3. Лекция

3.1 Средства измерений

Средство измерений – это техническое средство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимается неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени.

Метрологические характеристики – это свойства, которые позволяют судить о пригодности для измерений определенной величины с заданной точностью.

Метрологические характеристики средств измерений определяет ГОСТ 8.009–84 “ГСИ. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений”.

К основным таким характеристикам можно отнести:

Погрешность средств измерений – разность между показанием средства измерений и истинным (действительным) значением измеряемой величины.

Истинное значение физической величины – значение, которое идеальным образом отражало бы в качественном и количественном отношениях соответствующую физическую величину. Истинное значение неизвестно. Оно может быть получено только в результате бесконечного процесса измерений с бесконечным совершенствованием методов и средств измерений. Данное понятие используется как теоретическая основа.

На практике вместо истинного значения используют действительное значение измеряемой величины. Действительное значение физической величины – значение, найденное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному значению, что для поставленной задачи может его заменить.

Принципиальное отличие средств измерений от других технических средств, состоит в том, что погрешность, с которой они выполняют свои функции, лимитирована.

Средство измерений взаимодействует с объектом измерений, в результате чего появляется входной сигнал и отклик на него – выходной сигнал, подлежащий обработке с целью нахождения результата измерения и оценки его погрешности.

Показания средства измерений либо непосредственно воспринимаются органами чувств человека (например, показания стрелочного или цифрового приборов), либо, если они недоступны восприятию человеком, используются для преобразования другими средствами измерений.

По роли, выполняемой в системе обеспечения единства измерений, средства измерений делятся на:

метрологические, предназначенные для метрологических целей – воспроизведения единицы и (или) ее хранения или передачи размера единицы рабочим средствам измерений;

рабочие, применяемые для измерений, не связанных с передачей размера единиц.

По уровню автоматизации все СИ делятся на 3 основные группы:

неавтоматические;

автоматизированные, производящие в автоматическом режиме одну или часть измерительной операции;

автоматические, производящие в автоматическом режиме измерения и все операции, связанные с обработкой их результатов, регистрацией, передачей данных или выработкой управляющих сигналов.

По уровню стандартизации СИ делятся на:

стандартизованные, изготовленные в соответствии с требованиями соответствующего государственного или отраслевого стандарта;

нестандартизированные (уникальные), применяемые для решения специфических измерительных задач в специальных направлениях науки и техники, в стандартизации требований к которым нет необходимости.

Подавляющее большинство средств измерений является стандартизован­ным. Они выпускаются серийно и обязательно подвергаются государствен­ным испытаниям. Нестандартизованные средства измерений разрабатывают специализированные научно-исследовательские организации и выпускают единичными экземплярами. Они не проходят государственных испытаний, их характеристики определяют при метрологической аттестации.

По отношению к измеряемой физической величине средства измерений подразделяются на:

• основные — это средства измерений той физической величины, значе­ние которой необходимо получить в соответствии с измерительной задачей;

• вспомогательные — это средства измерений той физической величины, влияние которой на основное средство измерений или объект измерения не­обходимо учесть для получения результатов измерения требуемой точности.

Классификация по назначению, роли в процессе измерения и выполняе­мым функциям является основной и представлена на рис.

По реализации процедуры измерения средства измерений бывают элементарными и комплексными.

СИ можно классифицировать по 2 признакам: 1) конструкционное исполнение; 2) метрологическое назначение.

По конструкционному исполнению СИ подразделяют на меры, устройства сравнения (компара­торы), измерительные преобразователи, измерительные приборы, измерительные установки, измерительные системы (ИС). Измерительные системы условно делят на информационно-измерительные (ИИС), измерительно-вычислительные комплексы (ИВК) и компьютерно-измерительные (КИС).

Мерой называют средство измерения, предназначенное для воспроизведения физических величин заданного разме­ра. Различают однозначные и многозначные меры, а также наборы и магазины мер. Однозначные меры воспроизводят величины одного размера (гиря). Многозначные меры вос­производят несколько размеров физической величины. На­пример, миллиметровая линейка дает возможность выразить длину предмета в сантиметрах и миллиметрах.

Наборы и магазины мер представляют собой объединение (сочетание) однозначных и многозначных мер для полу­чения некоторых промежуточных или суммарных значений величины. Набор меры представляет собой комплект; одно­ родных мер разного размера, что дает возможность приме­нять их в нужных сочетаниях, например набор гирь. Магазин мер — сочетание мер, объединенных конструктивно в одно целое, снабженное специальными переключателями, которые связаны с отсчетными устройствами (магазин сопротивлений).

При пользовании мерами следует учитывать номиналь­ное и действительное значение меры. Номинальным назы­вают значение меры, указанное на ней. Действительное зна­чение меры должно быть указано в специальном свидетель­стве как результат высокоточного измерения с использова­нием официального эталона.

