Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений показателя преломления (ФГУП "ВНИИОФИ")

Общие сведения

УТВЕРЖДЕНА приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от «01» февраля 2022 г. № 232 ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ Москва 2021 г.

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1.Настоящий документ распространяется на государственную поверочную схему для средств измерений показателя преломления твердых nт и жидких nж веществ, микрообъектов nм, двумерного пространственного распределения показателя преломления твердых веществ nпр и газообразных веществ nг для излучения оптического диапазона от 405 до 1550 нм и устанавливает порядок передачи единицы показателя преломления n (безразмерная величина ) от государственного первичного эталона единицы показателя преломления при помощи рабочих эталонов средствам измерений с указанием погрешностей и основных методов передачи единицы. Графическая часть Государственной поверочной схемы для средств измерений показателя преломления представлена в приложении А.

2. СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

2.1.В настоящем документе использованы следующие сокращения: ГПЭ - государственный первичный эталон; СКО - среднее квадратическое отклонение; НСП - неисключенная систематическая погрешность; ПВО - полное внутреннее отражение; НПВО - нарушенное полное внутреннее отражение.

3. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕРВИЧНЫЙ ЭТАЛОН

3.1.Государственный первичный эталон единицы показа теля преломле ния предназначен для воспроизведения, хранения и передачи единицы показателя преломления при помощи рабочих эталонов средствам измерений.

3.2.Государственный первичный эталон состоит из четырех эталонных установок. Эталонная установка, предназначенная для воспроизведения, хранения и передачи единицы показателя преломления для твердых и жидких веществ, в состав которой входят: гониометр-спектрометр с кольцевым лазером для воспроизведения, хранения и передачи единицы показателя преломления твердых и жидких веществ; набор сменных источников излучения в диапазоне длин волн от 405 до 1550 нм в виде лазерных модулей с волоконным выходом; эталонные меры показателя преломления в виде трехгранных стеклянных призм из различных марок стекла и полой трехгранной при змы с набором расходуемых и возобновляемых рефрактометрических жидкостей; многоканальный цифровой термометр прецизионный с выносными термометрами сопротивления на основе термистора. Эталонная установка, предназначенная для воспроизведе ния, хранения и перед ачи единицы показателя преломления для твердых и жидких микрообъектов, в состав которой входят: автоматизированный интерференционный микроскоп для воспроизведения, хранения и передачи единицы показателя преломления твердых и жидких микрообъектов с программным обеспечением; меры показателя преломления в виде специальной кюветы с микролунками и набором расходуемых и возобновляемых рефрактометрических жидкостей. Эталонная установка, предназначенная для воспроизведения, хранения и передачи двумерного пространственного распределения (профиля) единицы показателя преломления твердых веществ, в состав которой входят: цифровой интерферометр для измерения двумерного пространственного распределения (профиля) единицы показателя преломления твердых веществ; эталонные меры двумерного пространственного распределения (профиля) показателя преломления в виде тонких срезов заготовок градиентного волокна и самих заготовок. Эталонная установка, предназначенная для вос произведения, хранения и передачи единицы показателя преломления для газообразных веществ, в состав которой входят: лазерный интерференционный рефрактометр для измерений показателя пр еломления чистых газов и газовых смесей, включая воздух, с вакуумным отка чным постом, системой напуска газа и камерой пассивной термостабилизации.

