1. Лекция 1 Цели, задачи, понятия и категории метрологии

1.

Метрология, стандартизация и
сертификация
1

2.

Лекция 1: Основы метрологии: цели,
задачи, понятия и категории метрологии
Вопросы:
1.Исторические аспекты метрологии.
2.Основные понятия и категории метрологии.
3.Принципы
построения
систем
единиц
физических величин, завершение реформы
переопределения единиц системы СИ.
4.Эталоны и образцовые средства измерения,
измерительные приборы и установки..
5.Государственная
система
обеспечения
единства измерений, метрологический контроль
и надзор.

3.

1.Исторические аспекты метрологии

4.

Этапы формирования средств измерения
1. Первыми средствами обеспечения единства
измерений были объекты, которые имеются в
распоряжении человека всегда - первые меры
длины, опирающиеся на размеры рук и ног
человека - дюйм, фут, локоть, сажень.
2. Следующим шагом были законодательные акты
различных правителей, предписывающие, за
единицу длины считать среднюю длину стопы
нескольких людей.
Иногда делали две зарубки на стене
рыночной
площади,
предписывая
всем
торговцам делать копии таких «эталонных мер» Вандомская площадь в Париже.

5.

Старинные русские меры длины

6.

Меры длины, пришедшие из английской системы
измерений
Дюйм = 2.5 см; Фут = 30,48 см; Ярд = 91,44 см

7.

Соотношение старых и современных мер длины
Локоть (длина локтевой кости руки) = 38-46 см;
Пядь (длина между большим и указат. пальцами) = 4 вершка = 1 четверть = 17,78 см;
Сажень - основная мера длины (размах рук от конца пальцев одной руки до конца пальцев
другой; от глагола "сягать", что означает - дотягиваться рукой, «недосягаемый») = 3 аршина =
7 футов = 2,1336 м; Более 10 видов, несоизмеримы и не кратны одна другой:
Городовая - 284,8 см, без названия - 258,4 см,
Великая - 244,0 см, Греческая - 230,4 см,
Царская - 197,4 см, Церковная - 186,4 см,
Народная - 176,0 см, Кладочная - 159,7 см,
Простая - 150,8 см, Малая - 142,4 см
ещё одна без названия - 134,5 см, Дворовая, Мостовая,
Косая сажень ("у него косая сажень в плечах " - богатырь, великан) = 2,48 м;
Казенная сажень - равная 216 см, Маховая сажень – 176 см,
Морская сажень – 183 см;
Дюйм - длина большого пальца (голл.) *англ.=1/12 фута=2,54 см; *рус.=1/12 фута=10 линий=
2,54 см;
Фут = 12 дюймов;
Аршин = 16 вершков =71,12см;
Вершок – длина указательного пальца =1 ¾ дюйма =4,45 см;
Верста = 500 сажений =1,0668 км * межевая верста =1000 сажений = 2, 1336 км.

8.

Соотношение старых и современных мер веса
Пуд = 40 фунтов =16,38 кг;
Фунт (лат. яз. - вес, тяжесть) = *русский = 0,409 кг= 1/40 пуда = 32 лота = 96
золотников = 9.216 долей; *торговый фунт = 0,453 кг; *англ. фунт = 0,373 кг;
Золотник = 96 долей = 4,2 гр.;
Доля = 1/96 золотника = 44, 43 мгр.;
Соотношение значений температуры по шкале Цельсия и шкале
Фаренгейта (С к F)
Практически весь мир использует шкалу Цельсия для измерения температуры,
но есть страны, где используется шкала Фаренгейта - Англия и США. Приходится
делать перевод фаренгейта в цельсий и наоборот.
Ошибка при переводе из одной системы в другую привела к тому, что в атмосфере
Марса потерпел крушение зонд NASA стоимостью более 125 миллионов долларов.
Точка кипения воды по шкале F = 212°, но по шкале C = 100°;
Точка замерзания воды: 32°F, но 0°C
Температура абсолютного нуля = - 459,67°F , но -273,15°C
Перевод из Фаренгейта в шкалу Цельсия:
из исходной цифры вычитают 32 и умножают на 5/9 (0,555).
Перевод из Цельсия в шкалу Фаренгейта:
исходную цифру умножают на 9/5 (1,8) и прибавляют 32.

