Эталоны единиц физических величин

Эталон – средство измерений (или комплекс средств измерений), предназначенное для воспроизведения и (или) хранения единицы физической величины с наивысшей точностью (для данного уровня развития измерительной техники) для передачи её размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений и утверждённое в качестве эталона в установленном порядке.

Классификацию, назначение и общие требования к созданию, хранению и применению эталонов устанавливает ГОСТ 8.057-80 "ГСИ. Эталоны единиц физических величин. Основные положения".

Эталоны классифицируют в зависимости от метрологического назначения.

Это назначение предполагает оснащение метрологической службы первичными, специальными, государственными, национальными, международными и вторичными эталонами:

Рис. 4.1.

Различают следующие виды эталонов.

Первичный эталон. Обеспечивает воспроизведение и хранение единицы с наивысшей в стране точностью.

Первичный эталон может быть специальным, государственным, национальным и международным.

Специальный эталон обеспечивает воспроизведение единицы в особых условиях, в которых прямая передача размера единицы от первичного эталона с требуемой точностью не осуществима, и служит для этих условий первичным эталоном.

Первичные и специальные эталоны являются исходными для страны, их утверждают в качестве государственных.

Государственный эталон – это первичный (или специальный) эталон, официально утвержденный в качестве исходного на территории государства.

Государственные эталоны подлежат периодическим сличениям с государственными эталонами других стран.

Национальный эталон – эталон, признанный официальным решением в качестве исходного для страны.

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

Вторичный эталон хранит размер единицы, полученной сличением с первичным эталоном соответствующей физической величины.

По метрологическому назначению вторичные эталоны делятся на следующие:

• эталон-свидетель – предназначен для проверки сохранности и неизменности государственного эталона и замены его в случае порчи или утраты (в настоящее время только эталон килограмма имеет эталон-свидетель);
• эталон-копия – предназначен для передачи размера единицы рабочим эталонам (он создаётся для предохранения первичного или специального эталона от преждевременного износа при необходимости проведения большого количества поверочных работ);
• эталон сравнения – применяется для взаимного сличения эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличены друг с другом (например, международные сличения эталонов);
• рабочий эталон – применяется для передачи размера единицы рабочим средствам измерений.

Рабочие эталоны при необходимости подразделяются на разряды 1, 2, и т.д., определяющие порядок их соподчинения в соответствии с поверочной схемой.

Метрологическая последовательность передачи размеров единиц физических величин от первичного эталона рабочим мерам и измерительным приборам:

увеличить изображение
Рис. 4.2.Последовательность передачи

Совокупность всех перечисленных эталонов образует эталонную базу Российской Федерации.

Поверочные схемы

Обеспечение правильной передачи размера единиц физических величин во всех звеньях метрологической цепи осуществляется посредством поверочных схем.

Поверочная схема – это нормативный документ, который устанавливает соподчинение средств измерений, участвующих в передаче размера единицы от эталона к рабочим средствам измерений с указанием методов и погрешности, и утвержденный в установленном порядке.

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 измерений данной физической величины, имеющиеся в стране.

Она разрабатывается в виде государственного стандарта, состоящего из чертежа поверочной схемы и текстовой части, содержащей пояснения к чертежу.

Ведомственная поверочная схема распространяется на средства измерений данной физической величины, подлежащие ведомственной поверке.

Локальная поверочная схема распространяется на средства измерений данной физической величины, подлежащие поверке в отдельном органе метрологической службы.

Ведомственная и локальная поверочные схемы оформляют в виде чертежа, элементы которого приведены на рис. 4.3 рис. 4.3:

Рис. 4.3.Поверочные схемы

а) передача размера от эталона 1 к объекту 4 методом 2;

б) передача размера от эталона 1 к объекту поверки 4 методом 2 или 3;

в) передача размера от эталона 1 к объекту поверки 4 методом 2 и объекту поверки 5 методом 3.

Чертежи поверочной схемы состоят из полей, расположенных друг под другом, и имеют такие наименования: "Эталоны", "Образцовые средства измерений n-го разряда", "Рабочие средства измерений".

На чертежах поверочной схемы должны быть указаны:

• наименования средств измерений и методов поверки;
• номинальные значения физических величин или их диапазоны;
• допускаемые значения погрешностей средств измерений;
• допускаемые значения погрешностей методов поверки.

Поверочная схема должна состоять не менее чем из двух ступеней передачи размера единицы физической величины.

Правила расчёта параметров поверочных схем и оформления чертежей поверочных схем приведены в ГОСТ 8.061- 80 "ГСИ. Поверочные схемы. Содержание и построение" и в рекомендациях МИ 83-76 "Методика определения параметров поверочных схем".