3.3.Государственный первичный эталон обеспечивает воспроизведение единицы показателя преломления с метрологическими характеристиками, указанными Таблицах 1 - 5. Таблица 1. Метрологические характеристики ГПЭ при воспроизведении единицы показателя преломления твердых веществ Диапазон значений показателя преломления от 1,4 до 3,0 Диапазон длин волн, нм от 405 до 700 от 700 до 1550 Среднее квадратическое отклонение (СКО) среднего арифметического результатов измерений Sт при 50 независимых измерениях, не более 1,0·10-6 1,0·10-5 Неисключённая систематическая погрешность (НСП) θт, не более 2,0·10-6 4,0·10-5 Стандартная неопределенность, оцененная по типу А 1,010-6 1,0·10-5 Стандартная неопределенность, оцененная по типу В 1,210-6. 2,3·10-5 Суммарная стандартная неопределенность 1,510-6 2,5·10-5 Расширенная неопределенность при коэффициенте охвата k=2 3,010-6 5,0·10-5 Таблица 2. Метрологические характеристики ГПЭ при воспроизведении единицы показателя преломления жидких веществ Диапазон значений показателя преломления от 1,3 до 2,5 Диапазон длин волн, нм от 405 до 700 от 700 до 1550 Среднее квадратическое отклонение (СКО) среднего арифметического результатов измерений Sж при 50 независимых измерениях, не более 5,0·10-7 1,0·10-5 Неисключённая систематическая погрешность (НСП) θж, не более 1,0·10-6 2,9·10-5 Стандартная неопределенность, оцененная по типу А 5,010-7 1,0·10-5 Стандартная неопределенность, оцененная по типу В 5,810-7. 1,7·10-5 Суммарная стандартная неопределенность 7,610-7 2,0·10-5 Расширенная неопределенность при коэффициенте охвата k=2 1,510-6 4,0·10-5 Таблица 3. Метрологические характеристики ГПЭ воспроизведении единицы показателя преломления для твердых и жидких микрообъектов Диапазон значений показателя преломления от 1,4 до 3,0 Диапазон длин волн, нм от 405 до 700 Среднее квадратическое отклонение (СКО) среднего арифметического результатов измерений Sм при 50 независимых измерениях, не более 1,0·10-5 Неисключённая систематическая погрешность (НСП) θм, не более 1,7·10-5 Стандартная неопределенность, оцененная по типу А 1,010-5 Стандартная неопределенность, оцененная по типу В 1,010-5. Суммарная стандартная неопределенность 1,410-5 Расширенная неопределенность при коэффициенте охвата k=2 2,810-5 Таблица 4. Метрологические характеристики ГПЭ при воспроизведении двумерного пространственного распределения (профиля) единицы показателя преломления для твердых тел на сетке 128×128 точек Диапазон значений показателя преломления от 1,4 до 3,0 Диапазон длин волн, нм от 405 до 700 от 700 до 1550 Среднее квадратическое отклонение (СКО) среднего арифметического результатов измерений Sпр при 50 независимых измерениях, не более 1,5·10-4 2,0·10-4 Неисключённая систематическая погрешность (НСП) θпр, не более 3,5·10-4 3,8·10-4 Стандартная неопределенность, оцененная по типу А 1,510-4 2,0·10-4 Стандартная неопределенность, оцененная по типу В 2,010-4. 2,2·10-4 Суммарная стандартная неопределенность 2,510-4 3,0·10-4 Расширенная неопределенность при коэффициенте охвата k=2 5,010-4 6,0·10-4 Таблица 5. Метрологические характеристики ГПЭ при воспроизведении единицы показателя преломления для газообразных веществ Диапазон значений показателя преломления от 1,000 до 1,003 Длина волны в вакууме, нм 632,99102 Среднее квадратическое отклонение (СКО) среднего 1,0·10-8 арифметического результатов измерений Sг, при 50 независимых измерениях, не более Неисключённая систематическая погрешность (НСП) θг, не более 2,1·10-8 Стандартная неопределенность, оцененная по типу А 1,010-8 Стандартная неопределенность, оцененная по типу В 1,210-8. Суммарная стандартная неопределенность 1,510-8 Расширенная неопределенность при коэффициенте охвата k=2 3,010-8

3.4.Для обеспечения воспроизведения единицы показателя преломления с указанной точностью сл едует соблюдать правила содержания и применения ГПЭ, утвержденные в установленном порядке.

3.5.Государственный первичный э талон применяют для передачи единицы показателя преломления рабочим эталонам 1 -го разряда методом прямых измерений или непосредственным сличением.