9.

3. По мере развития государства и науки, особенно
физики и математики, для обеспечения единства
измерений:
появились государственные службы и хранилища
мер, с которыми торговцам в законодательном
порядке предписывалось сравнивать свои меры.
Для определения размеров единиц выбирались
размеры объектов, не изменяющиеся со временем:
• для определения размера единицы длины
измерялся меридиан Земли;
• для определения единицы массы измерялась
масса литра воды;
• единицы времени с давних времен до настоящего
момента связывают с вращением Земли вокруг
Солнца и вокруг собственной оси.

10.

4. Дальнейший прогресс в обеспечении единства
измерений состоял в произвольном выборе
единиц, не связанных с веществами или
объектами, поскольку копию меры (передать
размер единицы какой-либо величины) можно с
гораздо более высокой точностью, чем повторно
независимо воспроизвести эту меру.
5. Скачок в точности измерений механических
величин был совершен при внедрении лазеров в
измерительную технику - точность средств
измерения стала определяться параметрами
отдельного
атома,
а
погрешность
воспроизведения
единицы
длины
может
сказываться лишь в 13 или 14 - м знаках.

11.

Проблема
измерения
электромагнитных
величин: введение новых единиц и величин.
6.
7. Проблема дольных величин – десятичная
система счета наиболее удобна.*
*
o сажень равнялась трем аршинам,
o 1 фут - 12 дюймам,
o 1 аршин - 16 вершкам,
o 1 пуд - 40 фунтам,
o 1 золотник - 96 долям,
o 1 верста - 500 саженям.

12.

2.Основные понятия и категории
метрологии

13.

Средство измерения
это - техническое средство, используемое при
измерениях
и
имеющие
нормированные
метрологические характеристики.
меры,
измерительные приборы,
измерительные установки,
измерительные системы и преобразователи,
стандартные образцы состава и свойств различных
веществ и материалов.

14.

При проведении наблюдений и опытов используют
измерительные приборы и инструменты.
Приборами измеряют объём, массу, длину тела,
время, температуру и др.

15.

Измерительные приборы, как правило, имеют
шкалу, на которой нанесены деления с числами.
Расстояние между двумя штрихами - цена
деления.

16.

Весы
Весы́ — устройство или прибор для определения
массы тел по действующему на них весу, приближёно
считая его равным силе тяжести. Вес тела может быть
определён как через сравнение с весом эталонной
массы (как в рычажных весах), так и через измерение
этой силы через другие физические величины.

17.

Термометр
Термометр (греч. θέρμη — тепло и μετρέω —
измеряю) — прибор для измерения температуры
воздуха, почвы, воды и так далее. Существует несколько
видов термометров:
жидкостные
механические
электрические
оптические
газовые

18.

Динамометр
Динамометр (от др.-греч. δύναμις — «сила» и
μέτρεω — «измеряю») — прибор для измерения силы
или момента силы, состоит из силового звена (упругого
элемента) и отсчетного устройства.

19.

Барометр
Барометр (греч. βάρος, «тяжесть», греч. μετράω,
«измерять») — прибор для измерения атмосферного
давления. Был изобретён итальянским учёным
Эванджелиста Торричелли.

20.

Анероид
Анероид (греч. а + nērys — отрицательная
частица + «вода», в буквальном переводе —
«безводный») — прибор для измерения атмосферного
давления, тип барометра, действующий без помощи
жидкости.

21.

Манометр
Манометр (от греческого слова manos — редкий,
неплотный, разрежённый) — прибор, измеряющий
давление жидкости или газа.

22.

