ВНИИМ»  информация» контакты» эталоны» Научная деятельность» Образовательная деятельность» продукция» сотрудничество» 175 лет со дня основания ВНИИМ» день метрологии» Докторский совет» семинары» закупки» ссылки» Поиск» 
 Руководство по выражению неопределенности измерения
Руководство по выражению неопределенности измерения
Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement
Перевод с англ. под науч. ред. проф. Слаева В.А.
ВНИИМ им. Д.И. Менделеева, С.-Петербург, 1999. - 134 с.

подготовленно в 1993 г. международными организациями

  • BIPM (Международное бюро мер и весов)
  • IEC (Международная электротехническая комиссия)
  • IFCC (Международная федерация клинической химии)
  • ISO (Международная организация по стандартизации)
  • IUPAC (Международный союз по чистой и прикладной химии)
  • IUPAP (Международный союз по чистой и прикладной физике)
  • OIML (Международная организация законодательной метрологии)

Задача обеспечения международного единства в подходе к представлению и оцениванию погрешностей результата измерений является актуальной. Известно, что с учетом этого Международный Комитет Мер и Весов (МКМВ) в 1978 году поручил рассмотреть эту проблему Международному Бюро Мер и Весов (МБМВ) совместно с национальными метрологическими лабораториями.

В результате проделанной работы Рабочая группа МБМВ по составлению отчета о неопределенностях измерений подготовила Рекомендацию INC-1 (1980) Выражение экспериментальных неопределенностей, которая была одобрена и утверждена МКМВ. Поскольку в результатах измерений специалисты заинтересованы повсеместно и повседневно, МКМВ передал разработку подробного Руководства Международной Организации по Стандартизации (ИСО), которая могла лучше выразить потребности, возникающие из широких интересов науки, техники, промышленности, торговли, здравоохранения, обеспечения безопасности, а также подготовки регулирующих нормативных актов.

Техническая Консультативная Группа ИСО по метрологии создала Рабочую группу (ISO/TAG 4/WG3) из экспертов, представляющих наиболее авторитетные в мире организации по метрологии: МБМВ и Международную Организацию по Законодательной Метрологии (МОЗМ), а также по стандартизации: ИСО и Международную Электротехническую Комиссию (МЭК). Итогом работы этой группы было составление Руководства по выражению неопределенности измерения [1], которое в 1993 году было издано в Швейцарии под эгидой семи международных организаций: МБМВ, МЭК, ИСО, МОЗМ, Международного Союза по Чистой и Прикладной Химии, Международного Союза по Чистой и Прикладной Физике и Международной Федерации Клинической Химии.

Руководство, основанное на Рекомендации INC-1(1980), дает правила выражения и оценивания неопределенности измерения для использования службами метрологии, стандартизации, калибровки и аккредитации лабораторий.

Принципы этого Руководства предназначены для использования в широком спектре измерений, включая те, которые требуются для: поддержания контроля качества и обеспечения качества в процессе производства; согласованности и усиления законов и регулирующих актов; проведения фундаментальных и прикладных исследований и разработок в науке и технике; эталонов и приборов для калибровки и проведения испытаний по всей национальной системе измерений для обеспечения единства измерений и связи с национальными эталонами; разработки, поддержания и сличения международных и национальных эталонов единиц физических величин, включая стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов. Следует отметить, что в Рекомендации 1 (CI-1981) МКМВ предлагается, в частности, использовать принципы, заложенные в Руководстве, и применять их при проведении международных сличений под эгидой МБМВ. Тем самым, в определенном смысле, Руководство приобрело статус неформального международного стандарта, по крайней мере - в области международных сличений эталонов. В последнее время усилился процесс интеграции России в международное сообщество, который требует гармонизации стандартов и других нормативных документов, в том числе в области метрологии, калибровки средств измерений, сертификации продукции - для устранения барьеров в торговом, промышленном, научном и культурном обмене и сотрудничестве.

Однако отечественные нормативные документы практически не используют понятия "неопределенность измерения" и ориентированы на традиционный и устоявшийся подход, основанный на понятиях "погрешность" и "характеристики погрешности". Достаточно упомянуть стандарты и технические условия на общие технические требования к средствам измерений, на методы поверки, методики выполнения измерений, методы испытаний, стандарты Государственной системы обеспечения единства измерений и др. Таким образом, существует противоречие между Руководством и системой отечественных нормативных документов. Вместе с тем, в Рекомендации 1 (CI-1981) МКМВ предлагается "... заинтересованным организациям рассмотреть и опробовать предложения Рекомендации и дать свои комментарии в МБМВ", а в [1] - "...пользователей Руководства приглашают присылать свои комментарии и вопросы для разъяснения в любую из семи поддерживающих организаций". Среди возникающих вопросов можно выделить следующие: насколько совпадает отечественная нормативная база с Руководством и в чем заключается несовпадение; каковы достоинства и недостатки того и другого; стоит ли брать Руководство в качестве основы для переработки существующей отечественной нормативной базы; насколько подход, положенный в основу Руководства, научно обоснован и практически целесообразен; соответствует ли он национальным интересам страны; на что распространяется Руководство: только на высшие звенья поверочных схем - эталоны, или на все средства измерений; кто должен применять положения Руководства на практике в России; что делать поверителям Государственной метрологической службы, которые повседневно осуществляют проверку соответствия параметров средств измерений значениям, приведенным в стандартах, ТУ, паспортах и т.д., где используются характеристики погрешности, а не неопределенность; и др. [2]. "Краеугольным камнем" Руководства [1], является: во-первых, отказ, по возможности, при изложении от использования понятий "погрешность" и "истинное значение измеряемой величины" в пользу понятий "неопределенность" и "оцененное значение измеряемой величины"; во-вторых, переход от деления (классификации) погрешностей по природе их проявления на "случайные" и "систематические" к другому делению: по способу оценивания неопределенностей измерений (по типу А - методами математической статистики, и по типу В - другими методами).

