Основы метрологии

1) в камеру термостата помещают скважинную часть аппаратуры и убеждаются в том, что начальная температура в камере установилась в пределах Т₀ = (20±5) ^оС;

2) фиксируют значение начальной температуры Т₀ и значение измеряемого параметра Х (показания аппаратуры) при температуре Т и заносят их в протокол калибровки;

3) включают термостат и обеспечивают скорость изменения температуры не более 2^оС в минуту;

4) по мере изменения температуры в термостате следят за изменениями показаний калибруемой аппаратуры, фиксируя и занося в протокол эти показания не менее, чем при пяти значениях температуры Т, равномерно распределенных в нормированном диапазоне, включая нижнее и верхнее значения;

5) следят, чтобы изменение температуры в камере термостата за время считывания показаний (в том числе и при многократных измерениях) не превышало, например, 2^оС;

6) строят по точкам функцию влияния температуры на показания аппаратуры в виде графика функции, представляющей собой зависимость изменения показаний от текущего значения температуры в камере термостата.

Если характеристика случайной погрешности нормирована или случайная погрешность признана существенной, то при каждом значении температуры выполняют многократные измерения воспроизводимой величины.

17.6 Изменения показаний аппаратуры при изменении напряжения питания

Наибольшие изменения показаний аппаратуры при изменении напряжения (или тока) питания в нормированных пределах определяют в следующей последовательности:

1) фиксируют показания аппаратуры при воспроизведении измеряемого параметра Х вблизи середины диапазона измерений при напряжении питания в пределах, например, U = (220 ± 4) В; фиксируют также заданные значение напряжения U; если характеристика случайной погрешности нормирована или случайная погрешность признана существенной, то при каждом значении напряжения обязательно выполняют многократные измерения параметра;

2) изменяя с помощью автотрансформатора напряжения питания в нормированных пределах (например, от 200 до 240 В), фиксируют наибольшие отклонения показаний аппаратуры от начального показания Х_о, соответствующего номинальному значению напряжения питания, то есть определяют оценку поправки по формуле:

(88)

или по формуле:

, (89)

если случайная составляющая погрешности аппаратуры существенна;

3) строят по точкам функцию влияния напряжения питания на показания аппаратуры в виде графика функции или таблицы, представляющей собой зависимость изменения поправки к измеренному значению от текущего значения напряжения питания.

17.7 Изменения показаний аппаратуры, обусловленные взаимным влиянием измерительных каналов

Взаимное влияние измерительных каналов многоканальной геофизической измерительной аппаратуры определяют по следующей методике:

1) во всех измерительных каналах, кроме первого, устанавливают значение измеряемого параметра, соответствующее приблизительно середине диапазона измерений;

2) изменяя значение информативного параметра входного сигнала (измеряемого параметра) первого канала от нижнего значения диапазона измерений до верхнего или наоборот, фиксируют изменения показаний во всех остальных каналах; если собственная случайная погрешность канала существенна, то фиксируют изменения среднего значения показаний;

3) устанавливают в первом канале значение измеряемого параметра соответствующее приблизительно середине диапазона измерений;

4) изменяя значение информативного параметра входного сигнала второго канала от нижнего значения диапазона измерений до верхнего или наоборот, фиксируют изменения показаний во всех остальных каналах;

5) аналогичные операции повторяют для всех остальных каналов и выявляют два канала, взаимное влияние которых максимально, и оно принимается за погрешность аппаратуры от влияния каналов друг на друга; это максимальное значение погрешности заносят в протокол калибровки.

Отметим, что характеристики влияния на случайную составляющую погрешности и вариацию здесь не рассматриваются ввиду их несущественности практически для всех видов скважинной геофизической аппаратуры.

Обычно нормированные пределы основной погрешности измерительного прибора, применяемого для измерений выходного сигнала калибруемой аппаратуры, не превышает 0,2 нормированных пределов ее основной погрешности. Поэтому погрешность измерений выходного сигнала аппаратуры при нахождении оценок метрологических характеристик считается пренебрежимо малой и при оценке характеристик ее погрешности не учитывается.

Все полученные действительные значения метрологических характеристик аппаратуры заносятся в "Сертификат о калибровке".

18. Поверка средств измерений

18.1 Подтверждение соответствия

Поверка СИ - установление официально уполномоченным органом, пригодности средства измерений к применению на основании экспериментально определяемых метрологических характеристик и подтверждения их соответствия установленным обязательным требованиям [22].

Поверка СИ - это совокупность операций, выполняемых в целях подтверждения его соответствия метрологическим требованиям (формулировка из Закона 102-ФЗ).

Из этих определений следует, что процедура поверки СИ содержит правовой (юридический) аспект, направленный на подтверждение годности конкретного экземпляра СИ к применению по назначению - измерять конкретную величину в нормированном диапазоне измерений в пределах нормированной погрешности. Таким образом, понятие "поверка" процедурно шире понятия "калибровка". Как упоминалось, калибровку можно условно считать составной частью поверки, если при этом используются результаты калибровки.

