Эталоны и образцовые средства измерений

1. Эталоны и образцовые средства измерений

2.

3. Эталоны. Общие положения.

• Для обеспечения единства измерений
необходима тождественность единиц, в
которых должны быть проградуированы все
существующие средства измерений одной и
той же физической величины.
• Это достигается путем точного
воспроизведения и хранения в
специализированных учреждениях
установленных единиц физических величин и
передачи их размеров применяемым
средствам измерения с помощью эталонов.

4.

• Эталон — средство измерений (или комплекс
средств измерений), предназначенное для
воспроизведения и хранения единицы физической
величины (кратных либо дольных значений единицы
этой величины) с целью передачи ее размера другим
средствам измерений данной физической величины.
• Классификация, назначение и общие требования к
созданию, хранению и применению эталонов
устанавливает ГОСТ 8.057—80 «ГСИ. Эталоны
единиц физических величин. Основные положения».
• Эталон должен обладать взаимосвязанными
свойствами:
• воспроизводимостью,
• неизменностью,
• сличаемостью.

5.

• Воспроизводимость — возможность
воспроизведения единицы физической
величины (на основе ее теоретического
определения) с наименьшей
погрешностью для существующего
уровня развития измерительной
техники. Это достигается постоянным
исследованием эталона в целях
определения систематических
погрешностей и их исключения путем
введения соответствующих поправок.

6.

• 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.

7.

• Сличаемость — возможность
обеспечения сличения нижестоящих по
поверочной схеме, в первую очередь
вторичных эталонов, с наивысшей
точностью для существующего уровня
развития техники измерения. Это
свойство предполагает, что эталоны по
своему устройству и действию не
вносят каких-либо искажений в
результаты сличений и сами не
претерпевают изменений при
проведении сличения.

8.

• По своему метрологическому назначению эталоны делятся на
первичные, специальные и вторичные.
• Первичный эталон обеспечивает воспроизведение и
хранение единицы физической величины с наивысшей в стране
(по сравнению с другими эталонами той же величины)
точностью. Первичные эталоны — это уникальные средства
измерений, которые представляют собой сложнейшие
измерительные комплексы, созданные с учетом новейших
достижений науки и техники. Первичные эталоны составляют
основу государственной системы обеспечения единства
измерений.
• Специальный эталон обеспечивает воспроизведение единиц
физической величины в особых условиях, в которых прямая
передача размера единицы от первичного эталона с требуемой
точностью не осуществима и для этих условий заменяет
первичны эталон.
• Первичный или специальный эталон, официально
утвержденные в качестве исходного для страны, называются
государственным эталоном. Его утверждение проводит
главный метрологический орган страны — Федеральное
агентство по техническое регулированию и метрологии.

9.

• Государственные эталоны России
периодически сличают с
государственными эталонами других
стран. Например, эталон метра и
килограмма сличают один раз в 25 лет,
эталон света один раз в три года.

10.

• Вторичные эталоны являются частью подчиненных средств
хранения единиц и передачи их размеров, создаются и
утверждаются в тех случаях, когда это необходимо для
организации поверочных работ, а также для обеспечения
сохранности и наименьшего износа государственного эталона.
• Вторичные эталоны по своему метрологическому назначению
подразделяются на эталоны-копии, эталоны сравнения и
эталоны-свидетели.
• Эталон-копия — предназначен для передачи размера единицы
рабочим эталонам. Эталон-копия представляет собой копию
государственного эталона только по метрологическому
назначению, поэтому он всегда является его физической
копией.
• Эталон сравнения — применяется для сличения эталонов,
которые по тем или иным причинам не могут быть
непосредственно сличаемы друг с другом.
• Эталон-свидетель — предназначен для проверки сохранности
неизменности государственного эталона и замены его в случае
порчи или утраты.

11.

• Рабочий эталон — применяется для
передачи размера единиц от эталонакопии образцовым средствам
измерения и в отдельных случаях —
наиболее точным рабочим средствам
измерений.

12.

– Термин «рабочий эталон» заменил собой термин
«образцовое средство измерений» (ОСИ), что
сделано в целях упорядочения терминологии и
приближения ее к международной.
– При необходимости рабочие эталоны
подразделяют на разряды (1, 2, 3, ..., n-й), как это
было принято для ОСИ. Передачу размера
единицы осуществляют через цепочку
соподчиненных по разрядам рабочих эталонов. От
последнего рабочего эталона в этой цепочке
размер единицы передают рабочему средству
измерений.

