Метод сличения при помощи компаратора

Метод прямых измерений

УТВЕРЖДЕНА приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от «07» августа 2023 г. № 1569

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА

ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ МАССОВОЙ (МОЛЯРНОЙ) ДОЛИ И МАССОВОЙ (МОЛЯРНОЙ) КОНЦЕНТРАЦИИ КОМПОНЕНТОВ, А ТАКЖЕ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ В ЖИДКИХ И ТВЕРДЫХ ВЕЩЕСТВАХ И МАТЕРИАЛАХ НА ОСНОВЕ СПЕКТРАЛЬНЫХ МЕТОДОВ

• 1.1. Государственная поверочная схема для средств измерений массовой (молярной) доли и массовой (молярной) концентрации компонентов, а также флуоресценции в жидких и твердых веществах и материалах на основе спектральных методов устанавливает порядок и методы передачи единиц массовой (молярной) доли компонентов - процент (% (абс.)) - и массовой (молярной) концентрации компонентов - грамм на кубический дециметр (г/дм³) [моль на кубический дециметр (моль/дм³)] от Государственного первичного эталона единиц массовой (молярной) доли и массовой (молярной) концентрации компонентов в жидких и твердых веществах и материалах на основе спектральных методов ГЭТ 196-2023 (далее - ГПЭ), а также относительных единиц флуоресценции¹ (ОЕФ) при помощи ВЭТ и рабочих эталонов средствам измерений с указанием погрешности и неопределенности измерений.

• 1.2. Настоящая поверочная схема предназначена для определения содержания примесей неорганических (алюминий, железо, медь, цинк, свинец, хром, титан, молибден, магний, марганец, кремний, калий, кальций, натрий и др.) и органических² (метаболиты, белки, непептидные гормоны и др.), в том числе, флуоресцирующих компонентов (флуоресцеин, хинин, родамин и другие органические красители, метки на их основе, квантовые точки и др.) в твердых и жидких веществах и материалах, в том числе, черных и цветных металлах и сплавах, их растворах, биопробах и т.д.

• 1.3. Графическая часть государственной поверочной схемы для средств измерений массовой (молярной) доли и массовой (молярной) концентрации, а также флуоресценции компонентов в жидких и твердых веществах и материалах на основе спектральных методов приведена в приложении А.

• 2.1.  В настоящей государственной поверочной схеме применены следующие обозначения и сокращения:

ГПЭ - Государственный первичный эталон;

ВЭТ - вторичный эталон;

СКНП - спектральный коэффициент направленного пропускания;

компаратор - вещество или материал, используемые в качестве компаратора, должны иметь подтверждённую однородность и стабильность;

безразмерностная величина - величина, в размерность которой основные величины входят в степени, равной нулю (РМГ 29-2013 п. 3.13);

S₀ - относительное среднее квадратическое отклонение (относительная случайная погрешность измерений);

0_О - относительная неисключенная систематическая погрешность измерений;

U(o,95) - относительная расширенная неопределенность измерений при коэффициенте охвата 2 (доверительная вероятность P=0,95);

u_A - относительная стандартная неопределенность по типу А;

и_В - относительная стандартная неопределенность по типу B;

v - нестабильность первичного эталона за 1 год (по ГОСТ 8.381 «Государственная система обеспечения единства измерений. Эталоны. Способы выражения точности»);

5₀ - доверительные границы относительной погрешности измерений;

А₀ - пределы допускаемой относительной погрешности измерений.

• 3.1. ГПЭ предназначен для воспроизведения и хранения единиц массовой (молярной) доли и массовой (молярной) концентрации компонентов в жидких и твёрдых веществах и материалах (в т.ч. в поверхностных слоях твердых объектов и тонких пленках³) на основе спектральных методов и передачи этих единиц средствам измерений при помощи вторичных эталонов (далее - ВЭТ) методом прямых измерений или методом сличения при помощи компаратора, а в случае их отсутствия - при помощи рабочих эталонов и/или напрямую средствам измерений методом прямых измерений или методом сличения при помощи компаратора.