Главной процедурой при поверке, как и при калибровке, является измерительный эксперимент (моделирование измерений) с использованием эталонов.

Метрологические требования обычно изложены в стандартах и в паспорте на СИ и включают нормированные значения метрологических характеристик. Однако при поверке чаще всего подтверждается соответствие только характеристик их погрешности.

Поверка средств измерений по характеристикам погрешности может быть выполнена двумя способами:

1) с использованием результатов калибровки (с определением поправки, оценки среднего квадратического отклонения, вариации, максимального изменения показаний во времени и характеристик влияния в зависимости от номенклатуры нормированных характеристик основной и дополнительной погрешности);

2) без использования результатов калибровки (по нахождениям показаний или выходного сигнала в пределах допускаемых значений), то есть формально "по допуску" (этот способ в геофизике не используется).

Поверка может быть обязательной, если поверяемое СИ находится в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений (Статья 1 Закона № 102), или добровольной (Статья 13). Обязательная поверка ранее называлась "государственной поверкой" средств измерений. Обязательная или добровольная поверка средств измерений выполняется поверителем ("юристом"), аккредитованным на техническую компетентность уполномоченным компетентным органом.

На геофизические СИ сфера действия государственного регулирования обеспечения единства измерений не распространяется, поэтому они могут подвергаться поверке метрологической службой геофизического предприятия с использованием результатов калибровки в добровольном порядке. Причем на большинстве предприятий поддерживаются жесткие требования по подтверждению соответствия геофизической аппаратуры установленным метрологическим требованиям. Перечень геофизических средств измерений, подвергаемых периодической поверке, составляется и утверждается руководителем геофизического предприятия.

Если метрологическая служба предприятия оказывает услуги по калибровке геофизической аппаратуры другим предприятиям, то она должна периодически подтверждать свою техническую компетентность на соответствие требования стандарта ИСО/МЭК 17025 путем регистрации в Реестре Российской системы калибровки.

Рассмотрим вопросы поверки применительно к геофизическим СИ.

В эксплуатационной документации (например, в "Техническом описании и руководстве по эксплуатации") на аппаратуру конкретного типа в разделе "Поверка" должны быть указаны:

1) типы и основные характеристики используемых эталонов;

2) перечень метрологических характеристик, подлежащих определению или контролю;

3) диапазон значений измеряемого параметра и число точек контроля, воспроизводимых при поверке;

4) число измерений в каждой точке контроля;

5) методика определения метрологических характеристик;

6) допускаемый показатель качества поверки аппаратуры.

Поверка геофизической аппаратуры по основной погрешности выполняется путем измерений параметра, воспроизводимого эталоном, и сравнением полученной оценки максимальной поправки с нормированным пределом основной абсолютной погрешности. Если нормированы характеристики систематической и случайной составляющих основной погрешности, то всегда выполняются многократные измерения и полученная поправка находится по среднему арифметическому измеренного значения, вычитаемому из эталонного.

При проведении поверки должны быть применены эталоны, имеющие свидетельство о поверке или сертификат о калибровке.

18.2 Основные операции поверки

В общем случае поверка геофизической аппаратуры по основной погрешности включает следующие основные операции:

1) внешний осмотр и опробование;

2) выполнение измерений;

3) обработку измеренных значений и нахождение оценок поправок в точках контроля;

4) определение годности (негодности) аппаратуры к применению путем сравнения полученной оценки поправки с нормированным пределом основной абсолютной погрешности (или с контрольным допуском);

5) оформление результатов поверки (протокола и свидетельства о поверке или извещения о непригодности).

При проведении поверки не должно быть вибраций, тряски, ударов, электрических и магнитных полей, являющихся источниками погрешности, а также должны быть соблюдены нормальные условия измерений: температура окружающей среды (20 ? 5) ^оС; относительная влажность (65 ? 15)%; атмосферное давление (100 ? 6) кПа; напряжение и частота тока питания (220 ? 5) В, (50,0 ? 0,5) Гц.

Индивидуально-градуируемая аппаратура поступает на поверку вместе с действующей градуировочной характеристикой. При проведении внешнего осмотра должно быть установлено соответствие ее комплектности требованиям руководства по эксплуатации, отсутствие механических повреждений аппаратуры, влияющих на ее работоспособность и метрологические характеристики. Аппаратура, забракованная при внешнем осмотре, дальнейшей поверке не подлежит.

При опробовании аппаратуры следует проверить ее работоспособность и убедиться в выполнении требований к неинформативным параметрам входных и выходных сигналов.

В зависимости от комплекса НМХ СИ применяют различные методики измерений параметров, воспроизводимых при его поверке.

Если в комплексе НМХ отсутствуют характеристики случайной составляющей погрешности и вариации, а в эксплуатационной документации не указано число измерений в контрольных точках, то метролог убеждается в отсутствии необходимости строить отдельную МИ на основе многократных измерений. В этом случае выполняют трехкратные измерения параметра вблизи середины диапазона (или вблизи другого значения, где возможно появление наибольших значений случайной составляющей погрешности).