Амперметр
Амперметр (см. ампер + …метр от μετρέω —
измеряю) — прибор для измерения силы тока в
амперах.
Ампер Андре Мари- французский физик и математик.
Он создал первую теорию, которая выражала связь
электрических и магнитных явлений. Амперу
принадлежит гипотеза о магнетизме, он ввел в физику
понятие
«электрический ток»

23.

Вольтметр
Вольтметр (вольт + гр. μετρεω измеряю) —
измерительный прибор непосредственного отсчёта для
определения напряжения или ЭДС в электрических
цепях. Подключается параллельно нагрузке или
источнику электрической энергии.

24.

Секундомер
Секундомер — прибор, способный измерять
интервалы времени с точностью до долей секунды.
Обычно используются секундомеры с точностью
измерения в сотую долю секунды.

25.

Психрометр
Психрометр (греч. psychrós — холодный) — прибор
для измерения влажности воздуха и его температуры.

26.

Гигрометр
Гигрометр — измерительный прибор для определения
влажности воздуха. Существует несколько типов
гигрометров, действие которых основано на различных
принципах: весовой,
волосной, плёночный и прочих.

27.

Линейка
Линейка — простейший измерительный
геометрический инструмент, представляющий собой
пластину, у которой как минимум одна сторона прямая.
Обычно линейка имеет нанесённые деления, кратные
единице измерения длины (сантиметр, дюйм), которые
используются для измерения расстояния.

28.

Роль
контрольно-измерительных
приборов
Потребность человека в преобразовании окружающей
среды под собственные желания стала причиной того,
что он все время должен что-то измерять, отсчитывать,
взвешивать и т. д.
Чтобы унифицировать все эти процессы, начали
создаваться сначала простейшие, а с течением
времени и все более сложные приборы для различных
измерений.
Затем, когда человек освоил природные процессы и
запустил множество новых технологических цепочек,
ему понадобились другие специальные устройства,
способные их контролировать. Появились сложные
устройства для контроля и измерений.

29.

Роль контрольно-измерительных приборов
В итоге человек учится управлять природными или
созданными им технологиями, автоматизировать
некоторые их виды, что потребовало создания
автоматических
устройств
управления
технологическими цепочками и стала реальным
переходом общества на совершенно новый уровень
развития и сегодня без приборов для измерений не
может обходиться ни один технологический процесс.
Качество производимой продукции и материалов и
безопасность технологических решений зависят от
соблюдения множества параметров, которые и
контролируются
контрольно-измерительными
приборами.

30.

Значение контрольно-измерительных приборов
Таким образом, контрольно-измерительные приборы
представляют собой устройства для измерений, на
основе которых человек получает информацию из
окружающей среды о множестве физических
величин в определенных диапазонах, измеряемых
конкретными,
принадлежащими
лишь
данной
измеряемой среде, единицами.
Отсюда следует, что небрежное отношение к
развитию и совершенствованию оборудования КИП,
пренебрежение правилами их эксплуатации, слабая
подготовка специалистов не только ставит общество
перед
фактом
получения
некачественной
продукции, но и угрожает безопасности граждан.

31.

Физическая величина:
величина, характеризующая свойства физических
объектов;
единица физической величины - физическая
величина, которой по определению придано
значение, равное единице.
чтобы охарактеризовать какую-либо физическую
величину, нужно произвольно выбрать в качестве
единицы измерения (принять за единицу измерения)
какую-либо другую величину того же рода.**
** вес драгоценных камней - в каратах: 1 карат = 200 мг = 1/5
гр.;
** вес драгоценных камней менее 0,01 кар. – алмазная крошка.

32.

Мера:
носитель размера единицы физической величины, т. е.
средство
измерения,
предназначенное
для
воспроизведения физической величины данного размера.
(гири, рулетки, линейки)
Измерение:
познавательный процесс сравнения данной величины с
известной величиной, принятой за единицу.
Делятся на прямые, косвенные, совокупные и
совместные:
Прямые измерения:
процесс, при котором искомое значение величины находят
непосредственно из опытных данных (измерения длины
линейкой, температуры - термометром, напряжения вольтметром и т. п.)

33.

Косвенные измерения
• вид измерения, результат которых определяют из прямых
измерений, связанных с измеряемой величиной известной
зависимостью.
(площадь можно измерить как произведение результатов двух линейных измерений
координат, объем - как результат трех линейных измерений).
Совокупные измерения
• это измерения, в которых результат находят по данным
повторных измерений одной или нескольких одноименных
величин при различных сочетаниях мер или этих величин.
(массу отдельных гирь набора находят по известной массе одной из них и по
результатам прямых сравнений масс различных сочетаний гирь).
Совместные измерения
• производимые прямые или косвенные измерения двух или
нескольких
неодноименных
величин
с
целью
установления функциональной зависимости между
величинами.
(измерения температуры, давления и объема, занимаемого газом; измерения
длины тела в зависимости от температуры).

34.

Основные характеристики измерений:
Принцип измерений - физическое явление или их
совокупность, положенные в основу измерений.
(Масса может быть измерена через гравитацию, а может быть измерена на
основе инерционных свойств. Температура может быть измерена по тепловому
излучению тела или по ее воздействию на объем какой-либо жидкости в
термометре).
Метод измерения - совокупность принципов и средств
измерений.
(Измерения по тепловому излучению относят к неконтактному методу
термометрии, измерения термометром есть контактный метод термометрии).
Погрешность
измерений
разность между
полученным при измерении значением величины и ее
истинным значением.
-
(Несовершенство методов и средств измерений, недостаточный
наблюдателя, посторонние влияния на результат измерения).
опыт

35.

Точность
измерений
-
характеристика
измерения, отражающая близость их результатов к
истинному значению измеряемой величины.
Правильность
измерений
-
качество
измерений,
отражающее
близость
к
нулю
систематических погрешностей. (зависит от
правильности выбора методов и средств
измерений).
Достоверность измерений - характеристика
качества измерений, разделяющая все результаты
на достоверные и недостоверные (зависит от того,
известны
или
неизвестны
вероятностные
характеристики их отклонений от истинных
значений величин).

36.

Категории метрологического
обеспечения измерений:
Аттестация - проверка метрологических характеристик
(погрешности измерений, точности, достоверности,
правильности) реального средства измерения.
Сертификация - проверка соответствия средства
измерения стандартам данной страны, данной отрасли с
выдачей документа-сертификата соответствия.
Поверка
периодический контроль погрешностей
показаний средств измерения по средствам измерения
более высокого класса точности (образцовым приборам
или образцовой мере).
-

37.

Градуировка - нанесение отметок на шкалу прибора
или получение зависимости показаний цифрового
индикатора от значения измеряемой физической
величины.
(Иногда
такую
процедуру
называют
калибровкой и это слово пишется на рабочей панели
прибора).
Калибровка меры или набора мер - поверка
совокупности однозначных мер или многозначной меры
на различных отметках шкалы.

38.

3. Принципы построения систем единиц
физических величин, завершение реформы
переопределения единиц системы СИ

39.

Единицы физических величин
Основные и производные.
Основными физическими величинами являются
величины, выбранные произвольно и независимо
друг от друга, чтобы пользуясь закономерной
связью между ними можно было бы образовать
единицы других величин.
Основные – единицы длины, времени, массы,
площади.
Производные физические величины - величины и
единицы, образованные от основных.

40.

Принципы построения систем физических
величин
1. В качестве основной величины нужно выбрать такую,
единица которой, может быть воспроизведена с
наивысшей возможной точностью и могла быть
передана средством измерения с минимальной
потерей точности.
2. Удобство практического использования.
3. Установить размер основных единиц, договориться и
законодательно
закрепить
процедуру
воспроизведения основной единицы.
4. Установить
коэффициент
пропорциональности,
входящий в определяющее соотношение основной и
производной единицы, размер которой связывается с
размерами
основных
единиц
соотношениями,
выражающими
физические
законы
или
определениями соответствующих величин.

41.