Разность между номинальным и действительным зна­чениями называется погрешностью меры. В зависимости от погрешности аттестации меры подразделяются на разряды (меры 1-го, 2-го и т. д. разрядов) и называются разрядными эталонами (образцовые измерительные средства), которые ис­пользуют для поверки измерительных средств.

При измерениях с использованием мер сравнивают измеряемые величины с известными величинами, воспроизводимыми мерами. Сравнение осуществляется разными путями, наиболее распространенным средством сравнения является компаратор, предназначенный для сличения мер однородных величин.

Устройство сравнения {компаратор) — это средство измере­ний, позволяющее сравнивать друг с другом меры однородных величин или показания измерительных приборов. Примером компаратора являются рычажные весы, фотореле, включающее (выключающее) уличное электрическое освещение. Во многих относительно простых средствах измерений роль компаратора выполняют органы чувств человека, главным образом зрение, например при сравнении отклонения указателя прибора и числа делений, нанесенных на его шкале.

Степень совершенства компаратора определяется минимально возмож­ным порогом чувствительности, а также его быстродействием — временем Переключения из одного состояния в другое. У идеального компаратора порог и время переключения равны нулю. В реальных схемах компаратора вводят порог срабатывания (для исключения так называемого «дребезга кон­тактов»), что приводит к возникновению аддитивной (суммируемой с изме­ряемой величиной) погрешности.

Наиболее многочисленной группой средств измерений являются измерительные приборы и преобразователи, которые обобщенно называются измерительными устройствами (ИУ).

Измерительный преобразователь (ИП) - техническое средство с нормативными метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, индикации или передачи.

Преобразуемая величина, поступающая на измерительный преобразователь, называется входной, а результат преобразования – выходной величиной. Соотношение между ними задается функцией преобразования, которая является его основной метрологической характеристикой.

Измерительная информация на выходе ИП, как правило, недоступна для непосредственного восприятия наблюдателем. Измеритель­ные преобразователи могут как входить в состав измерительных приборов, так и применяться самостоятельно. Хотя ИП являются конструктивно обособленными элементами, они чаще всего входят в качестве составных частей в более сложные измерительные приборы или установки и самостоятельного значения при проведении измерений не имеют.

Измерительные преобразователи классифицируют по ряду специфиче­ских признаков.

По местоположению в измерительной цепи преобразова­тели делятся на первичные и промежуточные.

Первичный преобразователь — измерительный преобразователь, к кото­рому подведена измеряемая величина, т.е. является первым в измерительной цепи. Например: термопара в цепи термоэлектрического термометра.

Промежуточный преобразователь располагается в измерительной цепи после первичного.

Для непосредственного воспроизведения измеряемой величины служат первичные преобразователи, на которые непосредственно воздействует измеряемая величина и в которых происходит трансформация измеряемой величины для ее дальнейшего преобразования или индикации. Одним из видов первичного преобразователя является датчик – конструктивно обособленный первичный преобразователь, от которого поступают измерительные сигналы (он «дает» информацию).

Датчик—это измерительный преобразователь, вос­принимающий входную величину и формирующий эквива­лентный ей в информационном смысле измерительный сиг­нал. Датчик — обособленная, часто вынесенная к объекту исследования конструкция, удаленная от остальной измери­тельной аппаратуры. Датчик—компактный, конструктивно обособленно оформленный элемент. Сердцевиной чувствительных элементов датчиков яв­ляется вещество (материал), которое воспринимает вход­ную физическую величину. В нем с помощью определен­ного физического явления входная величина преобразуется в сигнал, поступающий в последующую измерительную цепь. Помимо чувствительного элемента, в измерительную цепь могут входить усилители, делители, фильтры, модуляторы, а также иные устройства преобразования измерительного сиг­нала, так как нередко нужно произвести изменения размеров или характера физической величины, прежде чем подавать ее на вход датчика.

Различают датчики, основанные на разных принципах действия (электрических, акустических и др.).

Активная (энергетическая) входная величина может восприниматься непосредственно. Для восприятия же свойств пассивного (в энергетическом смысле) вещества необходимо придать ему энергетические свойства, воз­действуя на это вещество дополнительной энергией. На­пример, пропустить через сопротивление ток и получить в качестве параметра вещества напряжение, образовав­шееся на его сопротивлении. Оценить размер входной ве­личины можно, используя разность результатов этой оценки до и после ее воздействия. Таким образом, в соот­ветствии со сказанным можно выделить активные (гене­раторные) и пассивные (параметрические) датчики.

