sou · GVB397 · 2008-01-01 00:00:00 — För att säkerställa spårbarhet avseende en viss mätstorhet krävs ofta att riksmätplatsen kan genomföra mät- ningar i ett brett och kontinuerligt intervall (t.ex. från mikrogram till flera ton avseende massa), med motsvarande krav på anpassad utrustning. I många fall krävs också att riksmätplatsen behärskar olika typer av mätmetoder, och innehar tillämplig utrustning av varierande slag, för att täcka in en viss mätstorhets område. SI-systemet är uppbyggt med utgångspunkt från sju grund- enheter (längd, massa, tid, elektrisk ström, termodynamisk tempe- ratur, ljusstyrka respektive materiemängd) och ett stort antal härledda enheter. Måttenheterna är i många fall korsvis kopplade till varandra. I förordningen (1989:527) om riksmätplatser anges vilka riksmätplatser som finns, dvs. SP och SSI, samt vilka (grund- eller härledda) mätstorheter de ansvarar för. Det senare framgår av faktaruta 4.1 nedan. Faktaruta 4.1 Mätstorheter som riksmätplatserna ansvarar för, enligt förord- ningen om riksmätplatser Område mekanik, följande mätstorheter: längd; plan vinkel; volym; massa; kraft; kraftmoment; ljudtryck; acceleration; tryck Område tid och frekvens, följande mätstorheter: tidintervall; tid- punkt; frekvens Område elektricitet och magnetism, följande mätstorheter: elektrisk spänning; elektrisk ström; impedans; elektrisk effekt; elektrisk energi; dämpning; brus; reflektionsfaktor; strålningflödestäthet Område värme, följande mätstorhet: temperatur Område fotometri och radiometri, följande mätstorheter: ljusflöde; ljusstyrka; illuminans; luminans; kromaticitetskoordinater, tristi- mulusvärden; korrelerad färgtemperatur; strålningsflöde; irradians; relativ irradians; spektral irradians Område joniserande strålning, följande mätstorheter: exposition; absorberad dos; dosekvivalent; kerma Överväganden och förslag om riksmätplatser Riksmätplatssystemets omfång, dvs. vilka normaler som skall hållas och på vilken nivå, har i hög grad styrts av industriella utvecklingsnivå och därtill kopplade behov samt tillgängliga resur- ser. Även samhälleliga krav inom t.ex. legal metrologi har haft bety- delse. Att behoven hos det egna landets näringsliv är styrande för den metrologiska verksamhetens inriktning är också det normala sett i en internationell jämförelse, vilket av naturliga skäl innebär att olika länder väljer olika inriktning. Riksmätplatserna inhämtar kunskap om behoven på flera sätt, t.ex. genom de kundkontakter man har i samband med kalibre- ringsuppdrag och i verksamheten med kunskapsspridning och mättekniska uppdrag, samt genom egen fortbildning, deltagande i internationella konferenser, FoU-projekt m.m. Även Metrologi- rådets kompetens och erfarenheter inom vitt skilda teknikområden ger stöd när utvecklingen diskuteras under rådsmötena. Då meto- den med aktiva kundrelationer, deltagande i konferenser m.m. av riksmätplatserna har bedömts fungera tillfredsställande, så har man inte sett behov av mer övergripande, teoretiska kriterier för valet av vilka normaler som skall hållas. I sammanhanget bör också sägas att det såvitt utredningen kunnat utröna inte finns några internationella åtaganden (i form av t.ex. Meterkonventionen eller EU-medlemskapet) som ställer krav på att skall hålla normaler på motsvarande riksmätplatsnivå eller inom vilka områden sådana normaler i sådana fall skall hållas. Däremot är det så att om vi väl har valt att hålla normaler på motsvarande riksmätplatsnivå och – vilket i sådana fall är naturligt – avser att dessa skall vara spårbara till den högsta internationella noggrannhetsnivån, så ställer medlemskapet i Meterkonventionen vissa krav på hur verksamheten då skall bedrivas. Av särskild be- tydelse i sammanhanget är det avtal om ömsesidigt erkännande av nationella mätnormaler samt kalibreringsbevis och mätcertifikat utgivna av nationella metrologiinstitut (Mutual Recognition Arrange- ment, MRA), som de nationella metrologiinstituten i Meterkon- ventionens olika