Основные единицы физических величин:
единица длины - расстояние между осями
штрихов на платино-иридиевом прототипе метра
при О °С;
единица массы - масса платино-иридиевого
прототипа килограмма;
единица силы - вес платино-иридиевого
прототипа килограмма в месте его хранения в
Международном бюро по мерам и весам (МБМВ)
в Париже;
единица
времени
звездная
секунда,
составляющая 1/86400 часть звездных суток.
К
основным
механическим
единицам
добавлялись
тепловые
(кельвин),
электрические (ампер), оптические (кандела),
химические (моль)

42.

Международные системы единиц:
Применялись три системы единиц:
система СГС (сантиметр, грамм, секунда),
система МКГСС (метр, килограмм-сила, секунда),
система СИ (метр, килограмм-масса и секунда).
Система
СИ
(SI - System International) предложил в 1901 г. итальянский физик Паоло
Джорджи, согласована в 1948 г. IX и окончательно
принята в 1954 г. X Генеральной конференцией по
мерам и весам:
«В качестве основных единиц практической системы
для международных сношений принять:
единицу длины - метр, единицу массы - килограмм,
единицу времени - секунду, единицу силы тока ампер, единицу термодинамической температуры градус Кельвина, единицу силы света – свечу».
Позднее была дополнена седьмой основной единицей
количества вещества - молем.

43.

Развитие системы СИ
Система СИ уточнялась с развитием новых научных
методов и средств воспроизведения величин с
большей точностью (внедрения в эталонную технику
лазеров и др.) не меняя размера единиц:
• Единица температуры получила название Кельвин
вместо «градус Кельвина»,
• Система эталонов электрических единиц была
переориентирована с Ампера на Вольт;
• В 1983 г. введено новое определение метра расстояние, проходимое светом за 1/2995 долю
секунды.

44.

Основные единицы международной системы СИ
Международное
Русское
1. Длина
2. Масса
L
M
m
kg
метр
килограмм
м
кг
3. Время
T
S
секунда
с
4. Сила
электрического тока
I
A
Ампер
А
K
Кельвин
К
5. Термодинамическая
температура
6. Количество
вещества
N
mol моль
7. Сила света
J
cd
кандела
моль
кд

45.

Последние материальные эталоны
Материальные эталоны длины и массы хранятся в
Международном бюро мер и весов во французском Севре.
Первый из них - «архивный метр» - на сегодня имеет лишь
исторический интерес - в 1983 г. введено новое определение
метра - расстояние, проходимое светом за 1/2995 долю секунды.
Второй - эталон килограмма – до недавнего времени сохранял
функцию
международного
эталона
единицы
массы
в
Международной системе единиц (СИ).
• Он представляет собой цилиндр из сплава, в котором 90 %
платины и 10 % иридия. У цилиндра одинаковые высота и
диаметр — 39,17 миллиметра. Он был изготовлен в 1889 году.
• Результаты нескольких международных сличений национальных
копий, изготовленных из того же материала, показали, что их
массы меняются относительно главного эталона в диапазоне ±50
микрограммов за 100 лет из-за эффектов диффузии и испарения,
из-за чего его масса не является постоянной.

46.

Материальный эталон массы - килограмма
Международный эталон массы - килограмма: а) размеры; б) условия хранения

47.

Новый эталон массы
• Насколько при этом изменилась масса главного эталона неизвестно, поскольку его не с чем сравнивать.
• Для многих типов измерений такое отклонение может привести к
недостоверным результатам.
В 2011 году на Генеральной конференции по мерам и весам
была принята резолюция о переопределении всех основных
единиц таким образом, чтобы их численные значения были
определены исключительно с помощью фундаментальных
физических констант и свойств атомов. Подтверждено в 2014 г.
В 2018 г. на XXVI Генеральной конференции по мерам и весам
принято решение отказаться от материального эталона
килограмма и определять килограмм через постоянную Планка
и при помощи электричества.
Изменение вступило в силу 20 мая 2019 года.
Международный эталон массы - килограмма: а) размеры; б)
условия хранения

48.

