Шведова Вікторія Вікторівна

доцент,

кандидат технічних наук, Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського,

м. Київ, Україна

 

Шейнич Сергій Ігорович

магістр,

Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського,

м. Київ, Україна

 

 Анотація: Проведено аналіз існуючих підходів та технічних рішень, що застосовуються під час калібрування засобів вимірювальної техніки. Розглянуто можливі схеми реалізації калібрування та переваги, які дає впровадження процесів інтернет-калібрування.

 Ключові слова: калібрування, інтернет-калібруваня, метрологічна простежуваність.

 

 Калібрування засобів вимірювальної техніки (ЗВТ) є важливою процедурою метрологічного нагляду за ЗВТ, що використовуються в калібрувальних лабораторіях, дослідних випробувальних лабораторіях та лабораторія підприємств – виробників продукції. Відповідно до закону України «Про метрологію та метрологічну діяльність» № 1314-VII  від 5 червня 2014 «калібруванню в добровільному порядку можуть підлягати засоби вимірювальної техніки, які застосовуються у сфері та/або поза сферою законодавчо регульованої метрології» [1]. В той же час калібрування є ключовим етапом забезпечення метрологічної простужуваності, що є властивістю результату вимірювань, яка полягає в тому, що цей результат може бути пов’язаний з еталоном через задокументований нерозривний ланцюг калібрувань, кожне з яких робить свій внесок у невизначеність вимірювання [1-2].

 Таким чином калібрування з одно боку забезпечує споживчі потреби власників засобу вимірювальної техніки мати якісний ЗВТ, з визначеними компетентним органом метрологічними характеристиками, з іншого боку виконує важливу метрологічну задачу – забезпечення метрологічної простежуваності.

 Сучасний розвиток метрологічної діяльності спрямований на вирішення задач в декількох аспектах:

1. вдосконалення технічних аспектів реалізації калібрування, зокрема, із залученням сучасних інформаційних технологій комунікації, ідентифікації та передачі даних; 
2. вдосконалення традиційних підходів до опрацювання результатів калібрування з метою підвищення їх якості, зокрема, точності та інформативності;
3. адаптація результатів калібрування з метою можливості подання результату калібрування у термінах невизначеності (там де це є доцільним).

 Перша задача може бути реалізована шляхом застосування підходів, розроблених в сфері так званої інтернет-метрології, що є особливо ефективним при роботі, зокрема, з генераторами частоти через зручність передачі частотного сигналу на відстань.

 Діючі в України нормативно-технічні та нормативно-правові документи дають такі визначення калібрування:

 ДСТУ 2681-94. Метрологія. Терміни та визначення:

 калібрування засобу вимірювальної техніки (засобу вимірювань)] (calibration) - сукупність операцій, що виконуються з метою визначення метрологічних характеристик та придатності засобу вимірювальної техніки до застосування в певних умовах.

 Закон України «Про метрологію та метрологічну діяльність» № 1314 від 5 червня 2014 р.

 Калібрування - сукупність операцій, за допомогою яких за заданих умов на першому етапі встановлюється співвідношення між значеннями величини, що забезпечуються еталонами з притаманними їм невизначеностями вимірювань, та відповідними показами з пов’язаними з ними невизначеностями вимірювань, а на другому етапі ця інформація використовується для встановлення співвідношення для отримання результату вимірювання з показу.

 За [1] калібрування засобів вимірювальної техніки та оформлення його результатів проводяться відповідно до національних стандартів, гармонізованих з відповідними міжнародними та європейськими стандартами, та документів, прийнятих міжнародними та регіональними організаціями з метрології.

 При традиційному підході калібрування засобів вимірювальної техніки, як правило, проходить на стороні метрологічної організації, що проводить калібрування за українським законодавством калібрування засобів вимірювальної техніки проводиться [1]:

• науковими метрологічними центрами;
• метрологічними центрами, калібрувальними лабораторіями, акредитованими національним органом України з акредитації;
• метрологічними центрами, калібрувальними лабораторіями, які мають документально підтверджену простежуваність своїх еталонів до національних еталонів, еталонів інших держав або міжнародних еталонів відповідних одиниць вимірювання.

 В окремих випадках калібрування може проводитись на стороні клієнта (підприємства, організації – власника ЗВТ).

 В кожному з цих випадків в одному локальному просторі (калібрувальна лабораторія або лабораторія підприємства) мають бути розташовані:

• засіб вимірювальної техніки, що калібрується;
• еталонне обладнання;
• допоміжне обладнання;
• персонал калібрувальної лабораторії, який повністю проводить процедуру калібрування (включаючи з’єднання обладнання в систему), опрацювання результатів та інший метрологічний супровід та відповідає за всю процедуру калібрування.

 Схема проведення калібрування в традиційному варіанті наведена на рисунку 1. 