Основные положения Руководства [1] сводятся к следующему. Понятие неопределенность измерения вводится для описания точности измерения как степени доверия к полученному результату.

Основным количественным выражением неопределенности измерения является стандартная неопределенность (u) и суммарная стандартная неопределенность (uc). В тех случаях, когда это необходимо, вычисляют расширенную неопределенность U = k×uc, где k - коэффициент охвата (числовой коэффициент, используемый как множитель суммарной стандартной неопределенности для получения расширенной неопределенности). Между характеристиками погрешности измерения и неопределенностями измерений существует определенное соответствие: СКО соответствует стандартной неопределенности, доверительные границы - расширенной неопределенности. Способ оценивания доверительных границ погрешности результата измерения практически идентичен вычислению расширенной неопределенности. Некоторое методологическое различие в подходе к определению коэффициента охвата, соответствующего коэффициенту K, который традиционно используется в отечественной нормативной документации, незначительно сказывается на результатах оценивания характеристик погрешности (неопределенности) измерения в практических задачах. Госстандартом России ВНИИМ им. Д.И. Менделеева было поручено: подготовить перевод на русский язык Руководства [1] и разработать Рекомендации по применению "Руководства по выражению неопределенности измерения".

Во исполнение этого поручения во ВНИИМ им. Д.И. Менделеева был подготовлен перевод на русский язык Руководства [3]. Этот перевод издан в количестве 1000 экземпляров. В журнале Измерительная техника, начиная с N 8 1999 г., публикуется информация об издании перевода с тем, чтобы заинтересованные специалисты и организации могли приобрести его за наличный или безналичный расчет во ВНИИМ им. Д.И. Менделеева. Перевод сделан (по возможности) аутентичным и оформлен по образу и подобию оригинала. Во ВНИИМ им. Д.И. Менделеева также разработана Рекомендация МИ 2552-99 ГСИ. Применение Руководства по выражению неопределенности измерения, которую также можно заказать по почте.

Разработка этого нормативного документа (НД) шла параллельно с широкой дискуссией по данному вопросу, развернутой в печати, на конференциях и семинарах, в которой авторы НД приняли активное участие, что позволило ознакомить с концепцией документа большой круг специалистов и в большой степени учесть их замечания и предложения. Был проведен ряд согласительных совещаний. Поэтому можно считать, что эта рекомендация метрологического института является плодом работы большого коллектива отечественных специалистов. При этом мнения специалистов о порядке применения Руководства в России существенно разделились. Их можно разбить на следующие основные группы:

  • Руководство не является международным стандартом и применять его в отечественной практике нецелесообразно, т.к. концепция погрешности результатов измерений привычней и лучше, чем концепция неопределенности;
  • Руководство целесообразно применять при международных сличениях эталонов, проводимых под эгидой МКМВ и его Консультативных Комитетов; при выдаче сертификатов соответствия по результатам испытаний зарубежных средств измерений с целью утверждения типа и при их калибровке; при подготовке публикаций для издания за рубежом и т.п.;
  • Руководство целесообразно применять во всех областях метрологической деятельности наравне с отечественными нормативными документами по метрологии;
  • Руководство следует использовать как международный стандарт прямого применения;
  • целесообразен выход на международный уровень с инициативой дальнейшего развития предложений рабочей группы МБМВ и издания нового, переработанного Руководства.

Первый подход противоречит тенденции интеграции России в мировое сообщество и гармонизации отечественных нормативных документов с международными, а также Lвыпадает│ из контекста выработки концепции применения Руководства в России и поэтому далее не рассматривается. При разработке Рекомендации [4] была использована вторая, наиболее мягкая концепция, предусматривающая применение Руководства при международных сличениях эталонов, проводимых под эгидой МКМВ и его Консультативных Комитетов; при выдаче сертификатов соответствия по результатам испытаний зарубежных средств измерений и при их калибровке; а также при подготовке публикаций для издания за рубежом.