Если размах показаний при этом не превышает 20 % от нормированного предела основной погрешности, то в дальнейшем МИ строят на основе однократных измерений, в противном случае измерения в каждой контрольной точке выполняют не менее пяти раз.

Если в комплексе НМХ отсутствуют характеристики вариации, то в ее несущественности убеждаются только для аппаратуры, содержащей преобразователи, у которых по принципу действия могут возникать явления гистерезиса (люфты). При этом калибровочное устройство должно позволять воспроизведение параметра плавно как со стороны меньших, так и со стороны больших значений. Если оценка вариации не превышает 20 % от нормированного предела основной погрешности, то МИ строят без учета вариации.

Если в комплексе НМХ имеются характеристики случайной составляющей погрешности, то рекомендуется проводить не менее 10 измерений в каждой контрольной точке. Если нормирована еще и вариация, то многократные измерения выполняют поочередно сначала со стороны меньших, а затем со стороны больших значений.

При контроле характеристик изменения показаний СИ за установленный интервал времени выполняют измерения параметра, воспроизводимого в диапазоне (0,5 - 0,9) от верхнего значения диапазона измерений в начальный момент времени и через каждые 20% от времени, указанного в документации для этой характеристики.

18.3 Документирование соответствия

Установление годности аппаратуры к применению по результатам поверки осуществляется на основании сравнения вычисленных оценок метрологических характеристик с нормированными значениями этих характеристик и погрешности эталонов.

Например, геофизическую аппаратуру можно считать годной к эксплуатации с вероятностью 1, если в каждой точке контроля модуль оценки ее абсолютной погрешности, за которую принимается оценка поправки, меньше или равен разности модуля нормированного предела абсолютной погрешности и модуля нормированного предела эталона:

(). (90)

При равенстве поправки соответствующему нормированному пределу погрешности вероятность годности аппаратуры составит всего лишь 50% (см. раздел 18.4).

Геофизическая аппаратура считается пригодной к эксплуатации, если реальная функция влияния изменения температуры на поправку не выходит за граничные функции влияния температуры и реальная функция влияния изменения напряжения питания не выходит за наибольшие допускаемые изменения показаний в нормированном диапазоне изменения напряжения питания.

Результаты поверки аппаратуры оформляют протоколом. При положительных результатах поверки производят запись в паспорте о годности аппаратуры, и оформляется "Свидетельство о поверке". График температурной поправки и другие построенные функции влияния прикладываются к свидетельству о поверке аппаратуры.

При отрицательных результатах поверки аппаратура к эксплуатации не допускается.

Сведения о результатах поверки геофизической аппаратуры хранятся в базе данных метрологической службы (в метрологическом сервере) и передаются в технический отдел и интерпретационную службу геофизического предприятия по компьютерной сети или другим способом.

18.4 Качество и достоверность поверки

Деятельность метрологической службы любого предприятия, в том числе и геофизического, также характеризуется показателями качества ее работы. Эти показатели отражают правильность и достоверность отбраковки негодных геофизических средств измерений в результате их поверки (метрологических испытаний на подтверждение их соответствия метрологическим требованиям).

Методики проведения поверки СИ всегда предполагают использование эталонов и других вспомогательных технических средств, вносящих в результаты поверки погрешность, называемую погрешностью поверки. Если бы погрешность поверки была равна нулю, то сравнивая оценки погрешности СИ с нормированным значением, всегда можно было бы сделать правильное заключение о ее годности или негодности. Качество поверки будет тем выше, чем ниже погрешность поверки и, следовательно, меньше ошибок в оценке годности поверяемой аппаратуры. Поэтому при определенном соотношении нормированных пределов аппаратуры и эталона имеется вероятность Р?0 признать годной в действительности негодное СИ и забраковать заведомо годное СИ.

Для метрологической службы забраковать заведомо годную аппаратуру менее опасно, чем признать годной в действительности негодную аппаратуру. Поэтому при проведении поверки геофизических СИ будем рассматривать два показателя, отражающих качество поверки и достоверность годности СИ.

Показатель качества поверки (П_кп) - это отношение предела допускаемой погрешности СИ к пределу допускаемой погрешности применяемого эталона. Данный показатель отражает потенциальные возможности достоверной отбраковки негодных измерительных каналов геофизической аппаратуры. Так, например, при П_кп=10 потенциальные возможности достоверной отбраковки негодной аппаратуры выше, чем при П_кп=3. Для скважинной аппаратуры этот показатель может быть менее 2.

Вероятность (или степень) годности () - это наибольшая вероятность годности поверяемого СИ для наибольшей оценки поправки в каждой точке контроля. Вычисленное значение такой вероятности принимается за показатель достоверности поверки в каждой конкретной точке его метрологического контроля.

Функциональная связь вероятности годности с оценкой поправки поверяемой аппаратуры определяется формулой:

(91)

где - плотность распределения вероятности появления поправки к показаниям аппаратуры в интервале ; - нормированный положительный предел погрешности поверяемой аппаратуры;

- нормированный положительный предел погрешности эталона [7].

