Основы обеспечения единства измерений. Воспроизведение и передача размеров единиц физических величин.

Существует 5 основ метрологического обеспечения единства измерений:

1.) Узаконенная система единиц физических величин

2.) Эталонная база

3.) Узаконенная система передачи размеров физических величин от эталонов к

нижестоящим разрядным эталонам и рабочим СИ.

4.) Метрологический контроль и надзор за обеспечением единства измерений

5.) Метрологическая служба РФ.

При проведении измерений необходимо обеспечить их единство.

Единство измерений – состояние измерений, характеризующееся тем,что их результаты выражаются в узаконенных единицах, размеры которых в установленных пределах равны размерам единиц, воспроизводимых первичными эталонами, а погрешности результатов измерений известны и с заданной вероятностью не выходят за установленные пределы.

Для обеспечения единства измерений необходима тождественность единиц, в которых проградуированы все существующие СИ одной и той же величины. Это достигается путем точного воспроизведения и хранения в специализированных учреждениях установленных единиц ФВ и передачи их размеров применяемым СИ.

Воспроизведение основной единицы – это создание фиксированной по размеру ФВ в соответствии с определением единицы. Оно осуществляется с помощью государственных первичных эталонов.

Воспроизведение производной единицы– это определение значения ФВ

в указанных единицах на основании измерений других величин,функционально связанных с измеряемой величиной.

Передача размера единицы – приведение размера единицы ФВ, хранимой поверяемым средством измерения, к размеру единицы, воспроизводимой или хранимой эталоном, осуществляемое при их поверке или калибровке. Размер единицы передается «сверху вниз», от более точных средств измерения к менее точным.

Хранение единицы – совокупность операций, обеспечивающая неизменность во времени размера единицы, присущего данному средству измерения. Хранение эталона единицы ФВ предполагает проведение взаимосвязанных операций, позволяющих поддерживать метрологические характеристики эталона в установленных пределах. При хранении

первичного эталона выполняются регулярные его исследования, включая сличения с национальными эталонами других стран с целью повышения точности воспроизведения единицы и совершенствования методов передачи ее размера.

Технической основой обеспечения единства измерений является эталонная база.

Эталон – средство измерений (или их комплекс), предназначенное для воспроизведения и (или) хранения единицы и передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме СИ и утвержденное в качестве эталона в установленном порядке. Классификация, назначение и общие требования к созданию, хранению и применению устанавливает ГОСТ 8.057-80 «ГСИ. Эталоны единиц физических величин. Основные положения» [19]. Перечень эталонов не повторяет перечня принятых ФВ.

Различают следующие виды эталонов:

Международный эталон – эталон, принятый по международному соглашению в качестве международной основы для согласования с ним размеров единиц, воспроизводимых и хранимых национальными эталонами.

Первичный эталон – обеспечивает воспроизведение единицы с наивысшей в стране (по сравнению с другими эталонами той же единицы) точностью.

Государственный первичный эталон – первичный эталон, признанный решением уполномоченного на то государственного органа в качестве исходного на территории государства.

Вторичный эталон – эталон, получающий размер единицы непосредственно от первичного эталона данной единицы.

Эталон сравнения – эталон, применяемый для сличений эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличены друг с другом.

Рабочий эталон – эталон, предназначенный для передачи размера единицы рабочим средствам измерений.

Рабочее средство измерений – средство измерений, предназначенное для измерений, не связанных с передачей размера единицы другимсредствам измерений.

Эталонная база страны – совокупность государственных первичных и вторичных эталонов, являющаяся основой обеспечения единства измерений в стране.\

Высшим звеном эталонной базы страны является система государственных первичных

эталонов, которые воспроизводят и (или) хранят единицы и передают их размеры подчиненным эталонам, которые, в свою очередь, передают их рабочим средствам измерений.

Классификация эталонов

Система воспроизведения и передачи физической величины устанавливает порядок(последовательность методов и средств) передачи размеров и точности. Рабочие средства измерений применяют в повседневной деятельности, а эталонные используются только для градуировки и поверки рабочего СИ. Эта система отражена в поверочной схеме. Обеспечение правильной передачи размера единиц физической величины во всех звеньях метрологической цепи осуществляется посредством поверочных схем. Поверочная схема – это нормативный документ, устанавливающий соподчинение средств измерений, участвующих в передаче размера единицы от эталона к рабочим СИ с указанием методов и погрешности при передаче. Основные положения о поверочных схемах приведены в ГОСТ 8.061–80. «ГСИ. Поверочные схемы. Содержание и построение». Поверочные схемы делятся на государственные, ведомственные и локальные.

Государственная поверочная схема распространяется на все средства измерения данной ФВ, имеющиеся в стране. Она разрабатывается в виде государственного стандарта, состоящего из чертежа поверочной схемы и текстовой части, содержащей пояснения к чертежу.

Локальная поверочная схема распространяется на средства измерения данной ФВ, применяемые в регионе, отрасли, ведомстве или на отдельном предприятии. Они не должны противоречить государственным схемам для СИ одних и тех же величин. Они могут быть составлены при отсутствии государственной поверочной схемы. В них допускается указывать конкретные типы (экземпляры) средств измерений. Ведомственная и локальная поверочные схемы оформляют в виде чертежа, элементы которого приведены на рис.

Элементы графического изображения поверочных схем при передаче

размера: а – от эталона 1 к объекту 5 методом 3; б – от эталона 1 к

объектам поверки 5 и 6 методом 3; в – от эталона 1 к объекту поверки 5

методом 3 или 4; г – от эталона 1 к объекту поверки 5 методом 3 и объекту

поверки 6 методом 4.

Поверочная схема устанавливает передачу размера единиц одной или нескольких взаимосвязанных величин. Она должна включать не менее двух ступеней передачи размера. Поверочную схему для средств измерения одной и той же величины, существенно отличающихся по диапазонам измерений, условиям применения и методам поверки, а также для средств измерений нескольких ФВ допускается подразделять на части. На чертежах поверочной схемы должны быть указаны:

− наименования СИ и методов поверки;

− номинальные значения ФВ или их диапазоны;

− допускаемые значения погрешностей СИ;

− допускаемые значения погрешностей методов поверки.

Правила расчета параметров поверочных схем и оформления чертежей этих схем приведены в ГОСТ 8.061–80 «ГСИ. Поверочные схемы. Содержание и построение» и в рекомендациях МИ 83–76 «Методика определения параметров поверочных схем». В поверочных схемах приводятся различные способы поверки средств измерени