Специфика документа отразилась в его структуре и содержании, а именно: помимо собственно рекомендаций по применению Руководства, документ содержит краткое изложение концепции неопределенности, сопоставление двух подходов к оцениванию точности на основе концепции неопределенности и погрешности измерения, а также примеры вычисления неопределенности и оценивания погрешности. Обоснованием такого построения документа явились следующие соображения:

  • не все пока могут ознакомиться с полным текстом Руководства (да, это и обременительно по затрачиваемому на это времени);
  • разработанный нормативный документ рассчитан на широкий круг специалистов и имеет небольшой объем;
  • целесообразно обеспечить соответствие существующей тенденции, наблюдаемой в мире, а именно: появлению небольших по объему Руководств отдельных национальных метрологических институтов, а также Руководств, специализированных по видам измерений и конкретным измерительным задачам.

Содержание документа включает в себя 4 раздела:

  • Область применения и нормативные ссылки;
  • Определения и обозначения;
  • Рекомендации по применению Руководства;
  • Соответствие между формами представления результатов измерений, используемыми в отечественных нормативных документах по метрологии, и формой, используемой в Руководстве.

Кроме того, оно включает четыре Приложения и библиографию.

В Приложении А приведен сравнительный анализ двух подходов к выражению точности результатов измерений.

В Приложении Б дается пример оценивания характеристик погрешности и вычисления неопределенности измерений в случае измерения силы электрического тока с помощью вольтметра и токового шунта.

В Приложении В дан пример оценивания характеристик погрешности и вычисления неопределенности измерений длины штриховой меры.

И, наконец, в Приложении Г для удобства практического использования Рекомендации приведены значения коэффициента Стьюдента с n степенями свободы.

Важно отметить, что дискуссия по поводу концепции неопределенности и ее применения продолжается до сих пор как внутри страны, так и за рубежом. В рамках разработанного нормативного документа [5] невозможно примирить все имеющиеся точки зрения, что, впрочем, и не являлось задачей его создания. По-видимому, Рекомендация является документом переходного периода, который уже сейчас позволит отечественному метрологу вычислять неопределенности измерений без кардинальной ломки его представлений об оценивании погрешностей измерений.

Очередным этапом внедрения руководства в отечественную метрологическую практику послужило рассмотрение этого вопроса на заседании Научно-технической комиссии по метрологии и измерительной технике Госстандарта России, состоявшемся 1 февраля 2000 г. Научно-техническая комиссия приняла решение, в котором, в частности, отмечено: Считать целесообразным при разработке новых нормативных документов, а также при пересмотре действующих НД по метрологии, стандартизации и сертификации вводить в эти документы требования по выражению результатов измерений с использованием, при необходимости, неопределенности наряду с характеристиками погрешности.

На 10 заседании Комитета КООМЕТ, которое состоялось 25-26 мая с.г., принято решение о включении в план работы этой международной организации темы: О порядке применения Руководства по выражению неопределенности измерений в странах-членах КООМЕТ. Хотелось бы выразить надежду на то, что внедрение концепции неопределенности в России будет идти параллельно с ее совершенствованием и корректировкой самого Руководства.

ЛИТЕРАТУРА
  1. Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement: First edition. - ISO, Switzerland, 1993. - 101 pp.
  2. Тарбеев Ю.В., Слаев В.А., Чуновкина А.Г. Проблемы применения в России международного Руководства по выражению неопределенности измерения. // Измерительная техника, 1, 1997. - с. 69 - 72.
  3. Руководство по выражению неопределенности измерения: Перевод с англ. под науч. ред. проф. Слаева В.А. - ВНИИМ им. Д.И. Менделеева, С.-Петербург, 1999. - 134 с.
  4. МИ 2552-99. Рекомендация. ГСИ. Применение Руководства по выражению неопределенности измерений. - ВНИИМ им. Д.И. Менделеева, С.-Петербург, 1999. - 31 с.
  5. Руководство ЕВРАХИМ/СИТАК Количественное описание неопределенности в аналитических измерениях, 2-е издание, 2000. Пер. с англ. - С.-Петербург: ВНИИМ им. Д.И. Менделеева, 2002. - 149 с.
 english 
 Руководство по выражению неопределенности измерения
Каталог "Государственные эталоны России"
Ханов Н.И. и др. Измерения количества и качества нефти и нефтепродуктов при сборе, транспортировке, переработке и коммерческом учете.
Руководство по выражению неопределенности измерения
Н.И.Ханов. Роль метрологии в решении проблем нефтяного комплекса страны
Рекомендация "ГСИ. Метрология. Физические величины и их единицы"
Количественное описание неопределенности в аналитических измерениях
 ©2001-2015, ВНИИМ
mail to webmaster 


Краткая информация о Вашей работе:
 

В течение какого времени Вы сотрудничаете с нами? 
менее 1 года 1-2 года 2-5 лет более 5 лет

Соответствует ли качество предоставляемых продукции и услуг
согласованным требованиям или условиям договора?  Да Нет Частично

Удовлетворяют ли условия заключаемых договоров?  Да Нет Частично

Привлекательны ли для Вас цены на продукцию и услуги?  Да Нет Частично

Оперативно ли проводится работа по Вашим запросам,
замечаниям, претензиям, рекламациям?  Да Нет Частично

Как Вы оцениваете компетентность и личные качества сотрудников?  Да Нет Частично

Доступна ли и своевременна информация о предприятии
по интересующим Вас вопросам?  Да Нет Частично


Благодарим за участие в анкетировании!