Однако плотность распределения вероятности появления погрешности аппаратуры в интервале определить экспериментально чрезвычайно трудно. Поэтому целесообразно выбрать какой-либо известный теоретический закон распределения случайных величин, подходящий для решения поставленной задачи.

Для практических целей можно выбрать законы распределения плотности вероятности появления поправки к показаниям аппаратуры и эталона в интервале равномерными. Тогда композиция этих двух равномерных законов распределения поправок будет описываться треугольным законом распределения плотности вероятности совместного появления поправок поверяемого СИ и эталона в любой точке интервала . Следовательно, кривую вероятности признания аппаратуры годной по результатам поверки с разными показателями ее качества можно представить следующими графиками функции годности, показанными на рис. 21.

При появлении оценки поправки поверяемой аппаратуры в каждой из четырех зон на этом рисунке делается заключение о ее годности в соответствии с табл. 8.

,% 100 50 0 а) Показатель качества Пкп = 2	,% 100 50 0 б) Показатель качества Пкп = 10

Рис. 21. Графики функции "годности" СИ:

а) - при качестве поверки 2; б) - при качестве поверки 10.

Таблица 8 Заключение о годности СИ при разных значениях оценки поправки к его показаниям.

Зона на рис. 2.2	Область нахождения оценки поправки СИ	Заключение о годности поверяемого СИ
1		Заведомо годно
2		Возможно годно
3		Возможно негодно
4		Заведомо негодно

При оценке степени годности СИ нас интересует только зона 2 на рис. 21 с областью нахождения оценки поправки в интервале , для которого вероятность годности в % вычисляется по формуле:

. (92)

Вероятность годности СИ по результатам поверки может быть легко вычислена и использована для принятия решения при оценке поправки, приближающейся к ее пределу.

Вероятность годности в зоне 2 может меняться от 100% до 50%, а в зоне 3 - от 50% до 0.

Показатель в зоне 3 нами не рассматривается, так как при поверитель сразу выполнит отбраковку СИ как "возможно негодного".

При равенстве оценки поправки положительному пределу всегда вероятность годности при любом значении показателя качества поверки П_кп ("фифти-фифти").

Для других законов распределения поправок, например, усеченного нормального, показатели достоверности и качества поверки СИ будут более благоприятными для ее потребителя.

Обычно показатель качества поверки геофизической аппаратуры известен до проведения поверки, так как он легко вычисляется по данным из "Сертификата о калибровке" эталона, применяемого для её поверки. Вероятность годности оценивают либо сразу в процессе измерений поверяемой аппаратурой параметров, воспроизводимых эталоном, в каждой точке контроля, либо после выполнения таких измерений.

Чем ближе оценка поправки к нормированному пределу, тем меньше вычисленное числовое значение вероятности годности, тем меньше уверенность метролога (поверителя) в годности поверяемой аппаратуры даже, если оценка поправки не превышает нормированного значения. В таком случае при их соизмеримости анализ вероятности годности позволяет поверителю, например, вовремя принять решение о необходимости замены старой градуировочной характеристики аппаратуры на новую.

Значение показателя качества поверки зависит от характеристик погрешности применяемого эталона, определяемых при его калибровке или поверке аккредитованными специалистами. Полученные пределы или оценки погрешности эталона вносятся в настройки метрологической обрабатывающей программы для вычисления текущего значения вероятности годности аппаратуры в каждой точке её метрологического контроля. Кроме того, такие обрабатывающие метрологические программы могут генерировать для поверителя сообщение (подсказку или рекомендацию) о возможных вариантах принятия решения по результатам поверки аппаратуры.

19. Закон "Об обеспечении единства измерений"

Для осуществления деятельности по обеспечению единства и требуемой точности измерений в Российской Федерации функционируют государственная и ведомственные метрологические службы, а также метрологические службы организаций. Эти службы осуществляют свою деятельность в рамках и в соответствии с требованиями Федерального закона "Об обеспечении единства измерений" от 26 июня 2008 г. № 102-ФЗ.

Цели и сфера действия закона:

- установление правовых основ обеспечения единства измерений;

- защита от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений;

- обеспечение граждан достоверными результатами измерений для защиты их жизни и здоровья, охраны окружающей среды, животного и растительного мира, обеспечения обороны и безопасности;

- содействие научно-техническому прогрессу.

Закон регулирует отношения, возникающие при выполнении измерений, соблюдении требований к измерениям, единицам величин, эталонам, стандартным образцам, средствам измерений, при оказании метрологических услуг.

Сфера государственного регулирования обеспечения единства измерений распространяется на измерения в области здравоохранения, ветеринарии, охраны окружающей среды и труда, промышленной безопасности, учетных операций и торговли, связи, обороны, спорта, гидрометеорологии, геодезии и картографии, сертификации и государственного контроля.

Требования к измерениям и единицам величин

Измерения, относящиеся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, должны выполняться по аттестованным методикам, за исключением методик, предназначенных для выполнения прямых измерений, с применением средств измерений утвержденного типа, прошедших поверку. Методики для выполнения прямых измерений, вносятся в эксплуатационную документацию на средства измерений. Результаты измерений должны быть выражены в единицах, допущенных к применению в Российской Федерации.