medlemsstater ingick . För svensk del är SP signatär av avtalet, medan SSI har status som designated institute inom området joniserande strålning. Syftet med är att underlätta internationell handel genom att etablera ett samband mellan kalibreringar gjorda i olika länder och verka för ett ömsesidigt accepterande av varandras kalibreringsbevis. Inom ramen för avtalet sker bl.a. internationella jämförelser av mätningar – kända som nyckeljämförelser. Överväganden och förslag om riksmätplatser om de olika institutens mätförmågor publiceras i en webbaserad, offentlig databas hos Internationella byrån för mått och vikt, dvs. Meterkonventionens verkställande organ.TPF10FPT För att ett institut skall få delta krävs att man dels för landets bästa mätförmågor inom olika storhetsområden kan visa spårbarhet genom jämförelser, dels kan visa att man har ett kvalitetssäkringssystem enligt inter- nationell standard. Deltagande i internationella jämförelsemät- ningar är ett krav oberoende av om spårbarhet erhålls på primär eller sekundär nivå. Nivå på riksmätplatsernas realiseringar samt det statliga stödet till normaliehållning fördelat på olika storhetsområden En riksmätplats spårbarhet till de internationellt accepterade defini- tionerna av måttenheterna inom SI-systemet kan i princip uppnås på två sätt: Att realisera de internationellt accepterade måttenheterna innebär att definitionen av måttenheten fysiskt materialiseras, så att man därmed får en referens (eller normal) mot vilken en fysisk jämförelse kan göras. En normal som reali- serats direkt utifrån definitionen av en måttenhet benämns primärnormal och motsvarar den mest noggranna represen- tationen av måttenheten ifråga. I detta fall hämtas spårbarhet (med hjälp av s.k. transportnormaler) från primärnormaler som hålls av metrologiska organ utomlands, t.ex. andra nationella metrologi- institut eller Meterkonventionens permanenta verkställande organ Internationella byrån för mått och vikt. Metoden förut- sätter att använda transportnormaler är stabila och tåliga så att de ger tillräcklig noggrannhet eller säkerhet. För att täcka in ett helt storhetsområde är det inte ovanligt att en riksmätplats arbetar med realisering på både primär och sekundär nivå. En sekundär realisering är alltid mindre noggrann än en pri- mär.TPF11FPT Å andra sidan är verksamhet på sekundär nivå i allmänhet 10TP PT Adressen till databasen är 11TP PT I sammanhanget bör dock påpekas att även om en sekundärnormal alltid har större osäker- het än den primärnormal till vilken den är spårbar, så kan den i och för sig ha lägre osäkerhet än andra primärnormaler. Överväganden och förslag om riksmätplatser mindre resurskrävande än verksamhet på primär nivå – även med beaktande av att kalibrering, transport m.m. av tillämpliga trans- portnormaler medför kostnader. Således kräver en verksamhet på primär nivå i normalfallet högre kompetens och mer omfattande metodutvecklingsarbete än arbete på sekundär nivå. Normaliehållningen förutsätter som framgått att riksmätplatser- na deltar i internationella jämförelsemätningar inom ramen för Meterkonventionen, i syfte att säkerställa spårbarhet till den högsta internationella noggrannhetsnivån. Kravet på att delta i inter- nationella jämförelsemätningar finns oberoende av om en riksmät- plats arbetar med primär eller sekundär realisering. En praktisk skillnad är dock att man endast är kvalificerad att delta i inter- nationella jämförelsemätningar på den högsta nivån om verksam- heten bedrivs på primär nivå. I tabell 4.3 nedan visas på vilken nivå normaliehållningen sker vid riksmätplatserna. Tabellen utgår från en indelning av SI-syste- mets (grund- och härledda) måttstorheter i ett antal grupper, som gjorts inom ramen för det internationella samarbetet i syfte att öka överblicken över det relativt komplexa systemet. Överväganden och förslag om riksmätplatser SOU 2007:97 Nivå för realisering vid riksmätplatserna Normaliehållning (primär eller sekundär nivå) Akustik, ultraljud