Государственная система обеспечения единства измерений

 

Главной задачей в организации измерительных работ является: достижение сопоставимых результатов измерений одних и тех же объектов, выполненных в разное время, в разных местах, с помощью различных методов и средств. Это решается путем обеспечения единства измерений, которое достигается деятельностью метрологических служб, направленных на достижение и поддержание единства измерений в соответствии с правилами, государственными актами, требованиями, нормами, установленными стандартами и др. НД в области метрологии.

 

Это обеспечивается государственной метрологической службой страны, увязывающей свою деятельность с международными метрологическими организациями, метрологическими службами федеральных органов исполнительной власти России и метрологическими службами городских лиц.

 

Важнейшей формой обеспечения единства измерений является государственный метрологический контроль и надзор. Итак, законодательная метрология является нормативной базой обеспечения единства измерений.

 

Технической базой служит система воспроизведения единиц физических величин и передачи информации об их размерах всем СИ.

 

Система воспроизведения единиц физических величин и передачи размера средствам измерений – составляет техническую базу обеспечения единства измерений.

 

1. Воспроизведение единиц физических величин.

 

В соответствии с основным уравнением измерения Q = X·[Q] измерительная процедура сводится к сравнению неизвестного размера с известным, в качестве которого выступает размер соответствующий единице Международной системы.

Воспроизведение единицы представляет собой совокупность операций по материализации единицы физической величины с наивысшей в стране точностью с помощью государственного эталона или исходного рабочего эталона. Различают воспроизведение основных и производных единиц.

 

Размеры единиц могут воспроизводится там же, где выполняются измерения (децентрализованный способ), либо информация о них должна передаваться с централизованного места их хранения или воспроизведения (централизованный способ).

 

Децентрализовано воспроизводятся единицы многих производных физических величин. Основные единицы сейчас воспроизводятся только централизованно, что осуществляется с помощью специальных технических средств, называемых эталонами.

 

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

 

Первичный эталон – это уникальные средства измерений, сложнейшие измерительные комплексы.

 

Эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы в особых условиях и служащий для этих условий, называется специальным эталоном.

 

Официально утвержденные в качестве исходного для страны первичный или специальные эталоны называются государственными.

 

Эталон, получающий размер единицы путем сличения с первичным, называется вторичным эталоном. Эталон должен отвечать трем основным требованиям: неизменность,воспроизводимость,сличаемость.

 

Неизменность – свойство эталона удерживать неизменным размер воспроизводимой им единицы в течение длительного интервала времени. При этом все изменения, зависящие от внешних условий, должны быть строго определенными функциями величин, доступных точному измерению. Реализация этих требований привела к идее создания «естественных» эталонов различных величин, основанных на физических постоянных.

 

Воспроизводимость– возможность воспроизведения единиц ФВ с наименьшей погрешностью для существующего уровня развития измерительной техники. Это достигается путем постоянного исследования эталона в целях определения систематических погрешностей и их исключения путем введения соответствующих поправок.

 

Сличаемость– возможность сличения с эталоном других СИ, нижестоящих по поверочной схеме, в первую очередь вторичных эталонов с наивысшей точностью для существующей техники измерения. Это свойство предполагает, что эталоны по своему устройству и действию не вносят каких-либо искажений в результаты сличения и сами не претерпевают изменений в результате сличений.

 

Государственные эталоны – национальное достижение. В 1998 г. эталонная база России была представлена 116 государственными эталонами, 250 вторичными, 70 установками внешней точности, государственными стандартными образцами в количестве более 7500.

2. Передача размера единицы – представляет собой приведение размераединицы физической величины, хранимой поверяемым СИ, к размеру единицы, воспроизводимой или хранимой эталоном. Передача размера осуществляется при сличении этих единиц.

 

По размеру единицы, воспроизводимому государственным эталоном, устанавливаются значения физических величин, воспроизводимые вторичными эталонами. Самыми распространенными по численности парка вторичными эталонами являются рабочие эталоны различных разрядов – 1, 2, 3-го(иногда 4-го). От рабочих эталонов низшего разряда размер передается РСИ. Число РСИ достигает сотен тысяч, даже миллионов экземпляров (термометры, манометры). РСИ обладает различной точностью измерений. Наиболее точные РСИ при поверке (калибровке) получают размер от вторичных эталонов или рабочих эталонов 1-го разряда, наименее точные – от эталонов низшего разряда (3-го или 4-го). В качестве методов передачи информации о размере единиц используют методы непосредственного сличения, т.е. сличение меры с мерой или показаний двух приборов.

 

Непосредственно сличать можно только штриховые меры длины (рулетки, линейки, брусковые меры), меры вместимости (мерные колбы, пипетки, мензурки). Для более точной поверки используют компарирующие устройства (компараторы) – образцовые, различных разрядов (при поверке гирь) мостыпостоянного и переменного тока (при сличении мер сопротивления и ЭДС нормальных элементов). На каждой ступени передачи информации о размере единицы точность теряется в 3-5 раз.

 

Поверочные схемы СИ – документ, устанавливающий соподчинение СИ, участвующих в передаче размера единицы от эталона к рабочим СИ с указанием методов и погрешности при измерении.

 

Различают государственные и локальные схемы. Во главе государственной схемы находится государственный эталон. Государственные поверочные схемы закладываются в основу государственных стандартов. Локальные поверочные схемы распространяются на СИ, подлежащие поверке, организуемой МС министерства или МС юридического лица.

 

Систему передачи информации образно представляют в виде пирамиды. На самой вершине находится государственный эталон величины; на первой

 

строчке эталон 1-го разряда; на второй эталон 2-го разряда; на третьей эталон 3-го разряда; в самом низу пирамиды рабочие средства измерений.

 

Процесс передачи размера единиц происходит при поверке и калибровке СИ – это набор операций, выполняемых с целью определения и подтверждения соответствия СИ установленным техническим требованиям.

 

Поверка СИ – это установление органом ГМС (другими уполномоченными на то организациями) пригодности СИ к применению на основании экспериментально определенных МХ и подтверждений их соответствия установленным обязательным требованиям.

 

Требования к организации и проведению поверки СИ устанавливают правила ПР50.2.006-94 «ГСИ. Поверка средств измерений. Организация и

порядок проведения». Основной МХ, определяемой при поверке является погрешность.

 

Калибровка – совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик и (или) пригодности к применению средства измерения, не подлежащегогосударственному метрологическому контролю и надзору.

 

Метрологическая характеристика – это характеристика одного их свойств СИ, влияющая на результат измерений и его погрешность.

Отличие поверки от калибровки:

 

- Поверка носит обязательный характер и проводится в рамках государственного метрологического контроля;

 

- Поверка проводится в отношении СИ, которые применяются в законодательно установленных (Закон РФ «Об обеспечении единства измерений») сферах, непроизводственных – здравоохранение, охрана окружающей среды, гос. учетные операции.

 

Итак. Метрологическое обеспечение – установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерений. Научной основой МО является метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

ЛЕКЦИЯ №8