В России применяются единицы Международной системы единиц, принятые Генеральной конференцией по мерам и весам. Наименования единиц величин, их обозначения, правила написания, а также правила их применения устанавливаются Правительством РФ. Единицы величин передаются средствам измерений от эталонов и стандартных образцов. Государственные эталоны образуют эталонную базу РФ и не подлежат приватизации. Государственные первичные эталоны единиц величин содержатся и применяются в государственных научных метрологических институтах. Они подлежат сличению с эталонами единиц величин Международного бюро мер и весов и национальными эталонами единиц величин иностранных государств.

Стандартные образцы предназначены для воспроизведения, хранения и передачи характеристик состава или свойств веществ (материалов), выраженных в значениях единиц величин, допущенных к применению. В сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений применяются СО утвержденных типов, прошедшие поверку.

Государственное регулирование в области обеспечения единства измерений осуществляется в следующих формах:

1) утверждение типа стандартных образцов или типа средств измерений;

2) поверка средств измерений;

3) метрологическая экспертиза;

4) государственный метрологический надзор;

5) аттестация методик измерений;

6) аккредитация на выполнение метрологических работ и услуг.

При утверждении типа средств измерений устанавливаются показатели точности, межповерочный интервал и методика поверки.

Средства измерений, предназначенные для применения в сфере государственного до ввода в эксплуатацию, а также после ремонта подлежат первичной поверке, а в процессе эксплуатации - периодической поверке. Средства измерений, не предназначенные для применения в сфере госрегулирования, могут подвергаться поверке в добровольном порядке. Обязательная метрологическая экспертиза требований к измерениям, стандартным образцам и средствам измерений проводится государственными научными метрологическими институтами. Государственный метрологический надзор осуществляет Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (сокращённо - Росстандарт). Ранее, до 2004 г., руководство государственной метрологической службой России осуществлял Госстандарт России. Росстандарту подчиняется сеть метрологических институтов, разрабатывающих и хранящих первичные и рабочие государственные эталоны.

В составе государственной метрологической службы имеется сеть территориальных органов - областных и республиканских Центров метрологии, стандартизации и сертификации (ЦСМ). Эти центры выполняют поверку общетехнических средств измерений по заявкам предприятий на договорных условиях.

ЦСМ ведут государственный надзор за метрологической деятельностью предприятий, в том числе и за геофизическими предприятиями, по соблюдению стандартов, правил и норм в части средств измерений, регламентированных статьей 1 Закона № 102-ФЗ. В сферу государственного регулирования обеспечения единства измерений входят в основном СИ, используемые в торговле, медицине, оборонной промышленности, для учета энергоносителей, для оценки уровня радиационной опасности и контроля безопасности труда работников, для целей обязательной сертификации продукции и т.п.

Метрологическая деятельность предприятий, применяющих СИ, не входящие в сферу государственного регулирования обеспечения единства измерений, осуществляется в соответствии с нормативными документами Российской системы калибровки (РСК). Предприятия, оказывающие платные метрологические услуги другим предприятиям, должны быть аккредитованы на право выполнения калибровочных работ уполномоченным органом. Научно-методическим центром РСК является ФГУП "Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы" (ВНИИМС). Уполномоченной экспертной организацией РСК в области геофизических измерений является уфимский ГУП Центр метрологических исследований "Урал-Гео".

Вопросы для самопроверки по второй главе:

1. Какая деятельность называется метрологической?

2. Каковы отличительные признаки метрологической деятельности от измерительной деятельности?

3. Какие СИ называются индивидуально градуируемыми?

4. Как строится линейная градуировочная характеристика?

5. В чем особенность параболической градуировочной характеристики, построенной алгебраическим способом?

6. Как строится параболическая градуировочная характеристика статистическим способом?

7. Какие операции выполняют при калибровке средств измерений?

8. Как определяют аддитивную поправку к показаниям СИ?

9. Как определить СКО случайной составляющих основной абсолютной погрешности СИ?

10. Как строится функция влияния температуры на поправку к показаниям СИ?

11. Что означает словосочетание "поверка СИ"?

12. Какими показателями оценивается качество и достоверность поверки?

13. Почему понадобилась Международная система единиц SI?

14. Что принято за единицу длины, через скорость света?

15. Что принято за эталон "килограмма"?

16. Как и чем различаются российский эталон килограмма и международный прототип килограмма?

17. Чему равна единица времени "секунда"?

18. Что принято за единицу силы электрического тока?

19. Как соотносятся Кельвин и градус Цельсия?

20. Как появилась возможность создания единого эталона "длины-времени-частоты"?

21. Какая основная единица воспроизводится с максимальной точностью и каковы её показатели?

22. Какова структура поверочной схемы?

23. Как регулируется обеспечение единства измерений?

24. Как взаимосвязаны Росстандарт, метрологические институты, Центры стандартизации и метрологии, метрологические службы геофизического предприятия?

25. На какую сферу метрологической деятельности распространяется Российская система калибровки?