Завершение реформы переопределения единиц системы СИ
Это решение завершает реформу переопределения единиц системы
СИ, длившуюся несколько десятков лет:
в 1983 году метр был привязан к значению скорости света в вакууме (и
значение скорости было зафиксировано, были прекращены все
программы измерения скорости света в вакууме, поскольку его значение
стало точно известным по определению.
В 2005 г. исследователи определились в выборе еще трех констант для
переопределения других единиц:
постоянная Планка была выбрана как основа для определения единицы
массы - килограмма,
элементарный электрический заряд (заряд электрона) для определения
единицы силы тока,
постоянная Больцмана для определения единицы термодинамической
температуры.

49.

Измерили постоянную Планка
Ученые из Национального института
стандартов и технологий (NIST, США) с
большой
точностью
измерили
постоянную Планка.
Это было сделано в первую очередь для
переопределения килограмма в терминах
фундаментальных физических констант.
Внешний вид NIST-4.
Обозначения:
1 - маховое колесо,
2 - тросы, ведущие к катушке и поддону с эталоном,
3 - система, обеспечивающая вертикальное
положение катушки,
4, 5 - примерное расположение системы катушкапостоянный магнит,
6 - мотор противовеса.

50.

Четвертое поколение весов Ватта NIST-4

51.

Определение константы Планка
• В обычных весах массу груза сравнивают с неким эталоном, например,
гирями известной массы. В весах Ватта с эталоном сравнивают не груз,
а силу отталкивания между постоянным магнитом и катушкой, по
которой пропускают ток. Основой конструкции весов Ватта в NIST
является маховое колесо, по одну сторону которого располагаются сами
«весы», а по другую - двигатель, который поднимает катушку с
постоянной скоростью в одном из режимов.
• В режиме «взвешивания» груз помещается на платформу, а на катушку
подается ток, который, в свою очередь, создает магнитное поле,
взаимодействующее с полем постоянных магнитов. Возникает
выталкивающая сила, которая в конечном итоге должна уравновесить
всю систему катушка-груз между двумя магнитами.
• Определив, какой ток для этого нужно подать на катушку, можно
определить величину этой силы. Сравнивая ее с силой тяжести,
действующей на груз известной массы, ученые по уравнению ваттбаланса определили константу Планка.
Первый эксперимент, проведенный на NIST-4, позволил получить
значение константы Планка h=6.626 069 83(22) × 10−34 Дж∙с точностью
до 34 миллиардных долей.

52.

4. Эталоны и образцовые средства
измерения, измерительные приборы и
измерительные установки

53.

Эталоны и образцовые средства измерения
После выбора основных единиц системы единиц и выбора
производных единиц возникает проблема создания:
• Эталонов единиц физической величины и
• Образцовых средств измерений - специальной измерительной
аппаратуры для поверки рабочих средств измерений.
Эталоны для воспроизведения размера единицы физической
величины и сами единицы физической величины в отечественной
метрологии воспроизводятся на Установках высшей точности (УВТ)
и на Исходных образцовых средствах измерений (ИОСИ).
УВТ представляет собой аттестованный в установленном порядке
комплекс
СИ,
который
предназначен
для
локального
децентрализованного воспроизведения в особых условиях единицы
физической величины с наивысшей точностью, достигнутой страной в
данной области измерения, и передачи ее размера нижестоящим СИ.
Порядок разработки, аттестации, хранения и применения установок
высшей точности (УВТ) регламентируется в ГОСТ 8.525-85 «Установки
высшей точности для воспроизведения единиц физических величин.
Порядок
разработки,
аттестации,
регистрации,
хранения
и
применения».

54.