Классификационным признаком также служит харак­тер выходного сигнала датчика. Выходной измерительный сигнал датчиков может быть промодулирован различным образом. Могут быть использованы амплитудная (AM), частотная (ЧМ), фазовая (ФМ) модуляции. Сигнал может быть представлен в непрерывной, импульсной и цифро­вой форме. Среди аналоговых видов модуляции следует выделить частотную. Она является аналогом модуляции сигналов в рецепторах биологических анализаторов, имеет повышенную помехоустойчивость и несколько ин­формационных параметров (частота, фаза, длина волны, период). Нужно отметить легкость перехода от частот­ных сигналов к цифровым, потенциально высокую точ­ность операций с частотными сигналами, наличие Госу­дарственной службы частоты и времени. Кроме того, принципы построения датчиков — генераторов частот­ных сигналов достаточно хорошо разработаны. К час­тотным датчикам можно отнести датчики резонансного типа, маятниковые, струнные, ядерно-магнитные устрой­ства, LC- и RС-генераторы, частотно-зависимые цепи, ультразвуковые устройства, а также датчики, основан­ные на использовании потока фотонов, на эффекте Барк-гаузена, на термошумах и т. п. При использовании элек­тромагнитных, оптических, звуковых частотных сигналов возможны их беспроводная передача, генерация образцовых сигналов в ближней зоне и организация сотовой структуры, обслуживающей одновременно несколько дат­чиков.

На входе датчиков могут действовать физические ве­личины, измеряемые непосредственно, или их составля­ющие (при выполнении косвенных измерений).

Энергетические свойства входных величин позволяют подразделить датчики на активные и пассивные. В активных датчиках входные величины име­ют энергетическую природу, в пассивных — неэнергети­ческий (вещественный) параметр.

Активными входными величинами являются парамет­ры энергии электрической, магнитной, тепловой, механи­ческой, акустической, оптической, радиационной и хими­ческой природы.

Краткий перечень основных активных вход­ных величин:

Электрическая энергия: напряжение; ЭДС; потенциал; ток; заряд; мощность; энергия.

Магнитная энергия: магнитодвижущая сила; магнит­ный поток; магнитная индукция.

Механическая энергия: сила; масса; давление; механи­ческое напряжение; скорость; ускорение; мощность; энер­гия.

Акустическая энергия: акустическое давление; интен­сивность звука; мощность; энергия.

Тепловая энергия: температура; тепловой поток; тер­модинамический потенциал.

Оптическая энергия: мощность излучения; поток излу­чения; освещенность; яркость; спектральная плотность; сила света; световой поток.

Ионизационная энергия: энергия излучения; мощность дозы излучения; поток излучения.

Химическая энергия: молярная энергия; химический по­тенциал.

Пассивные сигналы при восприятии нуждаются в пре­образовании их в активные, эквивалентные входным энергетические сигналы. Затем, так же как и сигналы ак­тивных датчиков, они воспринимаются и преобразуются с помощью определённого физического эффекта в веще­стве чувствительного элемента в измерительный сигнал.

Перечень пассивных входных величин:

Электрическая энергия: проводимость; сопротивление; диэлектрическая проницаемость.

Магнитная энергия: магнитная проницаемость; индук­тивность; взаимоиндуктивность.

Механическая энергия: масса; механическое сопротив­ление; вязкость; трение; твердость; длина; площадь; объем; расход.

Акустическая энергия: акустическое сопротивление; акустическая проницаемость; коэффициенты поглоще­ния, отражения и рассеивания.

Тепловая энергия: теплоемкость; коэффициенты теп­лопроводности, теплопередачи.

Оптическая энергия: коэффициенты отражения, рассе­ивания, пропускания, преломления; цвет; поляризация.

Ионизационная энергия: постоянная радиоактивного распада; коэффициент поглощения.

Химическая энергия: молярный объем; диффузия; кон­центрация; молярная энтропия.

По количеству воспринимаемых и преобразуемых ве­личин можно выделить датчики одномерные, оперирующие одной величиной, и n-мерные (многомерные), воспринима­ющие несколько (n) входных величин.

По количеству выполняемых датчиком функций их мож­но разделить на однофункционалъные и многофункциональ­ные (m = 2,3...). Многофункциональные датчики могут поми­мо основной функции (восприятие величины и формирование измерительного сигнала) выполнять ряд дополнительных, таких как, например, функции фильт­рации, обработки аналоговых сигналов и т. п. Многофункциональные датчики, так же как и многомерные, по своим свойствам приближают­ся к измерительным системам.

Многофункциональные датчики иногда называют интел­лектуальными. К таким датчикам, можно отне­сти аналоговые и цифровые датчики с суммированием сигналов, с перестраиваемыми режимами работы и параметрами, с функциональным аналого-цифровым пре­образованием, метрологическим обслуживанием и т. п.

