Эталоны

Для обеспечения единства измерений необходима тождественность единиц, в которых проградуированы все средства измерний одной и той же физической величины. Это достигается путем точного воспроизведения и хранения единиц физических величин и передачи их размеров другим средствам измерений.

Эталон единицы физической величины представляет собой средство измерений или комплекс средств измерений, предназначенных для воспроизведения и (или) хранения единицы величины с целью передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений и утвержденных в качестве эталона в установленном порядке. От эталона единица величины, как правило, передается разрядным эталонам, а от них — рабочим средствам измерений.

Конструкция эталона, его свойства и способы воспроизведения единицы определяются природой данной физической величины и уровнем развития измерительной техники в данной области измерений. Эталон должен обладать, по крайней мере, тремя тесно связанными друг с другом существенными признаками — неизменностью, воспроизводимостью и сличаемостью.

Неизменность — свойство эталона удерживать неизменным размер воспроизводимой им единицы в течение длительного времени.

Воспроизводимость — возможность воспроизведения единицы физической величины с наименьшей погрешностью для существующего уровня развития измерительной техники.

Сличаемость — возможность обеспечения сличения с эталоном других средств измерений, нижестоящих по поверочной схеме, с наивысшей точностью для существующего уровня развития техники измерения.

Эталоны классифицируются:

• как первичные

• вторичные

• рабочие эталоны.

Первичный эталон обеспечивает воспроизведение единицы физической величины с наивысшей точностью, возможной в данной области измерений на современном уровне научно — технических достижений. Такой эталон может быть национальным (государственным) и международным.

Государственный первичный эталон единицы величины — государственный эталон единицы величины, обеспечивающий воспроизведение, хранение и перадачу единицы величины с наивысшей в российской федерации точностью, утверждаемый в этом качестве в установленном порядке и применяемый в качестве исходного на всей территории Российской Федерации. Государственные первичные эталоны единиц величин содержатся и применяются в государственных научных метрологических институтах, при этом они подлежат утверждению федеральным органом власти, осуществляющим функции по оказанию государственных услуг и управлению государственным имуществом в области обеспечения единства измерений.

Государственный (национальный) первичный эталон признается решением уполномоченного государственного органа в качестве исходного на территории страны. Например, на территории Российской Федерации национальным органом по метрологии утверждены государственные эталоны метра, килограмма, секунды, Ампера, Кельвина, Ньютона, Паскаля, Вольта и др.

Перечень эталонов не повторяет перечня физических величин. Для ряда единиц эталоны не создаются из-за того, что нет возможности непосредственно сравнивать соответствующее единицы, например, нет эталона площади.

Международный эталон принимается по международному соглашению в качестве международной основы для согласования с ним размеров единиц, воспроизводимых и хранимых национальными эталонами.

Международные эталоны хранит и поддерживает Международная бюро мер и весов (МБМВ). Государственные первичные эталоны единиц величин подлежат сличению с эталонами единиц величин Международного бюро мер и весов и национальным эталоном единиц величин иностранных государств, что необходимо для обеспечения достоверности, точности и единства измерений как одного из условий внешнеэкономических связей. В Российской Федерации должны применяться эталоны единиц величин, прослеживаемые государственным первичным эталоном соответствующих единиц величин.

Первичному эталону соподчинены вторичные и рабочие (разрядные) эталоны.

Вторичный эталон получает размер единицы непосредственно от первичного эталона данной единицы. Такие эталоны могут утверждаться либо Ростехрегулированием, либо государственными научными метрологическими центрами.

• По своему метрологическому назначению вторичные эталоны подразделяются следующим образом:

• Эталон — копия. Предназначен для передачи размера единицы рабочим эталонам. Он созается с целью предохранения первичного эталона от преждевременного износа;

• 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 и неизменности государственного эталона и замены его в случае порчи или утраты.

Рабочий эталон предназначен для передачи размера единицы рабочим средствам измерений. Это самые распространеные эталоны.

В нашей стране создана самая мощная эталонная база. Государственные эталоны обеспечивают воспроизведение и хранение единиц около 70 величин во всех наиболее массовых видах и областях измерений. Тем самым заложены основы обеспечения единства измерений.

Эталонная база России имеет в своем составе сто четырнадцать государственных эталонов и более 250 вторичных эталонов единиц физических величин. Основу эталонной базы составляют государственные эталоны основных единиц: метра, килограмма, секунды, Ампера, Кельвина, Канделы. Они обеспечивают возможность воспроизведения любых единиц СИ, а так же ряда внесистемных единиц, допущенных к применению.

За последующие года получены более высокие точность инадежность эталонов, создаваемых на основе использования квантовых эффектов. С повышением новых методов и средств измерений уточняются функциональные физические константы, поэтому точность квантовых эталонов будет возрастать.

Полагают, что квантовые эталоны можно будет считать «вечными мерами», так как способность воспроизведения единиц физических величин у них не подвержена влиянию внешних условий, географического местонахождения и времени.

Рабочий эталон предназначен для передачи размера единицы рабочим средствам измерений. Такие эталоны воспринимают размер единицы от вторичных эталонов. При необходимости рабочие эталоны могут подразделяться на разряды. В таком случае передача размера единицы осуществляется через цепочку соподчиненных по размерам рабочих эталонов. При этом размер единицы последнего в этой цепочке рабочего эталона передается рабочему средству измерений.

Рабочии средства измерений обладают различной точностью.Наиболее точные рабочие средства измерений получают размер от вторичных эталонов или рабочих эталонов первого разряда, наименее тоные — от эталонов низшего разряда (третьего или четвертого).

Поверочная схема — это нормативный документ, который устанавливает соподчинение средств измерений, участвующих в передаче размера единицы от эталона к рабочим средствам измерений, с указанием методов передачи и погрешностей и утвержден в установленном порядке.

Соподчинение средств измерений в соответствии с государственной поверочной схемой изображено на рисунке...