och vibration (SP) Som bas primär med utgångspunkt från laserinterfero- metri, men för övrigt i huvudsak sekundär nivå. Elektricitet och magnetism (SP) Primär nivå från de två kvantfenomenen Josephson- effekten samt Kvantiserad Halleffekt. nivå inom hela området, men t.ex. inom mikrovågs- området till del sekundär. Längd (SP) Som bas primär med utgångspunkt från stabiliserade lasrar och tidintervallmätning, men för övrigt i huvudsak Massa och relaterade storheter (SP) Till stor del primär utgående från den svenska kilogram- prototypen med stöd av längdmätning och tidintervall- Inom tryck delvis på sekundär nivå. Fotometri/radiometri (SP) Som bas primär med utgångspunkt från en kryogen radio- meter som en bas, men för övrigt i huvudsak sekundär Termometri (SP) Primär med utgångspunkt från ett stort antal fixpunkter samt med stöd av elektrisk spänning och resistans. Tid och frekvens (SP) Primär med utgångspunkt från sekunddefinitionen och Cesiumatomklockor samt deltagande i skapandet av koordinerad världstid, UTC. Joniserande strålning (SSI) Som framgår av tabellen realiserar SP i vissa fall måttenheterna direkt i förhållande till sina definitioner, dvs. SP håller primär- normaler eller utför mätningar på primär nivå. I andra fall håller SP sekundärnormaler. De normaler som hålls av SSI är däremot i samtliga fall på sekundärnivå. Av tabell 4.1 ovan har framgått hur mycket av det statliga stödet till riksmätplatserna som har avsatts för normalie- hållning. 2006 visas i tabell 4.4 hur dessa medel för- delade sig mellan olika storhetsområden. Att de samlade beloppen för SP är något mindre än det totala stödet till normaliehållning vid SP (SP totalt i tabellen) beror på att vissa kostnader som täcks via anslaget inte är direkt hänförliga till enskilda storhetsområden, t.ex. finansieras verksamhet via det statliga stödet till normaliehållning. i tabellen anges även hur många kalibreringsuppdrag som utförts inom respektive storhets- område. Beträffande storleken på det statliga stödet till normalie- Överväganden och förslag om riksmätplatser hållning inom joniserande strålning saknar utredningen uppgifter för åren 2002 2004 (jämför vad som sades i anslutning till tabell 4.1). Tabell 4.4 Det statliga stödet för normaliehållning fördelat på storhets- områden (, avrundningsfel förekommer) Akustik, ultraljud och vibration (SP) tism (SP) Längd (SP) storheter (SP) (1 015 kalibrerings- Fotometri/radiometri (SP) Termometri (SP) Tid och frekvens (SP) (ca 85 kalibrerings- (ca 120 kalibre- uppdrag)TPF FPT Som framgår av tabellen har fördelningen mellan olika storhets- områden av det statliga stödet för normaliehållning varit i stort sett under ett flertal år. Även antalet kalibreringsuppdrag per storhetsområde tycks vara tämligen jämnt mellan olika år – dock med reservationen att uppgifterna här endast avser . 12TP PT Som framgått i anslutning till tabell 4.1 minskade de av SSI utförda kalibreringarna . Detta berodde framför allt på att SSI flyttade hela sin verksamhet, varvid mätplatsen revs och byggdes upp på nytt i nya lokaler. Under ett normalår utför SSI ca 100 140 kalibreringar. Överväganden och förslag om riksmätplatser I anslutning till tabellen bör påpekas att komplexiteten i kalibre- ringsuppdragen varierar mycket mellan olika storhetsområden. Å ena sidan kan inom massa ett uppdrag exempelvis handla om att kalibrera en viktsats med precisionsvikter. Inom elområdet kan en kalibrering å andra sidan exempelvis avse en multifunktionskalibra- tor, med kanske ett hundratal funktioner och mätområden. I båda fallen handlar det dock om noggrannhetsbehov på högsta nivå. Som framgått av avsnitt 4.2.1 bedöms av de kun- der som från SP efterfrågar kalibrering på riksmätplatsnivå vara små och medelstora företag. Utredningen saknar information om hur fördelningen mellan små och medelstora respektive större företag exakt ser ut beträffande kalibreringsuppdragen för enskilda stor- hetsområden i tabellen ovan. Enligt vad SP framfört till