В данной ситуации может быть применено решающее правило, основанное на защитных полосах (см. раздел 8 [7], в котором предлагается осуществлять "соответствующий выбор сдвига пределов принятия относительно допускаемых пределов"). В русскоязычной литературе "предел принятия" (acceptance limit) принято переводить как "приемочный предел" или "контрольный допуск". Таким образом, с целью оптимизации процедуры поверки способом отбраковки целесообразно устанавливать контрольный допуск внутри допустимого интервала, т.е. менее, чем значение допускаемого пред