| Множи-тель | Приставка | Обозначение приставки | Множи-тель | Приставка | Обозначение приставки | ||
| междуна-родное | русское | междуна-родное | русское | ||||
| 1018 | экса | Е | Э | 10-1 | деци | d | д |
| 1015 | пета | Р | П | 10-2 | санти | с | с |
| 1012 | тера | Т | Т | 10-3 | милли | m | м |
| 109 | гига | G | Г | 10-6 | микро | μ | мк |
| 106 | мега | М | М | 10-9 | нано | n | н |
| 103 | кило | k | к | 10-12 | пико | р | п |
| 102 | гекто | h | г | 10-15 | фемто | f | ф |
| 101 | дека | da | да | 10-18 | атто | а | а |
Кратная (дольная) единица — единица физической величины, в целое число раз превышающая (уменьшающая) системную или внесистемную единицу.
Эталоны. Для обеспечения единства измерений необходима тождественность единиц, в которых должны быть проградуированы все существующие средства измерений одной и той же физической величины.
Это достигается путем точного воспроизведения и хранения в специализированных учреждениях установленных единиц физических величин и передачи их размеров применяемым средствам измерения с помощью эталонов.
Эталон — средство измерений (или комплекс средств измерений), предназначенное для воспроизведения и хранения единицы физической величины (кратных либо дольных значений единицы этой величины) с целью передачи ее размера другим средствам измерений данной физической величины.
Классификация, назначение и общие требования к созданию, хранению и применению эталонов устанавливает ГОСТ 8.057—80 «ГСИ. Эталоны единиц физических величин. Основные положения».
Эталон должен обладать взаимосвязанными свойствами: воспроизводимостью, неизменностью и сличаемостью.
Воспроизводимость — возможность воспроизведения единицы физической величины (на основе ее теоретического определения) с наименьшей погрешностью для существующего уровня развития измерительной техники. Это достигается постоянным исследованием эталона в целях определения систематических погрешностей и их исключения путем введения соответствующих поправок.
Неизменность — свойство эталона удерживать неизменным размер воспроизводимой им единицы в течение длительного интервала времени, при этом все изменения, зависящие от внешних условий, должны быть строго определенными функциями величин, доступных точному измерению. Реализация этих требований привела к идее создания «естественных» эталонов различных величин, основанных на физических постоянных.
Сличаемостъ — возможность обеспечения сличения нижестоящих по поверочной схеме, в первую очередь вторичных эталонов, с наивысшей точностью для существующего уровня развития техники измерения. Это свойство предполагает, что эталоны по своему устройству и действию не вносят каких-либо искажений в результаты сличений и сами не претерпевают изменений при проведении сличения.
По своему метрологическому назначению эталоны делятся на первичные, специальные и вторичные.
Первичный эталон обеспечивает воспроизведение и хранение единицы физической величины с наивысшей в стране (по сравнению с другими эталонами той же величины) точностью. Первичные эталоны — это уникальные средства измерений, которые представляют собой сложнейшие измерительные комплексы, созданные с учетом новейших достижений науки и техники. Первичные эталоны составляют основу государственной системы обеспечения единства измерений.
Специальный эталон обеспечивает воспроизведение единицы физической величины в особых условиях, в которых прямая передача размера единицы от первичного эталона с требуемой точностью не осуществима и для этих условий заменяет первичный эталон.
Первичный или специальный эталон, официально утвержденные в качестве исходного для страны, называются государственным эталоном. Его утверждение проводит главный метрологический орган страны — Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии.
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.
Вторичные эталоны по своему метрологическому назначению подразделяются на эталоны-копии, эталоны сравнения и эталоны-свидетели.
Эталон-копия — предназначен для передачи размера единицы рабочим эталонам. Эталон-копия представляет собой копию государственного эталона только по метрологическому назначению, поэтому он всегда является его физической копией.
