ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

Всероссийский научно-исследовательский институт
метрологической службы (ВНИИМС)

РЕКОМЕНДАЦИЯ

Государственная система обеспечения
единства измерений

СИСТЕМЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ.
МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ.

МИ 2438-97

Москва, 1997

Настоящая рекомендация устанавливает основные положения по метрологическому обеспечению (МО) измерительных систем (ИС) на этапах их жизненного цикла: разработки (проектирования), производства (изготовления, монтажа и наладки на объекте эксплуатации), эксплуатации.

Рекомендация распространяется на ИС:

- широкого применения, разрабатываемые для серийного производства в виде законченных изделий, выпускаемых в России (или импортируемых в Россию партиями), для установки которых на месте эксплуатации достаточно указаний, изложенных в их эксплуатационной документации (далее ИС-1);

- целевого применения, разрабатываемые для единичного (разового или повторяющегося мелкими партиями) изготовления в России в виде законченного изделия (или импортируемые в Россию единичными экземплярами или мелкими партиями), для установки которого на месте эксплуатации достаточно указаний, изложенных в его эксплуатационной документации (далее ИС-2);

- целевого применения, проектируемые в России (или за границей) под определенные объекты (группы однородных объектов) и возникающие как законченное изделие непосредственно на объекте эксплуатации путем его комплектации из компонентов серийного или единичного отечественного (или импортного) изготовления и соответствующего монтажа и наладки, осуществляемых в соответствии с проектной документацией (далее ИС-3).

Перечисленные виды ИС могут использоваться как автономные, так и входить в качестве измерительных подсистем в состав более сложных структур: автоматизированных систем контроля, диагностики, распознавания образов и других информационно-измерительных систем, а также автоматических систем управления технологическими процессами. В таких сложных структурах измерительная подсистема может также выделяться на функциональном уровне.

Примечание. Пояснения к использованным в рекомендации терминам приведены в приложении.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1 Деятельность метрологических служб по МО ИС регламентируется нормативной документацией (НД), включающей в себя: настоящую рекомендацию (головной документ по МО ИС), МИ 2439, МИ 2440, МИ 2441, МИ 222, МИ 2168, ГОСТ 27300, а для ИС военного назначения - ГОСТ Р В 8.560, МИ 2376.

Примечания.

1 Указанная НД разработана с учетом двух принципиальных факторов: ИС обладают основными признаками средств измерений (СИ) и являются специфической разновидностью последних.

2 Соответственно в ней отражены как специфические для ИС вопросы МО, так и те случаи, когда МО ИС осуществляется традиционными для СИ (или процессов измерений) способами. В этих случаях в ней даются ссылки на действующую НД ГСИ, где вопросы МО изложены.

3 Для измерительных подсистем, входящих в состав более сложных автоматизированных систем, следует учитывать требования комплекса стандартов и руководящих документов на автоматизированные системы (ГОСТы 34.201, 34.601, 34.602, и другие документы этого комплекса).

1.2 МО ИС на этапах их жизненного цикла включает в себя следующие, традиционные для СИ, виды деятельности:

- нормирование метрологических характеристик (MX) измерительных каналов ИС;

- метрологическую экспертизу технической документации на ИС;

- испытания ИС для целей утверждения типа ИС или их единичных экземпляров;

- утверждение типа или единичного экземпляра ИС;

- испытания на соответствие ИС утвержденному типу;

- сертификацию и лицензирование деятельности по изготовлению ИС;

- поверку или калибровку ИС;

- метрологический надзор за состоянием и применением ИС;

- государственный метрологический надзор за выпуском, состоянием и применением ИС.

Примечание. Эффективность МО ИС закладывается на стадии их разработки (проектирования) и зависит от совместных усилий разработчиков (проектантов), изготовителей и потребителей ИС и метрологических служб, осуществляющих их МО.

1.3 Необходимым условием для МО ИС является наличие в технической документации, сопровождающей этапы (вводная часть) жизненного цикла ИС, исчерпывающего перечня измерительных каналов ИС и их MX.

1.4 Измерительные каналы описываются следующим способом: указанием мест соединений компонентов ИС, между которыми определяют измерительный канал; описанием состава измерительного канала; описанием алгоритма обработки промежуточных результатов измерений в измерительном канале для получения конечного результата измерений.

1.5 Установление номенклатуры и регламентация MX измерительных каналов ИС проводится организациями, разрабатывающими (проектирующими) ИС, в соответствии с МИ 2439.

1.6 Содержание остальных видов деятельности (п. 1.2) по МО ИС изложено в последующих разделах настоящей рекомендации.

2. МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА ТЕХНИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

2.1 В зависимости от вида ИС и этапа их жизненного цикла проводится метрологическая экспертиза следующей документации:

- технического задания (ТЗ) на разработку (или заменяющего его документа, содержащего исходные данные для разработки, проектирования) - для всех видов отечественных ИС на этапе их разработки (проектирования);

- технических условий (ТУ) - для отечественных ИС-1, конструкторской и технологической документации - для отечественных ИС-1 и ИС-2 на этапах их разработки и производства (изготовления) соответственно;

- проектной документации, предназначенной для изготовления (комплектации), монтажа, наладки и эксплуатации отечественных ИС-3 на объекте, на этапе их проектирования;

- комплекта документации (переведенной на русский язык) фирмы-изготовителя на импортируемый тип или единичный экземпляр - для всех видов ИС (в том числе проектной документации, предназначенной для комплектации, монтажа, наладки и эксплуатации для ИС-3) на этапе изучения технических характеристик и целесообразности импорта ИС.

2.2 Метрологическая экспертиза технической документации на отечественные ИС проводится метрологическими службами организаций (предприятий), разрабатывающих, изготавливающих, проектирующих и эксплуатирующих ИС, головными и базовыми организациями метрологической службы в отраслях (подотраслях), а также органами государственной метрологической службы (ОГМС) и государственными научными метрологическими центрами (ГНМЦ), в том числе аккредитованными в соответствии с правилами ПР 50.2.010 в качестве государственных центров испытаний средств измерений (ГЦИ СИ), или другими специализированными организациями, аккредитованными в качестве ГЦИ СИ, по заявкам указанных метрологических служб на основе заключаемых с заявителями договоров.

При проведении и оформлении результатов метрологической экспертизы целесообразно использовать рекомендации МИ 2267.

2.3 Метрологическая экспертиза комплекта документации фирмы-изготовителя, прилагаемая к подлежащим поставке импортным системам (в том числе метрологическая экспертиза проектной документации, предназначенной для монтажа, наладки и эксплуатации ИС-3 на объекте) проводится организациями, осуществляющими испытания (раздел 3) импортных ИС и входящих в их состав компонентов.

Результаты экспертизы используются этими организациями для составления, согласования и утверждения программ испытаний.

2.4 Основным содержанием метрологической экспертизы ТЗ на разработку (проектирование) ИС или заменяющего его документа, содержащего исходные данные для разработки (проектирования), является проверка достаточности исходных требований, приводимых в проекте ТЗ, для рациональной регламентации MX измерительных каналов ИС на этапе их разработки (проектирования) и построения эффективного способа их метрологического обеспечения на последующих этапах жизненного цикла системы.

К числу исходных требований относятся: назначение ИС и сведения об ее использовании в сфере (или вне сферы) госнадзора; сведения об измеряемой величине и ее характеристиках (диапазоне значений, возможных изменениях в процессе измерений и т.п.); перечни измерительных каналов и нормы на их погрешности; условия измерений (в том числе отдельно для рассредоточенных компонентов ИС-3); условия метрологического обслуживания (например, отсутствие доступа ко входу ИС), и т.п. (например, исходные требования, приведенные в МИ 2267).

2.5 Основным содержанием метрологической экспертизы ТУ, конструкторской, технологической, проектной и эксплуатационной документации является проверка соответствия заложенных в указанной документации комплекса MX измерительных каналов систем и их компонентов, методов и средств их определения, контроля и (или) расчета, исходным требованиям ТЗ и МИ 2439, а также соблюдения метрологических требований, правил и норм, регламентируемых документами систем ГСИ, ЕСКД, ЕСТПП, ЕСПД, СНиП, отраслевыми стандартами предприятий и другими документами, содержащими специфические для отрасли правила и нормы, в процессе разработки (проектирования), производства (монтажа и наладки на объекте) и эксплуатации ИС.

При проведении метрологической экспертизы, в частности, проверяют:

- наличие в ТУ и эксплуатационной документации исчерпывающего перечня измерительных каналов и метрологических требований к ним, описаний методик и средств поверки (калибровки) ИС и их компонентов и методик расчета MX ИС (или погрешности измерений) по MX ее компонентов;

- контролепригодность конструкции ИС, т.е. оценка конструкции с точки зрения обеспечения возможности и удобства контроля или определения MX ИС (или других параметров и характеристик, связанных с MX и обеспечивающих их требуемые значения) в процессе ее изготовления, испытаний, эксплуатации и ремонта;

