МИ 1992-98. Рекомендация по метрологии. Государственная система обеспечения единства измерений. Метрологическая аттестация стандартных образцов состава веществ и материалов по процедуре приготовления. Основные положения
(утв. УНИИМ Госстандарта России 12.11.1998)
Примечание
Документ введен в действие с 1 июля 1999 года. Взамен МИ 1992-89.
ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ АТТЕСТАЦИЯ СТАНДАРТНЫХ ОБРАЗЦОВ СОСТАВА ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ ПО ПРОЦЕДУРЕ ПРИГОТОВЛЕНИЯ. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1 июля 1999 года
Предисловие
1. Разработаны Уральским научно-исследовательским институтом метрологии (УНИИМ).
2. Утверждены УНИИМ 12 ноября 1998 г.
3. Зарегистрированы ВНИИМС 26 ноября 1998 г.
1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Настоящая рекомендация распространяется на стандартные образцы (СО) состава веществ и материалов и устанавливает общие требования к метрологической аттестации по расчетно-экспериментальной процедуре приготовления СО (далее — аттестация по процедуре приготовления).
2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
В настоящей рекомендации использованы ссылки на следующие нормативные документы:
ГОСТ 8.315-97. ГСИ. Стандартные образцы состава веществ и материалов. Основные положения
ГОСТ 8.531-85. ГСИ. Однородность стандартных образцов состава веществ и материалов. Методика выполнения измерений
ГОСТ Р 8.563-96. ГСИ. Методики выполнения измерений.
3. ОПРЕДЕЛЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
В настоящей рекомендации применяют следующие термины и их определения:
Метрологическая аттестация СО по процедуре приготовления, погрешность аттестованного значения СО, погрешность от неоднородности материала СО, методика аттестации СО — по ГОСТ 8.315.
Аттестуемый компонент — по ГОСТ 8.531.
Погрешность от нестабильности СО — погрешность, обусловленная изменением аттестованного значения СО в течение срока годности экземпляра СО.
Погрешность, обусловленная технологией приготовления СО — погрешность, включающая инструментальные и методические составляющие погрешности процедуры приготовления СО.
Погрешность характеристики исходного материала — погрешность значения, характеризующего содержание аттестуемого компонента в исходном материале.
4. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
4.1. Аттестацию по процедуре приготовления осуществляют для СО, которые создают из исходных материалов путем их механического смешивания, разбавления, растворения и других обоснованных процедур, позволяющих определить значения метрологических характеристик СО расчетным путем.
4.2 Составляющими погрешности аттестованного значения СО являются погрешности:
- характеристик исходных материалов;
- обусловленные технологией приготовления СО;
- от неоднородности материала СО;
- от нестабильности СО.
4.3. Аттестацию СО по процедуре приготовления проводят в том случае, когда возможна оценка всех перечисленных в 4.2 составляющих погрешности.
4.4. При разработке СО, аттестуемых по процедуре приготовления, в техническом задании (ТЗ) предусматривают выполнение следующих работ:
- выбор исходных материалов для приготовления СО;
- установление характеристик содержания аттестуемых компонентов в исходных материалах и их погрешностей;
- установление метрологических характеристик СО;
- разработка технологии (процедуры) приготовления материала СО;
- оформление методики аттестации СО и научно-технического отчета.
5. ТРЕБОВАНИЯ К ИСХОДНЫМ МАТЕРИАЛАМ И ПРОЦЕДУРЕ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛА СО
5.1. Для всех исходных материалов (включая разбавитель, растворитель или вещество-основу) устанавливают характеристики содержания аттестуемых компонентов, а также погрешности их определения.
5.2 Данные о содержании компонентов в исходных материалах и их погрешности получают:
- из свидетельства (паспорта) на СО при использовании в качестве исходных материалов этих СО;
- по результатам экспериментальных исследований (на основе межлабораторной аттестации, использовании рабочих эталонов (образцовых средств измерений) или аттестованных по ГОСТ Р 8.563 методик выполнения измерений) при использовании в качестве исходных материалов веществ, не являющихся СО.