 

Рисунок 1. Традиційна схема калібрування засобів вимірювальної техніки.

 

 В той же час на сучасному етапі розвитку метрологічного забезпечення до недоліків традиційних систем відносять:

• надлишкові витрати часу при транспортування засобу вимірювальної техніки до калібрувальної лабораторії;
• зупинка технологічного або іншого виробничого процесу на певний термін під час проведення калібрування засобів вимірювальної техніки (якщо це обладнання використовується в цьому процесі);
• витрата коштів на транспортування;
• надлишкові витрати на оплату праці кваліфікованого персоналу калібрувальної лабораторії під час відвідування лабораторії підприємства;
• надлишкова присутність людського фактору під час проведення процедури, яка має бути виключно об’єктивною та неупередженою.

 Перелік недоліків може бути скорегований або доповнений з огляду на особливості тієї чи іншої галузі вимірювань.

 В сучасному світі ці недоліки в тій чи іншій мірі усуваються шляхом:

• на першому етапі – автоматизації процедури калібрування навіть при використанні традиційного підходу, що забезпечує об’єктивність, неупередженість та спрощення самого процесу калібрування та опрацювання результатів калібрування;
• на другому – побудову систем так званого інтернет-калібрування, які дозволяють економити ресурси: фінансові, часові, людські.  

 Розвиток інформаційних технологій і їх впровадження в різні галузі науки, промисловості і економіки формує нові можливості для удосконалення та розвитку цих галузей. Це стосується і метрології, як науки і сфери діяльності, де впровадження інформаційних технологій відкриває нові напрямки розвитку і сприяє удосконаленню традиційних.

 В сучасному світі набуває поширення напрям в інженерії, який охоплює питання використання Інтернету для забезпечення доступу до всього переліку метрологічних сервісів (служб) – це інтернет-сумісна  метрологія (Internet–enabled metrology).

 Основними напрямами, що охоплює інтернет - метрологія є [3]:

• інтернет-сумісне калібрування, при якому калібрувальна лабораторія проводить віддалений контроль за процесом калібрування в лабораторії клієнта;
• віддалений моніторинг обладнання;
• реалізація доступу до бібліотек, контролюючих сервісів, історій калібрування, вимірювальних даних, імітуючого програмного забезпечення (симуляторів) з використанням Web.

 Впровадження віддаленого калібрування з використанням інтернет як середовища для передачі інформації крім цього дозволяє вирішити ряд питань, пов’язаних з транспортуванням, нестачею обладнання, простоями в роботі та економічними затратами.

 Таким чином рисунок 1, що ілюструє схему традиційного калібрування перетворюється на рисунок 2 а) та б), що ілюструють схеми інтернет-калібрування за  типом I та типом II (опис процедури передачі даних наведено в [3]).

 

Рисунок 2. а) Схеми інтернет-калібрування за  типом I та типом II (еталонне обладнання розташоване на стороні клієнта).

 

 В частині розвинутих країн світу інтернет-калібрування не тільки впроваджено, але й легалізовано [4]. 

 Однак потрібно зазначити, що впровадження систем інтернет-калібрування не обмежується лише вирішення архітектурних проблем реалізації системи. Такі системи потребують також інформаційно-вимірювального та алгоритмічного супроводу. Дослідження в цьому напрямку ведуться в наукових установах та навчальних закладах, зокрема [5].

 

Рисунок 2. б) Схеми інтернет-калібрування за  типом I та типом II (еталонне обладнання розташоване на стороні калібрувальної лабораторії).

  

Література:

1. Закон України № 1314-VII від 5 червня 2014 року «Про метрологію та метрологічну діяльність».

2. JCGM 200: 2008. International vocabulary of metrology –Basic and general concepts and associated terms (VIM). Joint Committee on Guides for Metrology (JCGM), 2008. [Електронний ресурс]. Режим доступу: http://www.bipm.org/utils/common/documents/jcgm/JCGM_200_2008.pdf

3. Software Support for Metrology: GPG 19 – Internet-enabled Metrology Systems (NPL Report DEM-ES 012), June 2006. [Електронний ресурс]. Режим доступу: http://www.internetcalibrations.com/[NPL%20Report]%20Software% 20Support%20for%20Metrology _GPG%2019%20Internet-enabled%20Metrology%20Systems.pdf/

4. Величко О.М. Калібровка засобів вимірювальної техніки через інтернет: стан і перспективи впровадження //Український метрологічний журнал, 2006, №1. – с. 45-49.

5. Шейнич С. І, Шведова В. В. Система калібрування генератора частоти з використанням віддаленого доступу до сигналу еталонної частоти // Збірник статей учасників тридцять другої всеукраїнської практично-пізнавальної конференції «Наукова думка сучасності і майбутнього», м. Дніпро, 28 жовтня – 5 листопада 2019. – С. 56 - 59.