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Достоверная исходная измерительная информация является основой любой формы управления, анализа, прогнозирования, планирования, контроля и регулирования. Она важна в научных исследованиях, при изучении природных явлений, при оценке ресурсов любой страны с целью определения их запасов, контроля за их рациональным извлечением и использованием, а также с целью охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности.

2. Метрология является научной основой двух видов человеческой деятельности - измерительной - с целью получения результата измерений величины и метрологической - с целью воспроизведения единицы величины и передачи ее средствам измерений на хранение при осуществлении измерительной деятельности. Деятельность геофизической компании связана с использованием средств измерений и включает измерительную и метрологическую деятельность. Метрологическую деятельность осуществляет метрологическая служба.

3. Метрология базируется на двух постулатах: 1) существует истинное значение величины; 2) определить его невозможно. Значит, измеренное значение величины всегда отличается от истинного и является случайной величиной.

4. Неопределенность отклонения измеренного значения величины от ее истинного значения является общим свойством любых измерений, а погрешность является количественным вероятностным или статистическим показателем этой неопределенности.

5. Неопределенность измерений обусловлена систематическими и случайными эффектами, влияние которых на измеренное значение величины отражается, соответственно, систематическими и случайными погрешностями.

6. Под "результатом измерений" следует понимать не только единственное измеренное значение величины, а доверительный интервал, в котором может оказаться истинное значение измеряемой величины с заданной вероятностью, включая измеренное значение величины и погрешность измерений. Ширина доверительного интервала для истинного значения измеряемого параметра модели объекта измерений служит показателем качества (точности, неопределенности) выполненных измерений.

7. Метрологическая деятельность в Российской Федерации является настолько важной для страны, что она регламентирована действующим Федеральным законом "Об обеспечении единства измерений" № 102-ФЗ от 26 июня 2008 г. Требуется документально подтверждать прослеживаемость единиц физических величин, используемых в любой измерительной деятельности, к государственным эталонам России.

8. Сопоставимость результатов измерений базируется на прослеживаемости единиц физических величин, которая, в свою очередь, базируется на передаче средствам измерений единиц от эталонов через цепь последовательных калибровок или поверок. Калибровка - определение действительных значений метрологических характеристик средств измерений. Поверка - подтверждение соответствия средств измерений метрологическим требованиям. Поверка характеризуется показателями качества и достоверности.

9. Под геофизическими измерениями в скважинах следует понимать всю совокупность операций, выполняемых с целью определения значений измеряемых параметров каждого выделенного пласта, пересеченного скважиной, и параметров этой скважины.

10. Дальнейшее развитие геофизических измерений в скважинах следует ожидать в направлении создания стандартов на методики измерений конкретных параметров пластов и скважин с последующей их аттестацией применительно к конкретным нефтегазовым месторождениям.

11. Слова Д.И. Менделеева "Истинная наука немыслима без меры" подтверждает мысль о том, что геофизические исследования в скважинах базируются главным образом на скважинных измерениях. Требуется дальнейшее развитие и совершенствование как самой науки о скважинных измерениях, так и эталонов для скважинной аппаратуры.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Артемьев Б.Г. Метрология и метрологическое обеспечение. - М.: ФГУП "СТАНДАРТИНФОРМ", 2010.-568 с.

2. Бурдун Г.Д. Основы метрологии. Учебное пособие для вузов. Изд. третье, переработанное/ Г.Д. Бурдун, Б.Н.Марков. - М.: Изд-во стандартов, 1985.-286 с., ил.

3. ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002 Точность (правильность и прецизионность методов и результатов измерений. Основные положения и определения.

4. ГОСТ Р ИСО 5725-2-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Основные положения и определения.

5. ГОСТ Р ИСО 5725-3-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Основные положения и определения.

6. ГОСТ Р ИСО 5725-4-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Основные положения и определения.

7. ГОСТ Р ИСО 5725-5-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Основные положения и определения.

8. ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Основные положения и определения.

9. Земельман М.А. Метрологические основы технических измерений/ М.А.Земельман. - М.: Изд-во стандартов, 1991. - 228 с.

10. Клаассен К.Б. Основы измерений. Электронные методы и приборы в измерительной технике / К.Б.Клаассен. - Перевод с англ. - М.: "Постмаркет", 2000. - 352с.

11. Кузнецов В.А. Метрология / В.А.Кузнецов, Л.К.Исаев, И.А.Шайко. - М.: ФГУП "Стандартинформ", 2005. - 300 с.

12. Лобанков В.М. Аттестация методик выполнения измерений параметров нефтегазовых залежей / В.М.Лобанков. - Метрологическая служба СССР.-Вып.12.-1983.

13. Лобанков В.М. Вероятностный смысл погрешности измерений// Законодательная и прикладная метрология / В.М.Лобанков.-2012.-№ 2. с 54-60.

14. Лобанков В.М. Основы метрологии геофизических измерений. Градуировка, калибровка и поверка скважинной геофизической аппаратуры: Курс лекций / В.М. Лобанков. - Уфа: "Новый стиль", 2009.-152 с.