Эталон
Эталон (фр. étalon; букв. – образец, мерило) — средство
измерений (или комплекс средств измерений), обеспечивающее
воспроизведение и хранение единицы физической величины для
передачи её размера нижестоящим по поверочной схеме
средствам измерений, выполненное по особой спецификации и
официально утверждённое в качестве эталона.
По метрологическому назначению эталоны делятся на
первичные, вторичные и специальные.
• Первичный эталон служит для воспроизведения единицы с
наивысшей в стране точностью.
• Вторичные эталоны создаются для организации поверочных
работ и обеспечения сохранности первичного эталона. Значения
вторичных эталонов устанавливаются по первичным.
• Специальный эталон служит для воспроизведения единицы в
особых условиях, при которых первичный эталон не может быть
использован.
Единица,
воспроизводимая
с
помощью
специального эталона, по размеру должна быть согласована с
единицей, воспроизводимой с помощью соответствующего
первичного эталона.
• Первичные и специальные эталоны утверждаются в качестве
государственных эталонов и являются исходными для страны.

55.

Виды эталонов
1. Первичный эталон — это эталон, воспроизводящий единицу
физической величины с наивысшей точностью, возможной в
данной области измерений на современном уровне научнотехнических достижений. Первичный эталон может быть
национальным (государственным) и международным.
2. Вторичный
эталон
—
получающий
размер
единицы
непосредственно от первичного эталона данной единицы меры
величины.
3. Эталон сравнения — эталон, применяемый для сличений
эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть
непосредственно сличены друг с другом.
4. Исходный эталон — эталон, обладающий наивысшими
метрологическими
свойствами
(в
данной
лаборатории,
организации, на предприятии), от которого передают размер
единицы подчинённым эталонам и имеющимся средствам
измерений.

56.

Виды эталонов
5. Рабочий эталон - эталон, предназначенный для передачи
размера единицы рабочим средствам измерений. Рабочие
эталоны могут быть реализованы в виде одиночного эталона
(или одиночной меры) и в виде группового эталона, в виде
комплекса средств измерений и в виде эталонного набора.
Пример одиночного эталона - эталон массы в виде платиноиридиевой гири. Пример группового эталона - эталон-копия
вольта, состоящая из 20 нормальных элементов.
6. Государственный первичный эталон - первичный эталон,
признанный решением уполномоченного на то государственного
органа в качестве исходного на территории государства. Это
эталон, воспроизводящий единицу с наивысшей в стране
точностью, называется государственным
первичным эталоном
хранения единицы и передачи ее размера образцовым
средствам или наиболее точным рабочим средствам измерений.
7. Международный эталон - эталон, принятый по международному
соглашению
в
качестве
международной
основы
для
согласования с ним размеров единиц, воспроизводимых и
хранимых национальными эталонами.

57.

Измерительные приборы и измерительные установки
Измерительным прибором называют измерительное устройство,
представляющее собой более или менее единое целое и
градуированное по большей части непосредственно в единицах
измеряемой физической величины.
Измерительная установка обычно включает в себя несколько приборов
и вспомогательных устройств.
• Четкую грань между прибором и установкой провести трудно. Так, если
температура измеряется при помощи термопары и вольтметра, можно
говорить о термоэлектрической установке, а можно то же самое назвать
электрическим термометром.
• Измерительные приборы и установки характеризуются пределами
измерений, чувствительностью, ценой деления и точностью прибора.
• Всякое измерение - есть последовательность действий оператора и
физических процессов в установке, результатом которых является
перемещение какого-либо указателя на шкале.
• Такая форма сигнала, пропорциональная измеряемой физической
величине, называется аналоговой. Форма выходного сигнала
преобразованная в цифровую форму с высвечиванием результата на
цифровом табло - цифровой.

58.

Измерительные приборы и измерительные установки
Чувствительностью прибора называют отношение перемещения
указателя или изменения показания цифрового табло к вызвавшему
его изменению измеряемой величины.
Перемещение обычно измеряется в единицах длины, в делениях
шкалы, нанесенной на приборе - цена деления.
• Иногда понятие чувствительности трактуют иначе, определяя ее как
отношение сигналов на входе и на выходе преобразователя.
• Точность прибора - характеристика прибора, отражающая
погрешность измерений, которую можно обеспечить с пользованием
данного прибора.
• Часто в метрологии используется понятие «класс точности» прибора
или меры.
• В зависимости от класса точности приборы разделяются на классы:
первый, второй и т.д.
• Допускаемые
погрешности
для
разных
типов
приборов
регламентируются государственными стандартами.

