5.2. Динамические характеристики

Свойства средств измерений в динамических режимах, т.е. когда время изменения измеряемой величины сравнимо со временем измерения, описывается совокупностью так называемых динамических характеристик.

Основной из них является полная динамическая характеристика, полностью описывающая математическую модель динамических свойств средства измерений. В качестве нее используют: дифференциальные уравнения; переходную, импульсную переходную, амплитудно-фазовую и амплитудно-частотную характеристики; совокупность амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик; передаточную функцию.

5.3.Понятие о единстве измерений

При проведении измерений необходимо обеспечить их единство. Под единством измерений понимается характеристика качества измерений, заключающаяся в том, что их результаты выражаются в узаконенных единицах, размеры которых в установленных пределах равны размерам воспроизведенных величин, а погрешности результатов измерений известны с заданной вероятностью и не выходят за установленные пределы.

Понятие “единство измерений” довольно емкое. Оно охватывает важнейшие задачи метрологии: унификацию единиц физических величин, разработку систем воспроизведения величин и передачи их размеров рабочим средствам измерений с установленной точностью и ряд других вопросов.

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

Передача размера единицы – это приведение размера единицы физической величины, хранимой поверяемым средством измерений, к размеру единицы, воспроизводимой или хранимой эталоном, осуществляемое при их поверке или калибровке. Размер единицы передается “сверху вниз” – от более точных средств измерений к менее точным.

5.4. Эталоны единиц физических величин

Эталон – средство измерений (или комплекс средств измерений), предназначенное для воспроизведения и(или) хранения единицы и передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений и утвержденное в качестве эталона в установленном порядке.

Различают следующие виды эталонов:

• первичный – обеспечивает воспроизведение и хранение единицы с наивысшей в стране (по сравнению с другими эталонами той же величины) точностью. Первичные эталоны – это уникальные средства измерений, часто представляющие собой сложнейшие измерительные комплексы, созданные с учетом новейших достижений науки и техники. Они составляют основу государственной системы обеспечения единства измерений;

• специальный – обеспечивает воспроизведение единицы в особых условиях, в которых прямая передача размера единицы от первичного эталона с требуемой точностью не осуществима, и служит для этих условий первичным эталоном;

• государственный – это первичный или специальный эталон, официально утвержденный в качестве исходного для страны. Точность воспроизведения единицы должна соответствовать уровню лучших мировых достижений и удовлетворять потребности науки и техники. Государственные эталоны подлежат периодическим сличениям с государственными эталонами других стран;

• вторичный – хранит размер единицы. Полученный путем сличения с первичным эталоном соответствующей физической величины. 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.

По своему метрологическому назначению вторичные эталоны делятся на следующие:

• эталон-копия – предназначен для передачи размера единицы рабочим эталонам. Он создается в случае необходимости проведения большого числа поверочных работ с целью предохранения первичного или специального эталона от преждевременного износа. Эталон-копия представляет собой копию государственного эталона только по метрологическому назначению, поэтому он не всегда является его физической копией;

• эталон сравнения – применяется для сличения эталонов, которые путем или иным причинам не могут быть непосредственно сличаемы друг с другом;

• эталон-свидетель – предназначен для поверки сохранности и неизменности государственного эталона и замены его в случае порчи или утраты. В настоящее время только эталон килограмма имеет эталон-свидетель. Его основное назначение – обеспечивать возможность контроля постоянства основного эталона;

• рабочий эталон – применяется для передачи размера единицы рабочим средствам измерений. Это самые распространенные эталоны.

Передача размеров единиц физических величин от эталонов рабочим мерам и измерительным приборам осуществляется с помощью рабочих эталонов. До недавнего времени в нашей стране вместо термина “рабочий эталон” использовался термин “образцовое средство измерений”, который в большинстве других стран не применяется.

Государственный эталон ФВ

Эталоны 1-го разряда

Эталоны 2-го разряда

Эталоны 3-го разряда

Рабочие средства

измерений

Рис.5.2. Передача размера единицы физической величины

Рабочие эталоны при необходимости подразделяются на разряды 1,2 и т.д., определяющие порядок их соподчинения в соответствии с поверочной схемой. Последовательность передачи размера единицы можно проследить по схеме.(рис.5.2.)

Процесс передачи размера единиц от эталонов рабочим средствам измерений связан с функциональным взаимодействием эталонного и рабочего средства измерений или эталона более высокого разряда с эталоном меньшего разряда, которое происходит при поверке или калибровке средства измерений.