15. Лобанков В.М. Основы метрологии геофизических измерений: Учебное пособие / В.М.Лобанков.-Уфа.-"Новый стиль".-2011.-144 с.

16. Лобанков В.М. О цели и результате измерений // Законодательная и прикладная метрология / В.М.Лобанков.-2010.-№ 6.с 9-14.

17. Об обеспечении единства измерений / Закон Российской Федерации № 102-ФЗ от 26 июня 2008 г.

18. О техническом регулировании / Закон Российской Федерации №184-ФЗ от 27.2.2002 с изменениями от 01.05.2007.

19. Основные термины в области метрологии: Словарь-справочник/ Юдин М.Ф., Селиванов М.Н., Тищенко О.Ф., Скороходов А.И.; под общей ред. Ю.В. Тарбеева - М: Изд. Стандартов, 1989.-113 с.

20. ПМГ 96-2009 ГСИ. Результаты и характеристики качества измерений. Формы представления.

21. Рекомендация МИ 1317-2004 ГСИ. Результаты и характеристики погрешности измерений. Формы представления. Способы использования при испытаниях образцов продукции и контроле их параметров. - М.: ФГУП ВНИИМС.-2004.-50 с.

22. РМГ 29-2013 ГСИ. Метрология. Основные термины и определения.

23. РМГ 29-99 ГСИ. Метрология. Основные термины и определения.

24. РМГ 43-2001 ГСИ Применение "Руководства по выражению неопределенности измерений".

25. РМГ 91-2009 ГСИ Совместное использование понятий "погрешность измерения" и "неопределенность измерения".

26. Руководство по выражению неопределенности измерения. Пер. с англ. - СПб: ВНИИМ им Д.И. Менделеева, 1999.

27. Сергеев А.Г. Метрология и метрологическое обеспечение: Учебник / А.Г.Сергеев. - М.: Высшее образование, 2008.-575 с. - (Основы наук).

28. Широков В.Н., Метрология, стандартизация, сертификация: Учебник / В.Н.Широков, В.М.Лобанков. - М.: МАКС Пресс, 2008.-498 с.

29. Шишкин И.Ф. Теоретическая метрология. Часть 1. Общая теория измерений: Учебник для вузов / И.Ф.Шишкин. 4-е изд.-СПб.: Питер, 2010.-192 с.

30. Шишкин И.Ф. Теоретическая метрология. Часть 2. Обеспечение единства измерений: Учебник для вузов/И.Ф.Шишкин. 4-е изд.-СПб.: Питер, 2012.-240 с.

31. Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (GUM), BIPM, IFCC, ISO, IOPAC, IUPAP, OTML.- Feast edition 1995.

32. Rabinovich, Semyon G. Evaluating measurement accuracy. A practical approach. -Springer Science+Business Media, LLC.-2010.

33. Taylor, John R. An introduction to error analysis. The study of uncertainties in physical measurements/ Second edition.-University Science Book.-Sausalito, California.-1997.

34. Theys P. Log data acquisition and quality control// Second edition.-Editions Technip.-Paris.-1999.-453p.

35. VIM-3 International vocabulary of metrology - Basic and general concepts and associated terms.-3rd edition.-2008.



ПРИЛОЖЕНИЕ

Краткий терминологический справочник

Абсолютная погрешность - погрешность измерения, выраженная в единицах измеряемой величины (absolute error of a measurement).

Абсолютная погрешность средства измерений - погрешность средства измерений, выраженная в единицах измеряемой величины (absolute error of a measuring instrument).

Абсолютное измерение - измерение, основанное на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и (или) использовании значений физических констант (absolute measurement).

Аддитивная величина - величина, разные значения которой могут быть суммированы, умножены на числовой коэффициент, разделены друг на друга (additive quantity).

Аттестация методик измерений - исследование и подтверждение соответствия методик измерений установленным метрологическим требованиям к измерениям.

Бюджет неопределенности - отчет о неопределенности измерений, составляющих неопределенности, их вычислении и суммировании (uncertainty budget)

Вариация, вызванная влияющей величиной - разность показаний для данного значения измеряемой величины, обусловленная тем, что влияющая величина принимает последовательно два разных значения (variation due to an influence quantity).

Вариация показаний - разность показаний измерительного прибора в одной и той же точке диапазона измерений при плавном подходе к этой точке со стороны больших и меньших значений измеряемой величины.

Время отклика (при скачкообразном воздействии) - интервал времени от момента, когда значение величины на входе средства измерений или измерительной системы скачкообразно изменяется до определенного уровня (значения), до момента, когда соответствующее показание средства измерений или измерительной системы достигает установившегося конечного значения и остается в заданных пределах (step response time).

Величина - свойство материального объекта или явления, общее в качественном отношении для многих объектов или явлений, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них (quantity).

Вероятность охвата - вероятность того, что совокупность истинных значений измеряемой величины находится в указанном интервале охвата (coverage probability).