• 3.2. ГПЭ состоит из четырёх основных комплексов, а именно: спектральный комплекс;

масс-спектрометрический комплекс;

люминесцентный комплекс;

рамановский комплекс.

• 3.2.1. спектральный комплекс включает в себя: атомно-абсорбционные установки различных типов атомизации;

спектральные лампы с полым катодом;

атомно-эмиссионную установку;

рентгено-флуоресцентную установку; спектрофотомерические установки;

интерферометрическую установку для калибровки эталонных спектральных ламп по длине волны;

спектрорадиометрическую установку для калибровки эталонных спектральных ламп по энергетической освещенности;

лазеры;

источники излучения на базе   ртутно-гелиевой,   дейтериевой

и галогеновых ламп;

меры состава и толщины покрытий;

меры оптической плотности, диффузного отражения, волновых чисел; комплекты светофильтров;

стандартные образцы;

эталоны сравнения.

• 3.2.2. масс-спектрометрический комплекс включает в себя масс-спектрометр с индуктивно связанной плазмой; газовый хромато-масс-спектрометр;

стандартные образцы;

эталоны сравнения.

• 3.2.3. люминесцентный комплекс включает в себя

спектрофлуориметр;

биосенсор;

меры люминесценции и флуоресценции;

стандартные образцы.

• 3.2.4. рамановский комплекс включает в себя

рамановский микроскоп;

раман-люминесцентный спектрометр;

меры для рамановских спектрометров.

• 3.3. Для обеспечения функционирования ГПЭ используют единицы величин - длины волны [нанометр (нм)], волнового числа [обратный сантиметр (см^-1)], массы [килограмм (кг)], объём [кубический метр (м³)], оптической плотности [бел (Б)], спектрального коэффициента направленного пропускания (далее - СКНП) [безразмерностная величина] и спектральной плотности энергетической яркости [Ватт на кубический метр (Вт/м³)], заимствованные у эталонов из других поверочных схем и получаемые в процессе поверки соответствующих средств измерений, входящих в состав эталона.

• 3.4. ГПЭ обеспечивает воспроизведение единиц массовой (молярной) доли и массовой (молярной) концентрации компонентов, с метрологическими характеристиками, представленными в таблице 1.

Таблица 1 - Метрологические характеристики ГПЭ

• ¹⁾ - Доверительная вероятность - 0,95

• ²⁾ Относительная стандартная неопределенность, Относительная расширенная неопреде-

ленность

³⁾ n - количество измерений

______⁴⁾ k - коэффициент охвата_____________________________________

Относительная нестабильность ГПЭ составляет v=0,01 %.

• 3.5. Эталоны сравнения используются для хранения и передачи единиц величин, воспроизводимых ГПЭ, для исследования его метрологических характеристик, сличения с другими ГПЭ, а также национальными эталонами других стран. Эталоны сравнения должны иметь метрологические характеристики не хуже, представленных в таблице 2.

Таблица 2 - Требования к метрологическим характеристикам эталонов сравнения (высокочистых одноэлементных химических веществ с установленным содержанием основного компонента)

• 4.1. В качестве ВЭТ используются: стандартные образцы⁴ / меры⁵;

высокоточные измерительные установки, принцип действия которых основан на спектральных методах.

• 4.2. ВЭТ - стандартные образцы / меры - предназначены для хранения, воспроизведения единиц массовой (молярной) доли компонентов в диапазоне от 140^-10 % до 99,99 % (абс.) и массовой (молярной) концентрации компонентов в диапазоне от V10^-9 до 99,99 г/дм³ (от V10^-9 до 2,0 моль/дм³) в жидких и твердых веществах и материалах, массовой доли компонентов в поверхностных слоях твердых объектов и тонких пленках в диапазоне от V10^-2 % до 99,99 % на основе спектральных методов, а также относительных единиц флуоресценции в диапазоне от 140^-5 до V10⁵ ОЕФ для флуоресцирующих компонентов и рамановских линий и передачи указанных единиц средствам измерений при помощи рабочих эталонов, а в случае их отсутствия - напрямую методом прямых измерений.