5.3 Технология (процедура) приготовления материала СО регламентирует:
- условия, необходимые для проведения операций по приготовлению материала СО, включая требования к используемым средствам измерений, мерной посуде, вспомогательному оборудованию, исходным материалам, внешним условиям (температуре, давлению, влажности и т.п.);
- процедуру приготовления материала СО (взвешивание или определение объема исходных материалов, смешивание их, проведение операций химической или термической обработки, растворение в необходимых пропорциях и т.п.);
- алгоритм оценки и форму представления погрешности, обусловленной технологическими факторами приготовления материала СО;
- промежуточный контроль характеристик смеси или ее компонентов (при необходимости).
5.4. Средства измерений, показания которых используют для расчета метрологических характеристик СО, подлежат поверке.
5.5. Технология приготовления материала СО и применяемое оборудование (смесители, центрифуги, мельницы и т.п.) обеспечивают однородность материала СО в соответствии с требованиями ТЗ.
5.6. Технология приготовления материала СО, условия его хранения и применения обеспечивают стабильность СО.
6. ТРЕБОВАНИЯ К СОДЕРЖАНИЮ МЕТОДИКИ АТТЕСТАЦИИ СО
6.1. Методику аттестации по процедуре приготовления, уточненную и откорректированную в процессе выполнения работ, оформляют в виде документа в составе документации по разработке СО.
6.2 В общем случае методика аттестации СО содержит разделы:
- назначение;
- перечень исходных материалов (со ссылкой на стандарты, ТУ или другие нормативные документы);
- средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы;
- описание технологии приготовления по 5.3;
- алгоритм оценивания метрологических характеристик СО;
- требования безопасности;
- требования к квалификации оператора.
6.3. Методика аттестации СО является документом, на основании которого осуществляется повторный выпуск партий СО.
Соблюдение требований методики при выпуске СО обязательно.
7. УСТАНОВЛЕНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СО
7.1 При аттестации по процедуре приготовления оценивают следующие метрологические характеристики:
7.2. Характеристику погрешности аттестованного значения СО оценивают с учетом всех составляющих погрешностей по 4.2.
7.3 Характеристику погрешности исходных материалов выражают в виде
полуширины интервала (D ). Значения вычисляют по известным характеристикам м погрешности определения содержания аттестуемых компонентов.
7.4 Характеристику погрешности технологии приготовления СО выражают в
виде полуширины интервала (D ) возможных значений погрешностей, возникающих т
на каждой стадии приготовления материала СО (с учетом погрешностей мер вместимости, средств измерений массы, погрешностей от загрязнений внешней
среды, оборудования и т.п.).
7.5. Характеристику погрешности от неоднородности СО выражают в соответствии с ГОСТ 8.531 в виде среднего квадратического отклонения (S ). н
7.6. Характеристику погрешности от нестабильности СО выражают интервалом возможного изменения значений аттестуемой характеристики за срок годности экземпляра СО (D ). с
Технологию приготовления, условия хранения материала СО и срок годности
экземпляра СО выбирают таким образом, чтобы вклад погрешности от нестабильности в погрешность аттестованного значения СО был пренебрежимо
мал.
7.8 Характеристику погрешности аттестованного значения СО (D ) с
А
учетом всех составляющих вычисляют по формуле:
2 2 2 0,5 D = {D + D + 4 x S } . А м т н
7.7 Примеры оценивания составляющих погрешности аттестованного
значения СО приведены в Приложении А.
АТТЕСТОВАННОГО ЗНАЧЕНИЯ СО
А.1. ОЦЕНИВАНИЕ СОСТАВЛЯЮЩИХ ПОГРЕШНОСТИ АТТЕСТОВАННОГО ЗНАЧЕНИЯ СО, ПРИГОТОВЛЕННОГО СМЕШИВАНИЕМ ДВУХ ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Материал СО приготавливают смешиванием двух исходных материалов, в каждом из которых известно содержание компонентов А и А , подлежащего 1 2
аттестации в материале СО.
Значения А и А (А < А ) известны с погрешностями D и D . 1 2 1 2 А1 А2
Содержание аттестуемого компонента А вычисляют по формуле:
А x q + А x q
1 1 2 2
А = - -----------------, (1)
q + q
1 2
где q и q - действительные значения количеств исходных материалов.