Влияющая величина - величина, которая при прямом измерении не влияет на величину, которую фактически измеряют, но влияет на соотношение между показанием и результатом измерения (influence quantity)

Воспроизведение единицы (величины) - совокупность операций по материализации единицы величины с помощью первичного эталона

Воспроизведение основной единицы - воспроизведение единицы путем создания фиксированной по размеру величины в соответствии с определением единицы.

Воспроизведение производной единицы - воспроизведение единицы величины в соответствии с уравнением связи между данной производной единицей и основными единицами.

Воспроизводимость (измерений) - прецизионность измерений в условиях воспроизводимости измерений (reproducibility).

Вторичный эталон - эталон, получающий единицу величины или шкалу измерений непосредственно от первичного эталона данной единицы или шкалы (secondary measurement standard).

Действительное значение (величины) - значение величины, полученное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному значению, что в поставленной измерительной задаче может быть использовано вместо него (conventional true value of a quantity).

Действительное значение меры - значение величины, приписанное мере на основании ее калибровки или поверки (conventional true value of a material measure).

Детектор - техническое средство или вещество, которое указывает на наличие определенного свойства объекта измерения при превышении порогового значения соответствующей величиной (detector).

Дефинициальная неопределенность - составляющая неопределенности измерений, являющаяся результатом ограниченной детализации в определении измеряемой величины (definitional uncertainty).

Диаграмма калибровки - графическое выражение соотношения между показанием и соответствующим результатом измерения (calibration diagram).

Диапазон измерений - множество значений величин одного рода, которые могут быть измерены данным средством измерений или измерительной системой с указанными инструментальной неопределенностью или указанными показателями точности при определенных условиях (measuring interval).

Диапазон показаний - область значений шкалы измерительного прибора, ограниченная начальным и конечным значениями шкалы (indication interval).

Динамическая погрешность - разность между погрешностью средства измерений в динамическом статическом режиме, соответствующей значению величины в данный момент времени.

Динамическое измерение - измерение в режиме использования средства измерений, связанное с изменениями условий (факторов) за время проведения измерительного эксперимента, которые влияют на результат измерения (оценку измеряемой величины), в т. ч. изменение измеряемой величины за время измерения (dynamic measurement).

Дифференциальный метод измерений - метод измерений, при котором измеряемая величина сравнивается с однородной величиной, имеющей известное значение, незначительно отличающееся от значения измеряемой величины, при котором измеряется разность между этими двумя величинами (differential method of measurement).

Дополнительная погрешность - составляющая погрешности средства измерений, возникающая дополнительно к основной погрешности вследствие отклонения какой-либо из влияющих величин от нормального ее значения или вследствие ее выхода за пределы нормальной области значений (complementary error of a measuring instrument).

Единица величины - величина фиксированного размера, которой присвоено числовое значение, равное 1, определяемая и принимаемая по соглашению для количественного выражения однородных с ней величин (measurement unit).

Единство измерений - состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин или в значениях по установленным шкалам измерений, а показатели точности измерений не выходят за установленные границы (uniformity of measurement).

Естественный эталон - эталон, основанный на присущих и воспроизводимых свойствах материального объекта или явления (intrinsic measurement standard).

Значение величины - выражение размера величины в виде некоторого числа принятых единиц, или чисел, баллов по соответствующей шкале измерений (value of a quantity).

Зона нечувствительности средства измерений; мертвая зона - диапазон значений измеряемой величины, в пределах которого ее изменения не вызывают значимого изменения показания средства измерений (dead band).

Избирательность - свойство средства измерений или измерительной системы, применяемой согласно установленной методике измерений для получения измеренных значений одной или нескольких измеряемых величин, заключающееся в независимости значений этих величин друг от друга и от влияющих величин объекта измерения (selectivity).

Измерение (величины) - процесс экспериментального получения одного или более значений величины, которые могут быть обоснованно приписаны величине (measurement).

Измеренное значение (величины) - значение величины, которое представляет результат измерения (measured quantity value, measured value)

Измерительная задача - задача, заключающаяся в определении значения величины путем ее измерения с требуемой точностью в данных условиях измерений

Измерительная информация - информация о значении величины, входящей в модель измерений (measurement information).

Измерительная система - совокупность средств измерений и других средств измерительной техники, размещенных в разных точках объекта измерения, функционально объединенных с целью измерений одной или нескольких величин, свойственных этому объекту (measuring system).

Измерительные принадлежности - вспомогательные средства, служащие для обеспечения необходимых условий для выполнения измерений с требуемой точностью.

Измерительный преобразователь - средство измерений или его часть, служащее для получения и преобразования информации об измеряемой величине в форму, удобную для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации или передачи (measuring transducer).

Измерительный прибор - средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия (indicating measuring instrument).

Измеряемая величина - величина, подлежащая измерению (measurand).

Инструментальная неопределенность - составляющая неопределенности измерений, обусловленная применяемым средством измерений или измерительной системой (instrumental measurement uncertainty).

Инструментальная погрешность - составляющая погрешности измерения, обусловленная погрешностью применяемого средства измерений (instrumental error).

Инструментальное смещение - разность между средним повторных показаний и опорным значением величины (instrumental bias).

...