Доверительные границы относительной погрешности⁶ (расширенной неопределенности) ВЭТ - стандартных образцов / мер - (при доверительной вероятности 0,95) составляют:

от 0,1 % до 5,0 % при определении содержания примесей неорганических (алюминий, железо, медь, цинк, свинец, хром, титан, молибден, магний, марганец, кремний, калий, кальций, натрий и др.) и органических (метаболиты, белки, непептидные гормоны и др.), в том числе, флуоресцирующих компонентов (флуоресцеин, хинин, родамин и другие органические красители, метки на их основе, квантовые точки и др.) в твердых и жидких веществах и материалах, в том числе, черных и цветных металлах и сплавах, их растворах, биопробах и т. д.;

от 5,0 % до 10,0 % для массовой доли компонентов в поверхностных слоях твердых объектов и тонких пленках.

• 4.3. ВЭТ - высокоточные измерительные установки - предназначены для хранения, воспроизведения единиц массовой (молярной) доли компонентов в диапазоне от V10^-10 % до 99,99 % (абс.) и массовой (молярной) концентрации компонентов в диапазоне от V10^-9 до 99,99 г/дм³ (от 140^-9 до 2 моль/дм³ в поверхностных слоях твердых объектов и тонких пленках в диапазоне от 140^-2 % до 99,99 % на основе спектральных методов, а также относительных единиц флуоресценции в диапазоне от V10^-5 до 140⁵ ОЕФ для флуоресцирующих компонентов и рамановских линий и передачи указанных единиц средствам измерений при помощи рабочих эталонов методом прямых измерений или методом сличения при помощи компаратора, а в случае их отсутствия - напрямую методом сличения при помощи компаратора.

Доверительные границы относительной погрешности (расширенной неопределенности) ВЭТ - высокоточных измерительных установок - (при доверительной вероятности 0,95) составляют:

от 0,1 % до 8,0 % при определения содержания примесей неорганических (алюминий, железо, медь, цинк, свинец, хром, титан, молибден, магний, марганец, кремний, калий, кальций, натрий и др.) и органических (метаболиты, белки, непептидные гормоны и др.), в том числе, флуоресцирующих компонентов (флуоресцеин, хинин, родамин и другие органические красители, метки на их основе, квантовые точки и др.) в твердых и жидких веществах и материалах, в том числе, черных и цветных металлах и сплавах, их растворах, биопробах и т. д.;

от 5,0 % до 10,0 % для массовой доли компонентов в поверхностных слоях твердых объектов и тонких пленках.

• 5.1. В качестве рабочих эталонов используются: стандартные образцы / меры;

измерительные установки.

• 5.2. Рабочие эталоны - стандартные образцы/ меры - предназначены для хранения, воспроизведения единиц массовой (молярной) доли компонентов в диапазоне от V10^-10 % до 99,99 % (абс.) и массовой (молярной) концентрации компонентов в диапазоне от V10^-9 до 99,99 г/дм³ (от V10^-9 до 2,0 моль/дм³) в жидких и твердых веществах и материалах, массовой доли компонентов в поверхностных слоях твердых объектов и тонких пленках в диапазоне

от 1-10 ² % до 99,99 % на основе спектральных методов, а также относительных единиц флуоресценции в диапазоне от V10^-5 до V10⁵ ОЕФ для флуоресцирующих компонентов и рамановских линий и передачи указанных единиц средствам измерений методом прямых измерений или методом косвенных измерений.

Доверительные границы относительной погрешности (расширенной неопределенности) рабочих эталонов - стандартных образцов/мер - (при доверительной вероятности 0,95) составляют:

от 0,3  % до 15,0  % при определении содержания примесей

неорганических (алюминий, железо, медь, цинк, свинец, хром, титан, молибден, магний, марганец, кремний, калий, кальций, натрий и др.) и органических (метаболиты, белки, непептидные гормоны и др.), в том числе, флуоресцирующих компонентов (флуоресцеин, хинин, родамин и другие органические красители, метки на их основе, квантовые точки и др.) в твердых и жидких веществах и материалах, в том числе, черных и цветных металлах и сплавах, их растворах, биопробах и т. д.;

от 10,0 % до 20,0 % для массовой доли компонентов в поверхностных слоях твердых объектов и тонких пленках.