1 2
В практике разработки СО наиболее часто встречается случай, когда
содержание аттестуемого компонента (А) находится в интервале [А , А ], а
1 2
общее количество материала СО (Q) задано заранее и требуется определить
количества исходных материалов q и q для приготовления материала СО.
1 2
Для определения расчетных значений q и q используют уравнение (1) и 1 2 уравнение:
Q = q + q . (2) 1 2 Из этих уравнений получаем формулы для определения количеств исходных материалов q и q , необходимых для получения материала СО с заданным 1 2
содержанием аттестуемого компонента (А):
(А - А ) x Q
1
q = - ------------, (3) 2 А - А 2 1 q = Q - q . (4) 1 2 Составляющую погрешности аттестованного значения СО - погрешность исходных материалов (D ) - оценивают по известным погрешностям определения
м
А и А по формуле:
1 2
2 2 0,5
D = {(p x D ) + (p x D ) } , (5)
м 1 А1 2 А2
p = q / Q - доля первого материала;
1 1
p = q / Q - доля второго материала.
2 2
Погрешность D , обусловленная технологией приготовления материала СО,
т
как правило, включает две составляющие погрешности: погрешность определения действительного значения количества исходных материалов — D ; погрешность Q
самой процедуры приготовления материала СО - D . Значение D оценивают
p Q
исходя из погрешностей определения массы или объема исходных материалов D q1 и D по формуле: q2
2 2 0,5 D =[(А - А ) / Q] x (p x D ) + (p x D ) ] . (6) Q 2 1 2 q1 1 q2 Другая составляющая погрешности D обусловлена особенностями процедуры
p
приготовления материала СО (адсорбции, осаждения, растворения, загрязнения от внешней среды и оборудования и т.п.). В процессе разработки технологии приготовления материала СО оценивают границу возможных значений (D ) или
p
показывают незначимость вклада составляющей (D ). p
В общем случае погрешность технологии D оценивают по формуле: т
2 2 0,5 D = {D + D } . (7) т Q p Характеристику погрешности от неоднородности СО (S ) оценивают в
н
соответствии с ГОСТ 8.531.
А.2. ОЦЕНИВАНИЕ СОСТАВЛЯЮЩИХ ПОГРЕШНОСТИ АТТЕСТОВАННОГО ЗНАЧЕНИЯ СО СОСТАВА МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СМЕСИ
Материал СО состава многокомпонентной смеси приготавливают смешиванием N исходных материалов. Общее количество материала СО равно Q, число
аттестуемых компонентов — I.
Содержание i-го аттестуемого компонента в n-ом исходном материале А in известно с погрешностью D . Аттестованное значение СО i-го компонента in вычисляют по формуле:
N
А = 1 / Q SUM А x q . (8) i n=1 in n Характеристику погрешности исходных материалов для i-го компонента
вычисляют по формуле:
N 2 0,5 D = {SUM (D x P ) } , mi n=1 in n где P = q / Q - доля n-го исходного материала. n n Характеристику погрешности определения массы или объема исходных материалов для i-го аттестуемого компонента D вычисляют по формуле:
qi
N 2 2 0,5 D = {SUM (А - А ) x (Dq / Q } . (10) qi n=1 in i n Наиболее часто встречается случай приготовления материала СО из смеси исходных материалов, каждый из которых содержит только один аттестуемый
компонент или один из них не содержит ни одного из аттестуемых компонентов.
В этом случае I = N - 1, А = 0 для i /= n и А /= 0 для i = 1,..., N -
in ii
1, A = 0.
NN
Количество исходных материалов для приготовления СО можно вычислить при
заданном общем количестве материала СО - Q и заданных аттестованных
значениях СО - А (А < А ) по формулам:
i i ii
q = (А / А ) x Q (11)
i i ii
N
q = Q - SUM q . (12) N i=1 i Формулы для вычисления характеристик погрешностей исходных материалов
принимают более простой вид:
D = D x P . (13) mi ii i Характеристика составляющей погрешности аттестованного значения СО - погрешности определения количества исходного материала для i-го
аттестуемого компонента равна:
D = А x (q / Q). (14) qi ii i