- наличие в проектной документации, предназначенной для монтажа и наладки ИС на объекте, требований к параметрам и характеристикам, необходимым: для контроля качества монтажа ИС на объекте (в том числе к сопротивлению изоляции электрических и трубных проводок, правильности установки первичных измерительных преобразователей и соединительных коробок, к монтажу компонентов ИС, к качеству экранировки внешнего монтажа, заземления и выполнения контура логического нуля и др.); для проверки соблюдения проектных требований к тем параметрам линии связи, которые оказывают влияние на MX измерительных каналов;

- наличие материалов, содержащих результаты проверки соответствия указанных выше параметров и характеристик, заданным для них требованиям;

- наличие и содержание материалов (протоколов, актов, журналов, отчетов и т.п.) исследовательских, предварительных испытаний, испытаний в процессе опытной эксплуатации (т.е. испытаний на различных стадиях жизненного цикла ИС), касающихся метрологических свойств ИС.

При составлении объектов проверки для проведения метрологической экспертизы указанной документации целесообразно учитывать также рекомендации МИ 2267.

3. ИСПЫТАНИЯ. УТВЕРЖДЕНИЕ ТИПА И СЕРТИФИКАЦИЯ

3.1 Испытания для целей утверждения типа и утверждение типа проводятся для ИС, подлежащих применению и применяемых в сферах распространения государственного метрологического контроля и надзора.

3.1.1 В зависимости от вида (вводная часть) ИС и этапа их жизненного цикла указанные в п. 3.1 процедуры проводятся для:

- ИС-1 отечественной разработки и производства на этапе их производства; зарубежного производства на стадии изучения их технических характеристик и целесообразности импорта партий;

- ИС-2 отечественной разработки и изготовления на этапе их изготовления; зарубежной разработки и изготовления на стадии изучения их технических характеристик и целесообразности импорта единичных экземпляров;

- ИС-3 отечественного проектирования и изготовления на этапе реализации (в соответствии с проектной документацией) проекта на объекте в виде конкретного экземпляра;

- отдельных компонентов ИС зарубежного проектирования и изготовления на стадии изучения технических характеристик и целесообразности импорта единичного экземпляра ИС и на этапе реализации (в соответствии с проектной документацией) проекта на объекте в виде этого конкретного экземпляра.

3.1.2 Испытания для целей утверждения типа и утверждение типа ИС проводятся по программам и в порядке, общие требования к которым изложены в МИ 2441, МИ 2146, ПР 50.2.009, а для ИС военного назначения - в ГОСТ Р В 8.560 и МИ 2376.

Примечание. Решение об утверждении типа ИС удостоверяется сертификатом по форме приложения 2 (для ИС-1) и по форме приложения 3 (для ИС-2 и ИС-3) к ПР 50.2.009.

3.2 Испытания для целей добровольной «сертификации соответствия» и «сертификация соответствия» проводятся для ИС, не подлежащих и не применяемых в сферах распространения государственного метрологического контроля и надзора.

3.2.1 В зависимости от вида (вводная часть) ИС и этапа их жизненного цикла указанные в п. 3.2 процедуры проводятся для ИС отечественной разработки (проектирования) и производства (изготовления):

- ИС-1 на этапе производства;

- ИС-2 на этапе изготовления экземпляра;

- ИС-3 на этапе реализации (в соответствии с проектной документацией) проекта на объекте в виде конкретного экземпляра.

3.2.2 Испытания для целей «сертификации соответствия» и «сертификация соответствия» ИС проводятся по программам и в порядке, общие требования к которым изложены в МИ 2277, МИ 2278, МИ 2279.

3.3 Если в сфере распространения государственного метрологического контроля и надзора применяется только часть из общего числа измерительных каналов ИС, а другая часть - вне этой сферы, то испытаниям для целей утверждения типа ИС подвергается только первая часть измерительных каналов. Другая часть измерительных каналов может быть подвергнута испытаниям в рамках «сертификации соответствия» с последующей их калибровкой.

При утверждении типа такой системы в описании типа, являющимся неотъемлемой частью сертификата об утверждении типа, указывают те измерительные каналы, на которые распространяется сертификат.

3.4 Испытания на соответствие ИС-1 утвержденному типу проводятся на стадии их производства в порядке, изложенном в ПР 50.2.009.

3.5 Лицензирование деятельности предприятий по изготовлению, ремонту, продаже и прокату ИС-1, применяемых в сферах распространения государственного метрологического контроля и надзора, осуществляется в порядке, изложенном в ПР 50.2.005.