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 - применяется для передачи размера единицы от эталона-копии образцовым средствам измерения и в отдельных случаях — наиболее точным рабочим средствам измерений.
Способы выражения погрешностей эталонов устанавливает ГОСТ 8.381—80 «ГСИ. Эталоны. Способы выражения погрешностей».
Образцовые средства измерений — меры, измерительные устройства, установки, комплексы, официально утвержденные в качестве образцовых, предназначены для передачи размера единицы физической величины от рабочих эталонов рабочим средствам измерений.
Образцовые средства измерений хранят и применяют органы Государственной метрологической службы.
Образцовые средства измерений подразделяют на разряды, характеризующие точность аттестации размеров, измеренных этими средствами. Между разрядами существует следующая соподчиненность: передача размера единицы осуществляется от образцового средства измерений 1-го разряда образцовому средству измерений 2-го разряда, от образцового средства измерений 2-го разряда — образцовому средству измерений 3-го разряда и т.д. Для различных видов измерений, исходя из требований практики, устанавливается различное число разрядов, определяемых стандартами на поверочные схемы для данного вида измерений.
Иногда отдельным рабочим средствам измерений наивысшей точности размер единицы передается непосредственно от рабочего эталона и рабочим средствам измерений высшей точности - от образцового средства измерений 1-го разряда.
В настоящее время с целью упорядочения терминологии и приближения ее к международной в технической литературе термин «образцовое средство измерений» заменяют термином «рабочий эталон».
Одним из самых распространенных образцовых средств измерений являются меры.
Мера — это средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью, например; гиря 1 кг, плоскопараллельная концевая мера 50 мм, конденсатор постоянной емкости, штриховая мера длины.
С наиболее высокой точностью, посредством мер воспроизводятся основные физические величины: длина, масса, частота, напряжение.
Для линейных и угловых величин широко используются меры длины и угловые меры.
Меры длины по конструкционным признакам разделяют на концевые и штриховые.
Концевые меры длины. Концевые меры длины имеют форму цилиндрического стержня (рис. 1, а) или прямоугольного параллелепипеда (рис.1, б) с двумя плоскими взаимно параллельными измерительными поверхностями, расстояние между которыми воспроизводит определенное значение длины. Они предназначены для передачи размера от эталона до изделия.
С их помощью хранят и воспроизводят размер единицы длины, поверяют и градуируют меры и измерительные приборы, такие, как оптиметры, микрометры, штангенциркули и т.п., поверяют калибры.
Меры используют также для установки на нуль при относительных измерениях, для непосредственных измерений размеров изделцй, а также для особо точных разметочных работ и наладки станков.
Наибольшее распространение получили плоскопараллельные концевые меры длины (см. рис..1, б).
Основные параметры и размеры плоскопараллельных концевых мep длины и технические требования к ним установлены ГОСТ 9038-90.
Номинальный размер плоскопараллельной концевой меры — срединная длина l (см. рис..1, б), которая определяется длиной перпендикуляра, проведенного из середины одной из измерительных поверхностей меры на противоположную измерительную поверхность. Этот размер наносится на каждую меру.
Отклонение от плоскопараллельности концевой меры — наибольшая разность между длиной меры в любой точке и ее срединной длиной.
Концевые меры должны обладать высокой точностью, притираемостъю и стабильностью.
Для концевых мер установлено семь классов точности: 00; 0; 1; 2; 3; 4 и 5 (последние два класса точности используют как правило на предприятиях).
Концевые меры класса точности 00 изготавливают по специальному соглашению сторон.
Класс точности концевых мер определяется точностью их изготовления: допускаемыми отклонениями от номинального значения и от плоскопараллельности.
Для повышения точности измерений концевые меры делят на 5 разрядов, обозначаемых в порядке убывания точности 1; 2; 3; 4 и 5. Деление мер на разряды определяется точностью их аттестации, т.е. погрешностью измерения действительного значения длины меры и требованиями к ее плоскопараллельности.