• 5.3. Рабочие эталоны - измерительные установки - предназначены для хранения, воспроизведения единиц массовой (молярной) доли в диапазоне от 140^-10 % до 99,99 % (абс.) и массовой (молярной) концентрации компонентов в диапазоне от V10^-9 до 99,99 г/дм³ (от V10^-9 до 2 моль/дм³) в жидких и твердых веществах и материалах, массовой доли компонентов в поверхностных слоях твердых объектов и тонких пленках в диапазоне от Г10^-2 % до 99,99 %, а также относительных единиц флуоресценции в диапазоне от V10^-5 до V10⁵ ОЕФ для флуоресцирующих компонентов и рамановских линий и передачи указанных единиц средствам измерений методом сличения при помощи компаратора.

Доверительные границы относительной погрешности (расширенной неопределенности) измерения рабочих эталонов - измерительных установок -(при доверительной вероятности 0,95) составляют:

от 0,3  % до 15,0 % при определении содержания примесей

неорганических (алюминий, железо, медь, цинк, свинец, хром, титан, молибден, магний, марганец, кремний, калий, кальций, натрий и др.) и органических (метаболиты, белки, непептидные гормоны и др.), в том числе, флуоресцирующих компонентов (флуоресцеин, хинин, родамин и другие органические красители, метки на их основе, квантовые точки и др.) в твердых и жидких веществах и материалах, в том числе, черных и цветных металлах и сплавах, их растворах, биопробах и т. д.;

от 10,0 % до 20,0 % для массовой доли компонентов в поверхностных слоях твердых объектов и тонких пленках.

6.1. Средства измерений могут представлять собой аналитические приборы, которые позволяют проводить прямые измерения массовой (молярной) доли или массовой (молярной) концентрации определенного компонента в веществах и/или материалах в соответствии с эксплуатационной документацией, или приборы, которые получают единицы измеряемой величины в процессе построения градуировочной/калибровочной зависимости и/или при контроле точности измерений.

• 6.2. Средства измерений массовой (молярной) концентрации компонентов в диапазоне от V10^-9 до 99,99 г/дм³ (от 140^-9 до 2,0 моль/дм³) в жидких и твердых веществах и материалах на основе колориметрии, фотометрии, нефелометрии, турбидиметрии и т.д. могут представлять собой колориметры, фотометры, мутномеры, нефелометры, турбидиметры или иные приборы, принцип действия которых, основан на определении спектральных характеристик, зависящих от концентрации определяемого компонента.

Для указанных средств измерений пределы допускаемой относительной погрешности измерений составляют от 2 % до 30 %.

• 6.3. Средства измерений массовой (молярной) доли компонентов в диапазоне от V10^-10 % до 99,99 % (абс.) и массовой (молярной) концентрации компонентов в диапазоне от V10^-9 до 99,99 г/дм³ (от V10^-9 до 2,0 моль/дм³) в жидких и твердых веществах и материалах на основе абсорбционной и/или эмиссионной спектрометрии, спектрофотометрии, рентгено-флуориметрии и т.д. могут представлять собой атомно-абсорбционные спектрометры, оптикоэмиссионные спектрометры, спектрометры с индуктивно-связанной плазмой, спектрофотометры, рентгено-флуоресцентные спектрометры или другие аналитические приборы.

Для указанных средств измерений пределы допускаемой относительной погрешности измерений составляют от 1,0 % до 30,0 %.

• 6.4. Средства измерений массовой (молярной) концентрации компонентов в диапазоне от V10^-9 до 99,99 г/дм³ (от 140^-9 до 2,0 моль/дм³) в жидких и твердых веществах и материалах на основе флуориметрии и/или спектрофлуориметрии, а также относительных единиц флуоресценции в диапазоне от 1-10^-5 до 1-10⁵ ОЕФ для флуоресцирующих компонентов могут представлять собой флуориметры, спектрофлуориметры, флуоресцентные анализаторы или аналогичные приборы.