4 ПОВЕРКА И КАЛИБРОВКА

4.1 Поверке подвергаются измерительные каналы ИС, подлежащих применению и применяемых в сферах распространения государственного метрологического контроля и надзора:

- ИС-1 при выпуске их из производства или ремонта, при ввозе по импорту и эксплуатации;

- ИС-2 после изготовления экземпляра или его ремонта, при ввозе по импорту и эксплуатации экземпляра;

- ИС-3 при вводе в постоянную эксплуатацию и периодически в процессе эксплуатации.

4.1.1 Организация и порядок проведения поверки измерительных каналов ИС подчиняются общим правилам ПР 50.2.006, ПР 50.2.012, ПР 50.2.014.

4.1.2 Содержание работ по поверке определяется документами на методику поверки ИС, разрабатываемыми в соответствии с РД 50-660 и содержащими достаточный для поверки перечень MX измерительных каналов ИС и методики их контроля, определения и (или) расчета, соответствующие основным принципам рекомендаций МИ 2439, МИ 2440, МИ 222, МИ 2168, МИ 2232.

Примечания.

1 В указанных документах оговариваются условия контроля (определения) MX измерительных каналов, отдельные компоненты которых находятся в различных рабочих условиях с различными внешними влияющими факторами.

2 В зависимости от способа нормирования MX измерительных каналов ИС (МИ 2439) в указанных документах излагаются методы комплектной или поэлементной (покомпонентной) поверки ИС. В первом случае при поверке контролируются (определяются) MX измерительных каналов ИС в целом (от входа до выхода измерительного канала) при одновременном контроле (соблюдении) всех влияющих на канал внешних факторов. Во втором случае при поверке контролируются (определяются) MX компонентов ИС при одновременном контроле (соблюдении) всех влияющих факторов, действующих на отдельные компоненты. При необходимости значения MX ИК определяются расчетным путем по формулам, связывающим значения MX ИК и его компонентов.

4.2 Калибровке подвергаются измерительные каналы ИС, не подлежащих к применению и не применяемых в сферах распространения государственного метрологического контроля и надзора.

4.2.1 Калибровка измерительных каналов ИС проводится метрологическими службами предприятий, осуществляющих:

- выпуск из производства или ремонта, ввоз по импорту или эксплуатацию ИС-1;

- изготовление или ремонт экземпляра, ввоз его по импорту или эксплуатацию экземпляра ИС-2;

- ввод в постоянную эксплуатацию или текущую эксплуатацию экземпляра ИС-3.

4.2.2 Укачанные в п. 4.2.1 метрологические службы могут быть аккредитованы на право проведения калибровочных работ ОГМС или ГНМЦ, зарегистрированными в соответствии с правилами ПР РСК 001. Калибровка измерительных каналов выполняется в соответствии с требованиями, изложенными в ПР 50.2.016.

4.3 Если в сфере распространения государственного метрологического контроля и надзора применяется только часть из общего числа измерительных каналов ИС, а другая часть - вне этой сферы, то поверке подвергается только первая часть измерительных каналов. Другая часть измерительных каналов подвергается калибровке.

В свидетельстве о поверке таких систем указывают те каналы, на которые оно распространяется. Аналогично, в сертификате о калибровке указывают те каналы, на которые распространяется данный сертификат.

5 МЕТРОЛОГИЧЕСКИЙ НАДЗОР

Метрологический надзор за ИС осуществляется по тем же правилам, что и для СИ.

5.1 Организация, порядок проведения и содержание работ, проводимых в процессе осуществления государственного метрологического надзора за выпуском, состоянием и применением ИС определяются правилами ПР 50.2.002.

5.2 Организация, порядок проведения и содержание работ, проводимых в процессе осуществления метрологического надзора за состоянием и применением ИС определяются МИ 2304.

Приложение

ПОЯСНЕНИЯ К ИСПОЛЬЗОВАННЫМ ТЕРМИНАМ

ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА - совокупность определенным образом соединенных между собой средств измерений и других технических устройств (компонентов измерительной системы), образующих измерительные каналы, реализующая процесс измерений и обеспечивающая автоматическое (автоматизированное) получение результатов измерений (выражаемых с помощью чисел или соответствующих им кодов) изменяющихся во времени и распределенных в пространстве физических величин, характеризующих определенные свойства (состояние) объекта измерений.

Примечания.

1 Измерительные каналы могут входить в состав как автономных измерительных систем, так и более сложных систем: контроля, диагностики, распознавания образов, других информационно-измерительных систем, а также автоматических систем управления технологическими процессами. В сложных системах целесообразно объединять измерительные каналы в отдельную измерительную подсистему с четко выраженными ее границами как со стороны входа (места подсоединения к объекту измерений), так и со стороны выхода (места получения результатов измерений).