4. РАБОЧИЕ ЭТАЛОНЫ

4.1.Рабочие эталоны 1–го разряда.

4.1.1.В качестве рабочих эталонов 1 -го разряда применяют эталонн ые установки (интерферометр Фабри -Перо и гониометры) в диапазоне nт от 1,4 до 2,5, эталонные меры и стандартные образцы показателя преломления и профиля показателя преломления в виде: набора трехгранных призм, из различных марок стекла, в диапазоне nт от 1,4 до 3,0; полой призмы с набором рефрактометрических жидкостей в диапазоне nж от 1,3 до 2,0; кюветы с набором рефрактометрических жидкостей в диапазоне nм от 1,3 до 2,0; тонких срезов заготовок градиентного волокна и самих заготовок в диапазоне n пр от 1,4 до 2,0; чистых газов и газовых смесей в диапазоне nг от 1,000 до 1,003.

4.1.2.Доверительные границы абсолютной погрешности рабочих эталонов 1-го разряда  при доверительной вероятности 0,95 составляют от 510-8до 710-4.

4.1.3.Рабочие эталоны 1-го разряда применяют для передачи единицы рабочим эталонам 2-го разряда методом прямых измерений или сличением при помощи компаратора (рефрактометра или гониометра) и средствам измерений методом прямых измерений: рефрактометрам, работа к оторых основана на явлении полного внутреннего отражения (рефрактометров ПВО) и на нарушении условий полного внутреннего отражения (рефрактометров НПВО), в том числе спектральных; V-рефрактометрам и дифференциальным рефрактометрам; гониометрам-спектрометрам; интерферометрам; анализаторам заготовок и стекловолокна; интерференционным рефрактометрам.

4.2.Рабочие эталоны 2–го разряда

4.2.1.В качестве рабочих эталонов 2 -го разряда применяют следующие меры показателя преломления: рефрактометрические пластины в диапазоне nт от 1,4 до 2,5 и рефрактометрические призмы с эффективным значением показателя преломления nэфф от 1,25 до 1,45; рефрактометрические жидкости (в том числе стандартные образцы показателя преломления и растворы сахарозы) в диапазоне nж от 1,33 до 2,00. Требования к отбору образцов для мер показателя преломления в виде рефрактометрических пластин и призм изложены, например, в ГОСТ 28869-90.

4.2.2.Доверительные границы абсолютной погрешности  рабочих эталонов 2-го разряда при доверительной вероятности 0,95 составляют от 1·10-5 до 1·10-4.

4.2.3.Рабочие эталоны 2-го разряда применяют для поверки методом пр ямых измерений средств измерений: рефрактометров ПВО, НПВО, в том числе спектральных; V-рефрактометров и дифференциальных рефрактометров; гониометров-спектрометров для измерений показателя преломления; интерферометров.

5. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

5.1.В качестве средств измерений применяют рефрактометры ПВО, НПВО, гониометрыспектрометры, V-рефрактометры, дифференциальные и интерференционные рефрактометры для измерений показателя преломления в диапазоне n от 1,0 до 3,0, анализаторы заготовок и стекловолокна в диапазоне измерений профиля показателя преломления от 1,4 до 2,0.

5.2.Пределы допускаемых а бсолютных погрешностей Δ средств измерений показателя преломления составляют от 1·10-7 до 1·10-3. Пределы допускаемых абсолютных погрешностей Δ средств измерений двумерного пространственного распределения (профиля) показателя преломления (анализаторов заготовок и стекловолокна) составляют от 7·10-4 до 8·10-4.

5.3.Допускается в рефрактометрах иметь другую или дополнительную шкалу, градуированную в единицах доли растворимых сухих веществ в водных растворах, принятую международными организациями, например, международную шкалу массовой концентрации сахарозы Brix. Рефр актометры с такими шкалами должны быть снабжены пересчетной таблицей в значения показателя преломления.