utred- ningen kan dock i huvuddrag sägas att små och medelstora företag med behov av kalibrering på riksmätplatsnivå främst finns inom branscher där det är relativt vanligt med att sådana företag ligger långt framme i teknikutvecklingen, såsom t.ex. informations- och kommunikationsteknik eller vissa el- och elektronikområden. Mot denna bakgrund bedömer SP att små och medelstora företag är relativt sett vanligt förekommande som kalibreringskunder inom exempelvis storhetsområdet elektricitet och magnetism, medan de är relativt sett mindre vanligt förekommande inom t.ex. storhets- området längd. Som kommentar till tabellen bör också sägas att skälet till att antalet kalibreringsuppdrag är klart mindre för tid och frekvens än för andra storhetsområden har att göra med detta områdes speciella karaktär. Verksamhet som den att tillhandahålla tid över Internet från publikt tillgängliga servrar i de nationella knutpunkterna samt från SP har ett mycket stort antal användare, däribland flera med samhällsviktiga funktioner både i och utanför landets grän- ser. Någon enkel och praktisk metod för att ta ut ersättning av användarna för en sådan publik tjänst har inte kunnat skapas. I övrig riksmätplatsverksamhet är det däremot i allmänhet möjligt att delfinansiera verksamheten genom att tydligt definierade kund- grupper har behov av att utnyttja SP:s kalibreringstjänster, vilka erbjuds mot betalning. För en mer detaljerad genomgång av SP:s verksamhet med tid och frekvens, se vidare bilagorna 4 och 5. Som framgått är deltagande i internationella jämförelsemät- ningar en nödvändig del i normaliehållningen. Arbetet med att delta i internationella jämförelser varierar visserligen inom ett storhetsområde, men i genomsnitt bedöms kostnaderna Överväganden och förslag om riksmätplatser för arbetet med internationella jämförelsemätningar för SP:s del kräva av de medel som anges i tabellen ovan. Av tabell 4.1 har framgått hur stora resurser som inom det statliga stödet till riksmätplatser totalt avsattes för investeringar i referens- utrustning 2006. I tabell 4.5 nedan visas hur dessa investeringar fördelat sig per storhetsområde. Streck betyder noll. Beträffande storleken på investeringarna inom joniserande strål- ning saknar utredningen uppgifter för åren 2002 2004 (jämför vad som sades i anslutning till tabell 4.1). Tabell 4.5 Investeringar i referensutrustning fördelat på storhetsområden (, avrundningsfel förekommer) Akustik, ultraljud och vibration (SP) tism (SP) Längd (SP) storheter (SP) Fotometri /radiometri (SP) Termometri (SP) Tid och frekvens (SP) Som framgått av avsnitt 4.2.1 sker inom ramen för SP:s riksmät- platsverksamhet inte endast investeringar i referensutrustning (vilka finansieras via det statliga metrologianslaget), utan även in- vesteringar med SP:s egna medel. Den senare typen av investeringar avser exempelvis datorer eller utrustningar som används i verksam- heten, men som inte kan rubriceras som referenser, t.ex. utrustning för att automatisera mätningar, vakuum- eller vätskepumpar m.m. Därtill kan också investeringar ske genom bidrag från andra externa Överväganden och förslag om riksmätplatser SOU 2007:97 aktörer än via det statliga metrologianslaget. har detta framför allt handlat om det bidrag som Post- och telestyrel- sen givit till tid- och frekvensverksamheten, inom ramen för myndighetens uppdrag att öka robustheten i de elektroniska kommunikationsnäten. Som framgått av avsnitt 4.2.1 har Post- och investeringsbidrag till SP uppgått till totalt sett. Sammantaget uppgick investeringar- na i SP:s riksmätplatsverksamhet till ca 2006, varav ca avsåg investeringar i referensutrustning via det statliga metrologianslaget.TPF13FPT har framfört åsikten att inves- teringsnivån för referensutrustning vid SP är för låg. Mot denna bakgrund framförde SP, tillsammans med , i en skri- velse till regeringen /06 att det statliga stödet till SP för investeringar i referensutrustning borde höjas till samt att staten därtill