2 Измерительные системы обладают основными признаками средств измерений и являются их специфической разновидностью.

КОМПОНЕНТЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ - входящие в состав измерительной системы технические устройства, выполняющие одну из функций, предусматриваемых процессом измерений. В соответствии с этими функциями компоненты подразделяются на измерительные, вычислительные и связующие.

Примечание. С точки зрения построения измерительной системы и последующего ее метрологического обеспечения следует различать два вида компонентов. Первые имеют один вход и один выход. Вторые могут иметь несколько входов и выходов, и их целесообразно представлять в виде совокупности каналов, принимая за канал часть компонента от одного из его входов до одного из его выходов, в которой осуществляется основная функция компонента.

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОМПОНЕНТ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ - средство измерений: измерительный прибор, измерительный преобразователь, мера, измерительный коммутатор.

Примечание. К измерительным компонентам следует относить и так называемые аналоговые «вычислительные» устройства, выполняющие по существу не вычисления (операции над числами), а специфические преобразования одних физических величин в другие. Такие устройства можно отнести в группу аналоговых вычислительных функциональных преобразователей с одним или несколькими входами.

СВЯЗУЮЩИЙ КОМПОНЕНТ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ (или линия связи) - техническое устройство либо часть окружающей среды, предназначенные или используемые для передачи с минимально возможными искажениями сигналов, несущих информацию об измеряемой величине от одного компонента измерительной системы к другому.

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ КОМПОНЕНТ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ - цифровое вычислительное устройство (или его часть) совместно с программным обеспечением, выполняющее функцию обработки (вычисления) результатов наблюдений (или прямых измерений) для получения результатов прямых (или косвенных, совместных, совокупных) измерений, выражаемых числом или соответствующим ему кодом.

КОМПЛЕКСНЫЙ КОМПОНЕНТ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ (ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС) - конструктивно объединенная или территориально локализованная совокупность компонентов, представляющая собой часть измерительной системы и выполняющая несколько из общего числа измерительных преобразований, предусматриваемых процессом измерений.

Измерительный комплекс - это, как правило, часть ИС, преобразующая электрический (или другого вида) сигнал от датчиков или других источников измерительной информации.

Примечание. Примерами комплексных компонентов могут служить:

- измерительно-вычислительные комплексы, соответствующие требованиям ГОСТ 26.203, на основе которых возможно создание измерительных систем путем подсоединения ко входам каналов комплекса первичных преобразователей (датчиков) измеряемых величин с электрическим (унифицированным) выходным сигналом (например, ИВК-7);

- выпускаемые отечественной промышленностью контроллеры (например, контроллер технологический моноблочный ТСМ51; контроллер регулирующий микропроцессорный измерительный Р-130И), содержащие в своем составе измерительные и вычислительные компоненты; ввозимые из-за границы комплексы МОД 30 и МОД 300 фирмы ABB Kent Taylor;

- программно-технические комплексы (например «КРУГ-2000»), представляющие собой двухуровневые структуры, верхний уровень которых реализуется на промышленном IBM-совместимом компьютере, связанном по стандартным интерфейсам с устройствами нижнего уровня, в качестве которых используются контроллеры (например Р-130, TREI-5B, ТСМ 51).

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КАНАЛ КОМПЛЕКСНОГО КОМПОНЕНТА ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ - часть комплексного компонента, состоящая из последовательно включенных компонентов (или их каналов), входящих в состав комплексного компонента, и выполняющая законченное измерительное преобразование, составляющее одну из его функций, от одного из его входов до его выхода (или одного из его выходов).

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КАНАЛ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ - последовательное соединение каналов компонентов или (и) измерительных каналов комплексных компонентов, выполняющее законченную функцию от восприятия измеряемой величины до получения результата ее измерения, выражаемого числом или соответствующим ему кодом.

Примечание. Измерительные каналы системы могут быть простыми и сложными. В простом канале осуществляется измерение прямоизмеряемой величины. Сложный канал представляет собой совокупность простых измерительных каналов, реализующую косвенные, совокупные или совместные измерения.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1 РАЗРАБОТАНА Всероссийским научно-исследовательским институтом метрологической службы (ВНИИМС) Госстандарта России

2 ИСПОЛНИТЕЛИ: Кашлаков В.М. (руководитель темы), Кузнецов В.П., Миф Н.П.

3 УТВЕРЖДЕНА ВНИИМС 25.12.97 г.

4 ЗАРЕГИСТРИРОВАНА ВНИИМС 29.12.97 г.

5 ВВОДИТСЯ ВПЕРВЫЕ

6 ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

СОДЕРЖАНИЕ