Воспроизведение и передача размеров единиц величин и шкал измерений

Эталоны и установки высшей точности

В соответствии с определением, данным в РМГ 29—99, воспроизведение единицы физической величины представляет собой совокупность операций по материализации единицы с помощью государственного первичного эталона.

? Первичным называется эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы (точки или участка шкалы) с наивысшей в стране (по сравнению с другими эталонами той же единицы) точностью. ?

Первичных эталонов одной и той же единицы физической величины может быть несколько, если это необходимо для перекрытия всего диапазона (шкалы) измеряемой величины.

? Первичный эталон, признанный решением уполномоченного на то государственного органа в качестве исходного на территории государства, называется государственным первичным, государственным, или национальным, эталоном. ?

? Исходным эталоном называется эталон, обладающий наивысшими метрологическими свойствами в рамках замыкающейся на него совокупности средств измерений и служащий для передачи им размера единицы. ?

Существуют исходные эталоны в рамках одного предприятия, группы предприятий (холдинга), территории и, наконец, страны.

  • ? Эталоны, получающие размер единицы от исходного эталона, называются подчиненными. ?
  • ? Подчиненный эталон, получающий размер единицы или шкалу непосредственно от первичного, называется вторичным. ?

Первичные эталоны представляют собой весьма дорогой и тонкий инструмент, нагрузка на который не должна быть большой. С этой целью, а также для того, чтобы обеспечить сличение первичных эталонов между собой и с международными эталонами используются вторичные эталоны специального назначения. Это — эталоны-свидетели, эталоны-копии и эталоны сравнения.

  • ? Эталоны-свидетели — вторичные эталоны, предназначенные для проверки сохранности государственных эталонов и замены их в случае порчи или утраты. ?
  • ? Эталоны-копии — вторичные эталоны, предназначенные наряду с государственными для передачи размеров шкал и единиц измерений с целью уменьшить нагрузку на них, применяются редко [4]. ?
  • ? Эталон сравнения — вторичный эталон, применяемый для сличений других эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличены друг с другом. ?

Условия применения средств измерений весьма разнообразны и часто оказывается невозможным обеспечить необходимую точность или вообще передать единицу (шкалу) измерения от первичного эталона вследствие особых условий, которые необходимо при этом обеспечить. Для решения этой проблемы создаются специальные эталоны, обеспечивающие воспроизведение единицы в особых условиях и заменяющие для этих условий первичный эталон. Специальные эталоны наряду с первичными образуют базу, из которой формируется совокупность национальных эталонов.

Наряду с национальными эталонами основу единства измерений в стране обеспечивают так называемые установки высшей точности (УВТ). У ВТ сродни специальным эталонам и создаются в тех случаях, когда:

  • • централизованное воспроизведение единицы не является необходимым и экономически целесообразным;
  • • необходимо обеспечить воспроизведение безразмерных величин (относительные величины, коэффициенты);
  • • граничные условия, в которых воспроизводится единица, имеют узкоспецифичный диапазон или область распространения;
  • • рабочие средства измерений, поверяемые на УВТ, принадлежат разным собственникам, но общее их количество невелико.

Часто УВТ используются в качестве государственных первичных эталонов.

Для проведения межгосударственных (межнациональных) сличений эталонов используются международные эталоны — эталоны, принятые по международному соглашению в качестве международной основы для согласования с ними размеров единиц, воспроизводимых и хранимых соответствующими национальными (государственными первичными) эталонами.

Практика работ по воспроизведению и передаче размеров единиц показала необходимость использования различных подходов к разработке и созданию эталонов. Прежде всего следует отметить эталоны основных единиц Международной системы. Поскольку все остальные единицы Международной системы — производные, то понятно, что точность воспроизведения основных единиц во многом определяет метрологическое совершенство всей совокупности СИ в стране. Как показала практика, перемещение (транспортировка) эталонов даже при соблюдении всех необходимых условий приводит к чувствительной потере точности воспроизведения единицы. Наконец, средства измерений основных единиц весьма распространены и перемещать эталоны пришлось бы непрерывно. По этим, а также по ряду других соображений, эталоны основных единиц являются государственными, имеют постоянное место хранения, а способ воспроизведения с их помощью единиц называется централизованным. Централизованно воепроизводится также большая часть производных единиц. Децентрализованно воспроизводятся некоторые производные единицы, например эталоны единицы напряжения, использующие эффект Джозефсона. Все они равноточны, ни один из них не является главенствующим, каждый возглавляет в своем регионе поверочные схемы.

Создание, хранение, применение эталонов, придание им официального статуса, контроль за их состоянием регламентированы нормативной документацией (ГОСТ 8.057—80 «ГСИ. Эталоны единиц физических величин. Основные положения», ГОСТ 8.525—85 «ГСИ. Установки высшей точности для воспроизведения единиц физических величин. Порядок разработки, аттестации, регистрации, хранения и применения»). Погрешность воспроизведения единицы эталоном выражают при помощи установленного перечня показателей (ГОСТ 8.381—80 «ГСИ. Эталоны. Способы выражения погрешностей»).

Эталоны имеют различные характеристики погрешности. Характеристика погрешности национального эталона — среднее квадратическое отклонение (СКО) случайной погрешности воспроизведения единицы и неисключенная систематическая погрешность воспроизведения единицы. Характеристики погрешности вторичных и рабочих эталонов включают в себя характеристики погрешности метода передачи размера единицы, реализуемого при их поверке. Поверку эталонов производят через определенные промежутки времени, определяемые в соответствии с ГОСТ Р 8.565—96 «ГСИ. Порядок установления и корректировки межповерочных интервалов эталонов». Величина межповерочных интервалов для различных эталонов различна. Так, национальный эталон килограмма сличается один раз в 20—25 лет, а национальные эталона ома и вольта — один раз в три года.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >