Средства измерения: меры, приборы, измерительные машины и измерительные системы. Эталоны. Государственная поверочная схема.

Средство измерения – техническое устройство, предназначенное для измерения, имеющее нормированные метрологические характеристики.

СИ классифицируются по различным признакам.

1. По форме представления измеряемой информации:

а) меры – средство измерения, воспроизводящее одно или несколько значений измеряемой физической величины. В зависимости от природы физической величины различают меры геометрических величин, электрических, теплотехнических, механических и др. Меры геометрических величин: плоскопараллельные концевые меры, угловые меры, калибры, шаблоны, масштабные линейки, угольники и др. Если мера воспроизводит одно значение физической величины, то она называется однозначной, если несколько значений – многозначной. Например, это многозначные угловые меры, масштабные линейки. Если измерительные элементы оформлены в виде поверхностей, то мера называется концевой, если штрихами – штриховой. Часто меры различных значений комплектуются в наборы.

Например, наибольшее применение для измерения линейных размеров имеет набор плоскопараллельных концевых мер, содержащий 112 мер: 0,5, 1, 1,005, 1,01, 1,02 и т.д. через 0,01 мм до 1,5 мм – 51 мера; от 1,5 до 2 мм через 0,1 мм – 5 мер; от 2,5 до 25 мм через 0,5 мм – 46 мер; от 30 до 100 мм через 10 мм – 8 мер. Плоскопараллельные концевые меры обладают свойством прилипания друг к другу по измерительным поверхностям, если они не намагничены и их поверхности очищены. Благодаря этому из них можно составлять блоки из нескольких мер с размером блока, равным сумме размеров составляющих его мер.

б) приборы – СИ, представляющие измерительную информацию в форме, удобной для восприятия. Приборы делятся на показывающие (шкальные или цифровые) и записывающие в форме графических изображений;

в) измерительные машины – совокупность приборов и других вспомогательных устройств, предназначенных для измерения нескольких однородных или неоднородных величин;

д) измерительная установка – средство измерения, состоящее из нескольких СИ и вспомогательных устройств, смонтированных в одном месте;

е) информационно-измерительные системы – совокупность СИ, компьютерных средств, вспомогательных и передающих устройств, предназначенных для выработки измерительной информации в форме, удобной для передачи, восприятия и применения с целью управления элементами производственной системы.

2. По природе измеряемой физической величины – средства измерения геометрических, механических, теплотехнических, электрических, радиотехнических, оптических, химических и других величин.

3. По области применения:

- рабочие средства измерения, предназначенные для измерения объектов с целью установления их размера;

- метрологические СИ, предназначенные для измерения других СИ с целью установления их метрологических характеристик.

4. По принципу действия: механические, оптические, электрические, пневматические, гидравлические, комбинированные, основанные на совокупности вышеприведенных принципов (оптико-механические, электромеханические, пневмоэлектрические и др.).

5. По характеру взаимодействия СИ с объектом измерения СИ делятся на контактные и бесконтактные. Если в процессе измерения имеется механический контакт измерительного элемента СИ с измеряемой поверхностью объекта измерения, то это контактное СИ. Бесконтактные СИ не имеют механического контакта с измеряемой поверхностью объекта измерения.

Эталоны

Занимают особое место среди СИ, так как без них обеспечить единство измерения невозможно. Эталон - СИ, предназначенное для воспроизведения и хранения размера единицы величины, дольных или кратных ее значений, с целью передачи размера другим средствам измерения этой величины. Воспроизведение единицы физической величины – совокупность операций по материализации единицы величины с помощью эталона более высокой точности или с помощью специальных устройств. Хранение единицы величины – совокупность операций, обеспечивающих постоянство во времени размера величины, присущего данному средству измерения. Передача размера единицы величины – приведение размера единицы величины, хранимой данным средством измерения, к размеру воспроизводимому или хранимому эталоном.

По точности и применению эталоны делятся на следующие виды:

- первичный эталон – эталон, воспроизводящий размер единицы величины с наивысшей точностью;

- вторичный – эталон, который хранит и воспроизводит размер единицы величины путем сличения с первичным эталоном. По существу – это копия первичного эталона;

- эталон-копия – это вторичный эталон, предназначенный для передачи размера единицы величины рабочим эталонам;

- рабочий эталон, применяемый для передачи размера единицы величины рабочим средствам измерения;

- исходный эталон – это эталон, принятый в качестве первичного в данной метрологической службе;

- эталон сравнения – вторичный эталон, применяемый для сличения эталонов, которые не могут быть сличены непосредственно;

- государственный (национальный) эталон – эталон, который решением уполномоченного на то органа утвержден в качестве первичного в данном государстве. Поверочная схема. Определяет порядок, способы и средства передачи размера единицы величины от исходного эталона в данной метрологической службе к рабочим средствам измерения. Она представляет собой условное графическое изображение прямоугольников и овалов, последовательно соединенных между собой линиями. В прямоугольниках указывают наименование поверяемых средств измерения и их основные метрологические характеристики, в овалах – методы и СИ для сличения СИ со СИ более высокой точности, передающим размер единицы величины средству измерения менее высокой точности. Графическое изображение сопровождается поясняющим текстом. Лаборатория метрологических измерений, наряду со средствами измерения влияющих величин, должна иметь поверочные схемы для всех измеряемых физических величин. Поверочные схемы обычно вывешиваются на видном месте. Поверочные схемы по уровню делятся на три вида: государственные, поверочные схемы органов государственного управления и организаций. Поверочная схема включает не менее двух СИ и применяется для поверки и калибровки СИ.

Наибольшее количество СИ содержит государственная поверочная схема, начинающаяся с государственного эталона. Другие виды поверочных схем являются частью государственной поверочной схемы, но с более подробной конкретизацией СИ.