Для указанных средств измерений пределы допускаемой относительной погрешности измерений составляют от 3,0 % до 30,0 %.

• 6.5. Средства измерений массовой (молярной) доли компонентов в диапазоне от V10^-2 % до 99,99 % (абс.) в жидких и твердых веществах и материалах на основе рамановской и раман-флуоресцентной спектроскопии, а также относительных единиц флуоресценции в диапазоне от 140^-5 до V10⁵ ОЕФ для флуоресцирующих компонентов и рамановских линий могут представлять собой рамановские и раман-флуоресцентные спектрометры (спектрометры комбинационного рассеяния) и микроскопы или аналогичные приборы.

Для указанных средств измерений пределы допускаемой относительной погрешности измерений составляют от 5,0 % до 30,0 %.

• 6.6. Средства измерений массовой (молярной) концентрации компонентов в диапазоне от V10^-5 до 99,99 г/дм³ (от V10^-5 до 2,0 моль/дм³) в жидких и твердых веществах и материалах на основе спектральных методов для биоанализа, а также относительных единиц флуоресценции в диапазоне от 10^-3 до 10³ ОЕФ для флуоресцирующих компонентов могут представлять собой анализаторы биопроб (в т.ч. медицинские, ПЦР-анализаторы, амплификаторы), анализаторы биохимические, анализаторы биофизические, анализаторы иммуноферментные, анализаторы люминесцентные и хемилюминесцентные или аналогичные приборы.

Для указанных средств измерений пределы допускаемой относительной погрешности измерений составляют от 5,0 % до 30,0 %.

¹

Характеристика вещества или материала, выраженная в относительных единицах флуоресценции (ОЕФ), в пределах применимости пропорциональна концентрации флуоресцирующих компонентов, входящих в его состав. Значение в ОЕФ характеризует аналитическую способность прибора или флуоресцентную, поглощающую и рассеивающую способности вещества или материала. Численно значение в ОЕФ равно отношению регистрируемой прибором интенсивности излучения характеризуемого вещества или материала к опорной интенсивности излучения, измеренной при аналогичных условиях, и может быть получено с использованием коэффициентов пересчёта. За опорную (1 ОЕФ) принимают флуоресцирующую способность водного (pH=5,5) раствора флуоресцеина натрия концентрацией 1 мг/дм³ на длине волны 514 нм при возбуждении 405 нм.

²

Настоящая поверочная схема не устанавливает порядок передачи единиц величин при определении чистоты органических веществ.

³

Настоящая поверочная схема не устанавливает порядок передачи единиц содержания компонентов в покрытиях.

⁴

Здесь и далее под стандартными образцами подразумеваются однородные жидкие или твердые вещества или материалы фиксированного состава, в том числе их растворы, метрологические характеристики которых определены спектральными методами.

⁵

Здесь и далее под мерами подразумеваются однородные или неоднородные жидкие или твердые вещества, материалы или конструкции с фиксированными спектральными свойствами.

⁶

Погрешность (неопределенность) эталонов и средств измерений может быть ранжирована по участкам диапазона измерений. Ранг эталона определяется его предполагаемым применением в рамках требований настоящей поверочной схемы. При передаче единицы вниз по поверочной схеме при доверительной вероятности 0,95 должен быть предусмотрен, по меньшей мере, двукратный запас по точности.

МИНИСТЕРСТВО ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ТОРГОВЛИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ (Госстандарт)

1569

№ ______

Москва

Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений массовой (молярной) доли и массовой (молярной) концентрации компонентов, а также флуоресценции в жидких и твердых веществах и материалах на основе спектральных методов

В соответствии с пунктом 6 главы II Положения об эталонах единиц величин, используемых в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, утвержденным постановлением Правительства Российской Федерации от 23 сентября 2010 г. № 734 «Об эталонах единиц величин, используемых в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений», требованиями к содержанию и построению государственных поверочных схем и локальных поверочных схем, в том числе к их разработке, утверждению и изменению, утвержденными приказом Министерства промышленности и торговли Российской Федерации от 11 февраля 2020 г. № 456, Планом разработки, пересмотра и утверждения государственных поверочных схем на 2023 год, утвержденным приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2022 г. № 3299 (с внесенными изменениями, утвержденными приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 апреля 2023 г. № 915), п р и к а з ы в а ю:

• 1. Утвердить прилагаемую государственную поверочную схему для средств измерений массовой (молярной) доли и массовой (молярной) концентрации компонентов, а также флуоресценции в жидких и твердых веществах и материалах на основе спектральных методов (далее - ГПС).

• 2. Установить, что:

ГПС применяется для государственного первичного эталона единиц массовой (молярной) доли и массовой (молярной) концентрации компонентов в жидких и твердых веществах и материалах на основе спектральных методов (ГЭТ 196-2023), прослеживаемых к нему эталонов и средств измерений массовой (молярной) доли и массовой (молярной) концентрации компонентов в жидких и твердых веществах и материалах и вводится в действие с 25 августа 2023 г.;

эталоны, аттестованные на соответствие требованиям государственной поверочной схемы для средств измерений массовой (молярной) доли и массовой (молярной) концентрации компонентов, а также флуоресценции в жидких и твердых веществах и материалах на основе спектральных методов, утвержденной приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 декабря 2019 г. № 3455 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений массовой (молярной) доли и массовой (молярной) концентрации компонентов, а также флуоресценции в жидких и твердых веществах и материалах на основе спектральных методов» (далее - Приказ № 3455) или локальным поверочным схемам, применяются до даты окончания срока действия свидетельства об аттестации, выданного до ввода в действие ГПС;

эталоны, аттестованные на соответствие требованиям Приказа № 3455, соответствующие по своим метрологическим характеристикам указанному разряду ГПС, подлежат периодической аттестации на соответствие ГПС не позднее срока окончания действия свидетельства об аттестации, в документы на эталоны вносятся соответствующие изменения;

эталоны, аттестованные на соответствие требованиям Приказа № 3455, не соответствующие по своим метрологическим характеристикам указанному разряду ГПС, подлежат первичной аттестации не позднее срока окончания действия свидетельства об аттестации и утверждению в соответствии с ГПС;

эталоны, аттестованные на соответствие локальным поверочным схемам, подлежат первичной аттестации не позднее срока окончания действия свидетельства об аттестации и утверждению в соответствии с ГПС;

информация о прекращении применения эталонов по Приказу № 3455 или локальным поверочным схемам, или об изменении ГПС для эталонов, не требующих переутверждения, передается держателем эталона в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений (далее - Федеральный фонд) после даты окончания срока действия свидетельства об аттестации.

• 3.   Федеральному государственному бюджетному учреждению «Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений» направить сведения о ГПС в федеральное государственное бюджетное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы» для их внесения в Федеральный фонд.

• 4. Управлению метрологии, государственного контроля и надзора Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии обеспечить размещение информации об утверждении ГПС на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в информационно-телекоммуникационной сети «Интернет».

• 5.  Признать утратившим силу приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 декабря 2019 г. № 3455 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений массовой (молярной) доли и массовой (молярной) концентрации компонентов, а также флуоресценции в жидких и твердых веществах и материалах на основе спектральных методов» с 25 августа 2023 г.

• 6. Контроль за исполнением настоящего приказа оставляю за собой.

Заместитель руководителя

< 1 Подлинник электронного документа, подписанного ЭП, хранится в системе электронного документооборота Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии.

СВЕДЕНИЯ О СЕРТИФИКАТЕ ЭП

Сертификат: 646070CB8580659469A85BF6D1B138CO

Кому выдан: Лазаренко Евгений Русланович

Действителен: с 20.12.2022 до 14.03.2024

V_____________ J