Эталоны. Обеспечение единства измерений

Эталон – средство измерений или комплекс средств измерений, обеспечивающих воспроизведение и хранение единицы с целью передачи её размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерения, выполненное по особой спецификации и официально утвержденное в установленном порядке. Существуют эталоны: первичный, копия, сравнения, рабочий, одиночный, набор.

Воспроизведение единиц осуществляется одним из двух способов, выбираемым исходя из соображений технико-экономической целесообразности.

Способы воспроизведения единиц:

1) централизованный – осуществляется с помощью единого для всей страны государственного эталона;

2) децентрализованный – когда требуемая точность воспроизведения может быть обеспечена посредством измерений (косвенных), выполняемых в органах метрологических служб с помощью образцовых средств измерения.

Первый из вышеперечисленных способов характерен для всех основных единиц СИ и большинства производных. Второй – для производных единиц, размер которых не может передаваться сравнением с эталоном или поверка мер посредством косвенных мер проще, чем их сравнение с эталоном и обеспечивает необходимую точность.

Первичный – эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы с наивысшей в стране точностью.

Специальный – используется, когда возникает необходимость воспроизводить единицы измерения в условиях необычных, неклассических.

Первичный или специальный эталон, официально утвержденный Госстандартом в качестве исходного для страны, называют государственным эталоном. На каждый из них утверждается Госстандарт (рис. 7).

Государственные эталоны представляют собой комплексы средств измерений и вспомогательных устройств, обеспечивающие воспроизведение единицы, и в необходимых случаях – ее хранение; а также передачу размера единицы вторичному эталону.

 

Рис. 7. Классификация эталонов

 

Например, для воспроизведения метра необходимо:

1) источник – первичный эталон излучения криптона-86;

2) второй прибор – эталонный интерферометр № 02 с фотоэлектрическим микроскопом и рефрактором;

3) третий прибор – эталонный спектроинтерферометр № 01;

Среднеквадратическое отклонение составляет 5∙10 ^-9.

В Госстандарте 8.020-85 прописаны необходимые условия для воспроизведения единиц массы, тока, термодинамической температуры, силы света; силы (Н), ЭДС (В), электрического сопротивления (Ом), давления (Па), времени (с), частоты (Гц), магнитной индукции переменного тока (Тл).

Вторичные эталоны создают и утверждают в случаях необходимости организации поверочных работ, предохраняя государственные эталоны от излишнего износа.

По метрологическому назначению вторичные эталоны делят на эталоны – копии, эталоны сравнения и рабочие эталоны.

Эталон – копия применяется вместо государственного эталона для хранения единицы и передачи её размера рабочим эталонам, не всегда является физической копией государственного эталона.

Эталон сравнения – это эталон, применяемый для сличений эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть сличены непосредственно друг с другом.

Рабочий эталон – предназначен для хранения единицы и передачи её размера образцовым средствам измерения высшего разряда и при необходимости наиболее точным рабочим мерам и измерительным приборам.

Допускается применение государственного эталона в качестве рабочего.

Вторичные эталоны выполняются в виде комплекса средств измерений, одиночного эталона или группового эталонного набора.

Одиночный эталон состоит из одной меры, одного измерительного прибора или одной измерительной установки, обеспечивающей хранение единицы (и воспроизведение) самостоятельно без других средств измерения того же типа (пример: вторичный эталон единицы массы в виде платиново-иридиевой гири № 26 и гири из нержавеющей стали).

Групповой эталон состоит из однотипных мер измерительных приборов или других средств измерений, применяемых как одно целое для повышения надежности хранения единицы (пример: эталон-копия вольта). Групповые эталоны подразделяются на эталоны постоянного и переменного состава.

Эталоны переменного состава – меры или измерительные приборы в которых периодически заменяются новыми. Соответственно, эталоны постоянного состава – это приборы и меры, которые остаются неизменными.

Эталонный набор – набор мер или измерительных приборов, позволяющих хранить единицу или измерять величину в определенном диапазоне, в котором отдельные меры или измерительные приборы набора имеют различные номинальные значения или поддиапазоны значений величин (набор гирь и др.).