В аттестате указывают номинальный размер, действительные отклонения каждой меры от ее номинального размера, разряд, к которому отнесен набор мер, средство измерения, использованное при аттестации с его погрешностью и поправка к каждой мере.
Чем точнее методы и средства измерений при аттестации концевой меры, тем выше ее разряд.
Например, изготовлены две концевые меры размером 60 мм по классу точности 0. При их аттестации действительный размер каждой из мер оказался равным 60,001 мм. Одной мере был присвоен 1-й разряд, так как погрешности метода и средства измерений не превышали ±0,03 мкм, а другой — 2-й разряд, потому что она аттестовывалась методом и средством измерения, погрешности которых не превышали ± 0,09 мкм.
При пользовании аттестованными мерами за действительный размер каждой из них принимается размер, указанный в аттестате.
Применение мер по разрядам позволяет производить более точные измерения.
Меры, которым присвоены разряды, используют как образцовые, служащие только для поверки и градуировки.
Другое свойство концевых мер длины, обеспечивающее их широкое применение - притираемостъ - способность концевых мер прочно сцепляться своими измерительными поверхностями при надвигании одной меры на другую (рис.1, в).
Сцепление мер вызывается межмолекулярными силами при наличии тончайшего слоя смазки между мерами (0,02...0,05 мкм), которая остается после их промывки в бензине. Совершенно обезжиренные или покрытые толстым слоем смазки концевые меры не притираются. Усилие сдвига притертых концевых мер составляет не менее 100Н.
Благодаря притираемости концевых мер из них можно составлять блоки любого размера до третьего десятичного знака.
При составлении блока требуемого размера из концевых мер необходимо стремиться к тому, чтобы блок состоял из возможно меньшего числа мер. Вначале выбирают меры, позволяющие получить тысячные доли миллиметра, затем сотые, десятые и, наконец, целые миллиметры. Например, для получения блока размером 26,385 мм необходимо из набора № 1 взять концевые меры в такой последовательности: 1,005 + 1,38 + 4,0 + 20,0 = 26,385. При меньшем количестве мер точность блока выше. Количество концевых мер в блоке не должно превышать четырех-пяти.
Шероховатость измерительных поверхностей мер длины должна быть по параметру Rz не более 0,065 мкм, для нерабочих поверхностей по параметру Ra 0,63 мкм.
Концевые меры комплектуют в различные наборы по их числу и размерам номинальных длин. Промышленностью выпускается 21 набор плоскопараллельных концевых мер с количеством мер в наборе от 4 до 112 и градациями 0,001-0,01-0,1-0,5-1-10-25-50 и 100 мм в наборах от № 1 до № 18.
Наиболее распространенными размерами плиток являются:
от 1,001 до 1,009 мм через 0,001 мм — 9 мер;
от 1,01 до 1,49 мм через 0,01 мм — 49 мер;
от 0,5 до 9,5 мм через 0,5 мм — 19 мер;
от 10 до 100 мм через 10 мм — 10 мер и др.
На каждой концевой мере нанесено значение ее номинальной длины, причем на мерах 5,5 мм и менее значение номинальной длины наносится на одну из измерительных поверхностей, а на мерах более 5,5 мм — на нерабочей поверхности.
В каждый набор, кроме того, входят две пары дополнительных (защитных) мер с номинальным размером 1 и 1,5 (или 2) мм Защитные меры притираются к концам блока всегда одной и же стороной и служат для предохранения основных мер набора износа и повреждения: в отличие от основных мер набора имеют срезанный угол и дополнительную буквенную маркировку.
Для расширения области применения концевых мер при контрольных и разметочных операциях выпускают наборы принадлежностей, которые служат для установки и крепления блоков концевых мер.
Основные положения о методах, средствах и условиях поверки концевых мер длины установлены ГОСТ 8.166—75.
В табл. 4 представлены средства, методы и погрешности поверки и аттестации концевых мер длины.
Таблица 4