59.

Измерительные приборы и измерительные установки
• Методы измерений и измерительные приборы очень разнообразны,
т.к. разнообразны сами физические величины, разнообразны
диапазоны измеряемых величин, разнообразны классы точности,
условия проведения измерений и предъявляемые к ним требования.
• Но во всем этом многообразии существуют общие принципы, которые
позволяют оценить качество или класс точности измерений.
Категория стандартных справочных данных в метрологии
является также одной из самых важных, наряду со стандартными
образцами, мерами, измерительными устройствами высокой
точности.
В мировой метрологической практике существует международная
организация
KODATA,
которая
занимается
стандартными
справочными данными.
В Российской Федерации существует Институт стандартных
справочных данных.

60.

5. Государственная система обеспечения
единства измерений, метрологический
контроль и надзор.

61.

Законодательная метрология
Важным звеном в системе обеспечения единства является
законодательная часть метрологии.
Многие крупные метрологи современности ставят эту часть над всеми
остальными, перечисленными выше, частями.
В самом деле, изготавливать измерительную технику может
промышленность, изготавливать меры может торговля, собирать
стандартные справочные данные могут научные предприятия, далекие
от метрологии.
Но законодательно регламентировать требования к измерительной
технике и методикам выполнения измерений, к методам и средствам
поверки может только специальная служба - метрологическая.
Исторически так сложилось, что в СССР была создана очень развитая
систему стандартизации. Качество не только измерений, но и
производимых товаров нуждалось в жестком государственном контроле.
К исполнению этой функции ближе всего стояли метрологи, поэтому
стандартизацию измерительной техники в конце концов соединили с
контролем качества продукции. К 1990 г. в СССР насчитывалось 15
институтов Госстандарта и около 200 центров стандартизации.

62.

Организации — хранители эталонов высших уровней
Международные:
Международное бюро мер и весов
Российские:
«Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической
службы» (ФГУП ВНИИМС)
«Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических
и радиотехнических измерений» (ФГУП ВНИИФТРИ)
«Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И.
Менделеева», преемник Главной палаты мер и весов, первого в России и
одного из старейших в мире государственных метрологических
учреждений. Сегодня ВНИИМ является одним из крупнейших мировых
центров научной и практической метрологии, головной организацией
страны по фундаментальным исследованиям в метрологии, Главным
центром государственных эталонов России (ФГУП ВНИИМ им. Д.И.
Менделеева).
«Всероссийский научно-исследовательский институт радиоэлектроники»
головная научно-исследовательская испытательная организация по
созданию и проведению испытаний изделий электронной компонентной
базы (ФГУП ВНИИР).

63.

Организации — хранители эталонов высших уровней
«Главный научный метрологический центр Министерства обороны РФ
(ФГКУ «ГНМЦ» Минобороны России).
Сибирский государственный ордена Трудового Красного Знамени
научно-исследовательский
институт
метрологии
научнопроизводственная организация, в сферу деятельности которой входят
фундаментальные научные исследования проблем метрологии,
производство эталонов физических единиц и выполнение НИОКР для
ряда экономических отраслей и нужд оборонного комплекса (ФГУП
СНИИМ).
«Уральский научно-исследовательский институт метрологии» филиал
ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» - проводит фундаментальные и
прикладные исследования, исходя из приоритетных направлений
развития науки и техники и критических технологий федерального
уровня, направленные на создание, совершенствование и применение
государственных и вторичных эталонов, стандартных образцов, методов
и средств передачи размеров единиц физических величин, разработку
нормативных документов (ФГУП УНИИМ).
«Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических
измерений» - ведущий научно-исследовательским институт в стране по
разработке и созданию методов и средств оптико-физических
измерений (ФГУП ВНИИОФИ).