5 Засоби вимірювальної техніки

Засобом вимірювальної техніки (ЗВТ) називають технічний засіб, який має нормовані метрологічні характеристики. Метрологічними вважають характеристики, від яких залежить точність отримуваних результатів вимірювань; вони регламентовані стандартами.

Розрізняють такі ЗВТ: міри (та їх набори), вимірювальні:перетворювачі, прилади та системи.

Міра — це ЗВТ, призначений для відтворення ФВ з, розміру (однозначна міра) або ряду розмірів (багатозначна міра, Набір мір — це комплект мір, які можуть використовуватись кожна зокрема та у різних комбінаціях (блоках) для відтворення заданих розмірів ФВ.

Вимірювальний перетворювач — це ЗВТ, призначений перетворення вхідного вимірюваного сигналу на вихідний зручний для подальшого використання.для. Вимірювальний прилад — це ЗВТ, вихідний сигнал якого придатний для безпосереднього сприймання спостерігачем.

Вимірювальна система — це сукупність ЗВТ і допоміжних пристроїв, з'єднаних між собою та придатних для використання сприймання, оброблення, передавання..

Результати вимірювань виражають у стандартних од ФВ із заданою точністю. За точністю відтворення, передавання та зберігання одиниць ФВ ЗВТ поділяють на еталони, зразкові та робочі ЗВТ.

Еталон — це ЗВТ з найвищою точністю, що забезпечує відтворення та зберігання одиниці ФВ та передавання її іншим ЗВТ з меншою точністю. Первинний еталон забезпечує найвищу точність. Державним і міжнародним називають еталони, затверджені як такі. Робочими еталонами називають ті, що призначені для перевірення чи калібрування ЗВТ. Еталоном одиниці лінійних розмірів довжини затверджено метр, що дорівнює 1 650 763,73 довжин світлових хвиль у вакуумі випромінювання, яке відповідає переходу між рівнями 2-р₁₀ і 5d₅ атома криптону 86. На XVII Генеральній конференції мір і ваг рекомендовано нове визначення одиниці довжини метра як довжини шляху, який проходить світловий промінь у вакуумі за 1/299 792 458 частку секунди.

За одиницю часу прийнята секунда, яка дорівнює 9 192 631 770 періодів випромінювання, що відповідає переходу між двома надтонкими рівнями основного стану атома цезію-133. За еталон одиниці маси прийняли циліндр зі стопу платини та іридію (10%), діаметр і висота якого дорівнюють 30 мм. За еталон кількості речовини (моль) прийнята така кількість речовини системи, що має стільки структурних елементів, скільки атомів є у 12,000 грамах водню 12. За еталон одиниці сили світла (канделу) прийнята сила світла джерела у заданому напрямку, що дає монохроматичне випромінення частотою 540-10¹² Гц, енергетична сила світла якого у заданому напрямку становить 1/683 В/ср.

За еталон одиниці сили електричного струму (ампер) прийнята сила сталого у часі електричного струму, який проходить у вакуумі по двох паралельних проводах з безконечною довжиною та безмежно малою площею поперечного перерізу, розміщених один від одного на відстані 1 м, створює на кожній ділянці проводу довжиною 1 м силу взаємодії 20 МН, а за одиницю термодинамічної температури (кельвін) прийнята 1/273,16 частина термодинамічної температури потрійної точки води.

Зразковими засобами вимірювання називають ті, які прийняті та затверджені для контролю точності інших засобів вимірювання. Робочі засоби вимірювання використовують для вимірювань ФВ в умовах проведення експериментів у науці, техніці та виробництві, вони не служать для перевірення інших ЗВТ.

Тип засобу вимірювальної техніки — це сукупність ЗВТ однакового призначення, які мають однакові принцип дії та конструкцію, виготовлені за однією й тією ж технічною документацією, наприклад, деякі кінцеві міри та їх набори для лінійних і кутових розмірів. Засобами вимірювальної техніки можуть бути як прості за конструкцією штрихові лінійки чи бруски, так і складні вимірювальні прилади чи системи.

Для вимірювання лінійних розмірів засобами вимірювальної техніки є: міжнародний еталон метра, що зберігається в Парижі, державний еталон метра в Україні, кінцеві міри довжини, вимірювальні прилади та системи. Для вимірювання кутових розмірів, які становлять окремі частини повного кутового розміру 2π радіан (360°), служать державні та робочі кінцеві міри кутових розмірів і вимірювальні прилади та системи.

Атестації, передавання значень одиниць ФВ від вищих до нижчих засобів вимірювання регламентовані відповідними державними стандартами.

Перевіренням ЗВТ називають визначення їх придатності до застосування на підставі результатів контролю їх метрологічних характеристик. Перевіренню підлягають засоби, на які поширюється державний метрологічний нагляд.

Калібруванням ЗВТ називають контроль метрологічних характеристик засобів, на які не поширюється державний метрологічний ний нагляд.

Метрологічною атестацією ЗВТ називають дослідження з метою визначення їх метрологічних характеристик і встановлення придатності цих засобів до застосування. Атестації також підлягають методи здійснення вимірювань і вимірювальні лабораторії.

Будь-який засіб вимірювання, включно з ввезеним з-за кордону, підлягає державній метрологічній атестації, калібруванню у вимірювальній лабораторії, яка успішно витримала відповідну акредитацію та отримала на це право. Після цього ЗВТ заносять до Державного реєстру і вважають допущеним до застосування в Україні.

На побутові ЗВТ державний метрологічний контроль не поширюється, а список їх узгоджується з Держспоживстандартом України.

Порядок і правила передавання розміру одиниць ФВ від еталонів до ЗВТ нижчих розрядів точності встановлені державним стандартами для кожної зокрема.

Мірами можуть бути фізичні тіла, речовини чи засобі призначені для відтворення одиниць вимірювання ФВ чи їх кратних і часткових значень. Міри поділяють на однозначні та багатозначні. Однозначні міри відтворюють тільки одне значення наприклад, гирі (тягарці), кінцеві міри лінійних розмірів, вимірювальні: пробірки, нормальні елементи ЕРС, резистори тощо. Для зручності користування їх комплектують у набори мір.

Багатозначні міри дають змогу відтворювати не одне, а кілька значень одиниць ФВ.

Зразкові речовини можуть відтворювати одиниці ФВ у зі умовах. Наприклад, так звані реперні точки (сталі температури) отримують в умовах переходу речовини з одного стану в інший: 363° С — точка топлення золота; 960,8° С — точка топлення срібла; 444,6° С — точка топлення сірки; 100° С температура пароутворення у воді; 0° С — потрійна точка води, пари та льоду; - 182,97° С — точка кипіння кисню тощо.

З метою забезпечення єдності вимірювань для кожної з одиниць ФВ прийнята єдина схема її передавання від еталонів до зразкових і робочих ЗВТ.