13.

– Схема передачи размеров (поверочная схема) от
эталонов к рабочим средствам измерения
(первичный эталон —> вторичный эталон —>
рабочий эталон —> разрядные эталоны —>
рабочие средства измерения) представлены на
рисунке.

14.

– Для обеспечения правильности передачи
размеров физических величин во всех
звеньях метрологической цепи должен
быть установлен определенный порядок.
Этот порядок приводится в поверочных
схемах.
– Поверочная схема — это нормативный
документ, устанавливающий соподчинение
средств измерений, участвующих в
передаче размера единицы от эталона
рабочим средствам измерения (с
указанием методов и погрешности при
передаче).

15.

• Эталонная база России имеет около 120
государственных эталонов и более 250 вторичных
эталонов единиц физических величин, размещенных
в ведущих метрологических научноисследовательских институтах страны.
• В области механики в стране созданы и
используются 38 государственных эталонов, в том
числе первичные эталоны метра, килограмма и
секунды, точность которых имеет чрезвычайно
большое значение, поскольку эти единицы участвуют
в образовании производных единиц всех научных
направлений.
• Способы выражения погрешностей эталонов
устанавливает ГОСТ 8.381—80 «ГСИ. Эталоны.
Способы выражения погрешностей».

16.

Эталоны единиц системы СИ.
Эталон единицы длины.
• Метр был в числе первых единиц, для
которых были введены эталоны.
• В настоящие время единица длины — метр
— это расстояние, которое проходит свет в
вакууме за 1/299792458 долей секунды.
• Это определение метра было принято на XVII
Генеральной конференции мер и весов в
декабре 1985 г. после утверждения единых
эталонов времени, частоты и длины.

17. Метод измерения

– Измерительное средство, условия и
приемы его использования образуют
метод измерения.

18. Средства измерения

– Средства измерения — технические
средства для определения размеров ФВ,
имеющие нормированные
метрологические свойства.
– По степени универсальности средства
измерения подразделяют на:
1. универсальные
2. специализированные.

19.

• Универсальные СИ используются в
условиях единичного и мелкосерийного
производства. Они включают в себя
измерительные инструменты
(штангенциркули, микрометры и др.),
измерительные головки (рычажные скобы,
нутромеры, индикаторы, микаторы и др.),
оптико-механические измерительные
приборы (оптиметры, длиномеры,
микроскопы и др.), пневматические
измерительные приборы.
Специализированные и специальные СИ
(калибры, автоматы, полуавтоматы)
применяют в крупносерийном и массовом
производстве.

20.

• По связи с объектом средства измерений
подразделяются на контактные,
бесконтактные, внешние и встроенные;
• по режиму работы — на статические и
динамические.

21.

• По классификации РМГ 29 — 99
(РЕКОМЕНДАЦИИ ПО МЕЖГОСУДАРСТВЕННОЙ
СТАНДАРТИЗАЦИИ)
«Метрология. Основные термины и
определения» СИ подразделяются на
следующие виды:
• меры — СИ, воспроизводящие или хранящие
физическую величину (концевые меры
длины, гири, калибры и др.);
• измерительные преобразователи — СИ,
предназначенные для выработки сигнала
измерительной информации в форме,
удобной для дальнейшего преобразования и
обработки (термопары, усилители и др.);

22.

• измерительные приборы и инструменты — СИ,
предназначенные для переработки сигнала
измерительной информации в доступные для
наблюдателя формы (амперметр, манометр и др.);
• измерительные установки — совокупность
функционально объединенных СИ и
вспомогательных устройств (установки для
испытания механических, электротехнических,
магнитных и других свойств материалов);
• измерительные системы — комплекс СИ и
вспомогательных устройств с каналами связи
(проводными, телевизионными и др.),
предназначенные для выработки, передачи и
автоматической обработки сигналов измерительной
информации.

23.

• Условия измерения согласно ГОСТ
8.050 — 73 «ГСИ. Нормальные условия
выполнения линейных и угловых
измерений» должны соответствовать
значениям температуры, давления,
влажности, плотности воздуха,
магнитного поля и других показателей
при осуществлении линейных, угловых
и других измерений (табл. 2.6).