borde ge SP ett engångsbidrag om för att ersätta gammal utrustning. Skrivel- sen har inte föranlett någon åtgärd från regeringens sida. Som framgått av avsnitt 2.2.1 har ett omfattande utredningsarbete bedrivits inom det europeiska, metrologiska sam- arbetet, i syfte att analysera vilka utmaningar europeisk metrologi står inför och hur dessa bäst kan hanteras.TPF14FPT I det sammanhanget pekades på att efterfrågan på spårbar mätteknik kontinuerligt växer. Detta dels genom att det finns ökade behov av metrologi inom nya teknologier och sektorer som bioteknologi och nanoteknologi, dels genom att det inom traditionella områden som handel och indust- riell produktion ställs krav på allt mer komplexa mättekniska lösningar. pekades också på att de tillgängliga resurserna för nationell och internationell metrologi inte förväntas öka nämn- värt, varför den växande efterfrågan måste hanteras genom ökad effektivitet. Att verksamheten med normaliehållning har ut- vecklats mot allt större komplexitet visas bl.a. av att tillverkarna av mätinstrument bygger in allt flera funktioner i instrumenten så att 13TP PT Observera att en del av Post- och bidrag lämnades och en del även . 14TP PT Se t.ex. EUROMET (2004). Överväganden och förslag om riksmätplatser de täcker nya och allt större mätområden, som instru- menten också blir både noggrannare och allt stabilare. För de nationella metrologiinstituten, som SP, har detta bl.a. inneburit behov av metodutvecklingsarbete för att möta de förändrade be- hoven. är en följd av att instrumenten blir allt mer kapabla och stabila att kalibreringsintervallen för dem kan göras längre . En följd av teknikutvecklingen är också att andelen traditionella kalibreringar successivt håller på att ersättas med teknikutvecklingstjänster riktade direkt till industrin, dock med den mättekniska kompetensen som grund. Mot denna bakgrund kan sägas att behoven och därmed också kalibreringsbehoven ser annorlunda ut än . Nya tillämpnings- eller behovsområden har också tillkommit, som att mäta massflöde i stället för volymflöde, mätning av elkvalitet, 3D-mätteknik av komplexa geometriska former eller mätbehov från nya områden inom t.ex. läkemedels- och hälsosektorn. En annan utvecklingstendens är att generiska metoder inom avancerade matematiska metoder för mätvärdesanalys finner till- lämpningar inom nya områden. Traditionellt har spårbarhets- behoven inom process- och verkstadsindustrin varit begränsade till statiska förhållanden. Utvecklingen går mot behov av spårbar- het för mätning/kalibrering under dynamiska förhållanden. Kalibre- ringsarbetet kompletteras som en följd av denna utveckling med matematisk modellering och simulering. I samband med att utvecklingstendenser inom normaliehåll- ningen diskuteras, bör även nämnas att SSI i en skrivelse till regeringen framförde att den befintliga riksmätplatsen för joniserande strålning vid institutet borde kompletteras med storheten aktivitet, och då i första hand aktivitet av radon i inom- husluft och i dricksvatten. Skrivelsen har dock inte föranlett någon åtgärd från regeringens sida. I sammanhanget kan även nämnas att ramarna för SP:s verk- samhet allmänt sett torde komma att påverkas genom att regeringen driver ett arbete med att stärka och skapa en mer sammanhållen struktur för industriforsk- ningsinstituten, däribland SP.TPF15FPT 15TP PT Se (2006) och Ds 2007:39. Överväganden och förslag om riksmätplatser 4.3Förutsättningar för ökad nordisk och annan internationell samordning Enligt direktiven skall utredningen analysera om samordnings- vinster eller kostnadseffektiviseringar eventuellt kan uppnås genom ökat nordiskt och annat internationellt riksmätplatssamarbete. Tänkbara sådana samordningsvinster sägs i direktiven t.ex. kunna vara att genom ökat internationellt samarbete och arbetsdelning kunna minska antalet mätstorheter inom det egna landets gränser. I sammanhanget finns det enligt utredningens mening i första hand skäl att behandla samarbete på europeisk och nordisk nivå. Detta görs i tur och ordning i avsnitten 4.3.1 och 4.3.2 nedan. 