Техническая основа государственной системы обеспечения единства измерений

включает совокупность:

1. межгосударственных, государственных эталонов, рабочих эталонов

единиц величин и шкал измерений;

2. стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов;

3. стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов;

4. средств измерений и испытательного оборудования, необходимых для осуществления метрологического надзора и контроля;

5. специальных зданий и сооружений для проведения высокоточных измерений в метрологических целях;

6. научно-исследовательских, эталонных, испытательных, калибровочных и измерительных лабораторий.

Актуальность решения проблем метрологического обеспечения обусловлена:

1. интенсификацией процессов технологий производства;

2. повышением требований к точности измерений (по учету сырья, готовой продукции, расхода энергоресурсов и т.д.);

3. расширением номенклатуры показателей качества продукции, в том числе характеризующих ее безопасность;

4. внедрением новых методов испытаний качества продукции;

5. проведением научных исследований в различных сферах;

6. необходимостью контроля параметров экологических показателей и охраны труда на производстве;

7. расширением международного научно-технического сотрудничества.

Научно-техническая основа метрологического обеспечения представлена на рисунке

 

 

 

Включает системы эталонов и рабочих средств измерений, от технического совершенства которых зависит уровень измерений и их качество. Метрологическое обеспечение производства и экономики на современном этапе развития играет важную роль в повышении эффективности функционирования отраслей народного хозяйства и каждого предприятия.

Воспроизведение единиц физических величин одно из основных условий обеспечения единства измерений.

 

Воспроизведение единицы ФВ представляет собой совокупность операций по материализации единицы физической величины с наивысшей в стране точностью с помощью государственного эталона.

Различают воспроизведение основных и производных единиц. Размеры единиц могут воспроизводиться там же, где выполняются измерения (децентрализованный способ), либо информация о них должна пере-даваться с централизованного места их хранения или воспроизведения (централизованный способ).

Децентрализовано воспроизводятся единицы многих производных физических величин.

Основные единицы в настоящее время воспроизводятся только централизованно. Централизованное воспроизведение единиц осуществляется с помощью специальных технических средств, назы-ваемых эталонами.

Эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы с наивысшей в стране (по сравнению с другими эталонами той же единицы) точностью, называется первичным эталоном.

Первичные эталоны - уникальные средства измерений, часто представляющие собой сложнейшие измерительные комплексы, созданные с учетом новейших достижений науки и техники на данный период развития измерительной техники.

Эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы в особых условиях и служащий для этих условий, называется специальным эталоном. Официально утвержденные в качестве исходного для страны первичный или специальный эталоны называются государственными.

Эталон, получающий размер единицы путем сличения с первичным

эталоном рассматриваемой единицы, называется вторичным эталоном.

Эталон должен отвечать трем основным требованиям:

1. неизменность (способность удерживать неизменным размер воспроизводимой им единицы в течение длительного интервала времени);

2. воспроизводимость (воспроизведение единицы с наименьшей погрешностью для данного уровня развития измерительной техники);

сличаемость - (способность не претерпевать изменений и не вносить каких-либо искажений при проведении сличений).

Научно-техническая Система государственных эталонов единиц физических величин обеспечивает воспроизведение единиц физической величины с наиболее высокой точностью. Система рабочих эталонов осуществляет передачу размеров единиц физических величин рабочим средствам измерений.

Система стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов обеспечивает воспроизведение единиц физических величин, которые характеризуют состав и свойства веществ и материалов.

Система рабочих средств измерительной техники и средств измерений используется во время разработки производства, эксплуатации продукции проведения научных испытаний, других видов деятельности.

 

 

Высокой точности

Наивысшей точности

Эталон 4-го разряда

Эталон 3-го разряда

Низшей точности

Высшей точности

Средней точности

 

 

 

 

 

 

Общий вид государственной поверочной схемы

Государственные эталоны представляют собой национальное достояние и поэтому они хранятся в метрологических институтах страны в специальных эталонных помещениях, где поддерживается строгий режим по влажности, температуре, вибрациям и другим параметрам.

Для обеспечения единства измерений физических величин в международном масштабе большое значение имеют международные сличения национальных государственных эталонов. Эти сличения помогают выявить систематические погрешности воспроизведения единицы национальными эталонами, установить, насколько национальные эталоны соответствуют международному уровню, и наметить пути совершенствования национальных (государственных) эталонов.

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии располагает самой современной эталонной базой, включающей более 117 государственных эталонов. Эта эталонная база международной организацией по метрологии признана входящей в тройку самых совершенных наряду с эталонными базами США и Японии. Эталонная база в дальнейшем будет развиваться в количественном и главным образом в качественном отношении. Перспективно создание многофункциональных эталонов, т.е. эталонов, воспроизводящих на единой конструктивной и метрологической основе не одну, а несколько единиц физических величин или одну единицу, но в широком диапазоне измерений.

Так, метрологические институты страны создают единый эталон времени, частоты и длины, который позволит, уменьшить погрешность воспроизведения единицы длины.

При передаче информации о размере единиц обширному парку средств измерений используют многоступенчатую процедуру. По размеру единиц, воспроизводимому государственным эталоном, устанавливаются значения физических величин, воспроизводимые вторичными эталонами. Самыми распространенными вторичными эталонами являются рабочие эталоны. Их применяют для передачи размера единицы образцовым средствам измерений высшей точности.

Среди вторичных эталонов различают:

эталоны-сравнения, применяемые для сличения эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличимы друг с другом;

эталоны-свидетели, предназначенные для проверки сохранности и неизменности государственного эталона и для замены его в случае порчи или утраты;

эталоны-копии, используемые для передачи информации о размере единицы рабочим эталонам, которые подразделяют на разряды -1,2, 3-й и т.д., определяющие порядок их соподчинения. По ширине доверительного интервала, в котором с выбранной доверительной вероятностью устанавливается значение измеряемой величины.

Измерения делят на измерения низкой, высокой, высшей и наивысшей точности.

Технические средства, обеспечивающие высший и наивысший уровни точности, для практических измерений не применяют. В качестве методов передачи информации о размере единиц используют методы непосредственного сличения (т.е. сличения меры с мерой или показаний двух приборов), а также сличение с помощью компаратора. Непосредственное сличение применяют, как правило, для менее точных мер. Непосредственно сличать можно только штриховые меры длины (линейки, брусковые метры, рулетки), меры сравнения -компарирующие устройства. Наиболее часто применяют следующие компараторы:

весы различных разрядов (при поверке гирь),

мосты постоянного и переменного тока (при сличении мер сопротивления).