4.3.1Förutsättningar för ökad europeisk samordning Som framgått av kapitel 2 har de nationella metrologiinstituten inom EU och EFTA samarbetat inom den frivilliga samarbetsorganisationen . Även andra europeiska länder har kunnat medverka efter godkännande från medlemsländerna. Huvudmålsättningarna med EUROMET har varit att främja samarbete i utvecklingen av nationella normaler och mätmetoder, att optimera användning av resurser och tjänster bland nationella metrologiinstitut, att förbättra mätresurser och göra dessa tillgängliga till alla medlemmar, samt att genomföra jämförelsemätningar mellan nationella åstadkomma bättre likvärdighet mellan olika mätningar. Från början bestod samarbetet inom EUROMET främst av erfarenhets- utbyte och organisering av jämförelsemätningar. Vid införandet av det i avsnitt 4.2.2 beskrivna avtalet om ömsesidigt erkännande av nationella mätnormaler samt kalibreringsbevis och mätcertifikat utgivna av nationella metrologiinstitut (), så fick EUROMET ansvar för implementeringen av avtalet i , för jämförelsemätningar i första hand på sekundär nivå. Jämförelse- mätningar på den högsta internationella nivån arrangeras i regel genom , för mått och vikt (CIPM), eller dess permanenta verkställande organ, Internationella byrån för mått och vikt (BIPM). Överväganden och förslag om riksmätplatser Det europeiska samarbetet har intensifierats . Inom ramen för EUROMET har de nationella metrologi- instituten gemensamt bedrivit ett omfattande utredningsarbete i syfte att analysera vilka utmaningar europeisk metrologi står inför och hur dessa bäst kan hanteras.TPF16FPT En av utgångspunkterna för detta arbete var vad som kallades metrologins dilemma. Med detta avsågs att efterfrågan på spårbar mätteknik å ena sidan konti- nuerligt ökar. som å andra sidan de tillgängliga resurserna för nationell och internationell metrologi inte förväntas öka nämn- värt, varför den växande efterfrågan måste hanteras genom ökad effektivitet. I det europeiska utredningsarbetet diskuterades bl.a. tänkbara former för den fortsatta organiseringen av metrologiskt arbete på motsvarande riksmätplatsnivå i samt förutsättningar för det fortsatta samarbetet på europeisk nivå. Analysen utgick från fyra tänkbara framtidsscenarier/-modeller: A.Heltäckande nationellt tjänsteutbud. I denna modell har samt- liga europeiska länder ett nationellt metrologiinstitut, som erbjuder ett heltäckande tjänsteutbud på motsvarande riksmät- platsnivå. Institutens normaliehållning bygger så långt det är ekonomiskt försvarbart på primär realisering. B.Utvalda normaliehållare på primär nivå. I denna modell har samtliga europeiska länder ett nationellt metrologiinstitut, som erbjuder ett heltäckande tjänsteutbud. Det är dock endast ett fåtal, stora institut vars normaliehållning bygger på primär realisering. (i synnerhet från mindre länder) hämtar istället sin spårbarhet genom sekundär realisering. I denna modell sker en arbets- delning mellan olika länders nationella metrologiinstitut. Olika länders institut erbjuder ett begränsat tjänsteutbud, genom att man specialiserar sig på olika normaler, vilka man realiserar på primär nivå och erbjuder kalibrering emot. För kalibrering mot andra normaler än dessa hänvisas kunderna till institut i andra länder. I denna modell avvecklas de olika ländernas nationella metrologiinstitut. Istället skapas ett gemensamt , som 16TP PT Se t.ex. EUROMET (2004). Överväganden och förslag om riksmätplatser håller normaler på primärnivå inom samtliga storhetsområden och erbjuder ett fullständigt kalibreringsutbud. Den hittillsvarande organiseringen av metrologiskt arbete på mot- svarande riksmätplatsnivå i har varit en blandning av modellerna A och B. De nationella metrologiinstituten i de större europeiska länderna, som t.ex. och , har således ett närmast fullständigt tjänsteutbud där i stort sett all normaliehållning bygger på primär realisering.