В датчиках могут использоваться последовательно или параллельно один или несколько физических эффек­тов, т. е. они могут быть одноступенчатыми и многосту­пенчатыми. В настоящее время датчики, воспринимаю­щие более трех величин, а также датчики, выполняющие более трех функций и основанные на использовании бо­лее трех физических явлений, довольно редки.

По технологии изготовления датчики можно условно разделить на элементные, изготавливаемые из набора отдельных элементов, и интегральные, с одновременным изготовлением по интегральной микроэлектронной тех­нологии всех составных элементов датчиков.

Особо следует выделить биологические датчики, в ко­торых в качестве чувствительных элементов используют­ся рецепторная часть биологических органов чувств, фер­менты и другие вещества и электронная часть, формирующая измерительные сигналы.

Итак, датчики могут классифицироваться в зависимо­сти от параметров следующим образом:

По виду входных величин: активные; пассивные.

По количеству входных величин: одномерные (n = 1); многомерные (n - 2, 3 ... n).

По количеству измерительных функций: однофункциональные (т - 1); многофункциональные (m = 2, 3 ... m).

По количеству преобразований энергии и вещества: од­ноступенчатые (/ = 1); многоступенчатые (/ = 2, 3 ... 1).

По наличию компенсационной обратной связи: компен­сационные; некомпенсационные.

По виду модуляции выходного сигнала: амплитудные; частотные и фазовые; непрерывные; импульсные.

По технологии изготовления: элементные; интеграль­ные.

По восприятию пространственных величин: точечные; пространственные.

По взаимодействию с источниками информации: кон­тактные; бесконтактные (дистанционного действия).

По виду измерительных сигналов: аналоговые; цифро­вые.

По динамическому характеру сигналов преобразования: дискретные (дискретное представление в виде импульс­ной последовательности); непрерывные (представлены в виде непрерывного процесса).

Датчик может быть вынесен на значительное расстояние от средства измерений, принимающего его сигналы. Например, датчик метеорологического зонда. В области измерений ионизирующих излучений датчиком часто называют детектор.

Важной разновидностью преобразователей является масштабный преоб­разователь — измерительный преобразователь, предназначенный для изме­нения размера величины или измерительного сигнала в заданное число раз. Например: измерительный трансформатор тока, делитель напряжения, изме­рительный усилитель.

По виду входных и выходных величин измерительные преобразователи делятся на:

• аналоговые, преобразующие одну аналоговую величину в другую анало­говую величину;

• аналого-цифровые (АЦП), предназначенные для преобразования анало­гового измерительного сигнала в цифровой код;

• цифроаналоговые (ЦАП), предназначенные для преобразования цифро­вого кода в аналоговую величину.

Еще одним типом преобразователей является передающий преобразова­тель — измерительный преобразователь, служащий для дистанционной пе­редачи сигнала измерительной информации к другим устройствам или сис­темам.

Измерительный прибор – средство измерений, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне. Измерительный прибор представляет измерительную информацию в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.

По степени индикации значений измеряемой величины подразделяют на показывающие (показывающий прибор допускает только отсчитывание показаний измеряемой величины (микрометр, аналоговый или цифровой вольтметр) и регистрирующие (в регистрирующем приборе предусмотрена регистрация показаний – в форме диаграммы, путем печатания показаний (термограф, измерительный прибор сопряженный с ЭВМ дисплеем и устройством для печатания показаний).

По действию измерительные приборы разделяют на интегрирующие и суммирующие, аналоговые и цифровые, самопишущие и печатающие.

Различаются измеритель­ные приборы прямого действия и приборы сравнения Приборы прямого действия отображают измеряемую величину на показывающем устройстве, имеющем градуировку в единицах этой величины. Например, амперметры, термометры.

Наибольшее распространение получили приборы пря­мого действия, при использовании которых измеряемая ве­личина подвергается ряду последовательных преобразований в одном направлении, т.е. без возвращения к исходной вели­чине. К приборам прямого воздействия относятся маномет­ры, термометры, амперметры, вольтметры и т. д.

Приборы сравнения предназначаются для сравнения из­ меряемых величин с величинами, значения которых известны. Такие приборы широко используются для измерений с большей точностью, в научных целях, а также на практике для измерения таких величин, как яркость источника излучения, давление сжатого воздуха и др. По прин­ципу сравнения работают такие приборы, как равноплечие и неравноплечие весы (сравнение на рычаге силовых эффектов действия масс).

В силу большого разнообразия ИУ классифицируют по различным признакам:

• По используемым физическим процессам ИУ разделяют на механические, электромеханические, электронные, оптоэлектронные и т.п.

• По физической природе измеряемой величины различают вольтметры, амперметры, термометры, манометры, уровнемеры, влагомеры и т.д.

• По виду измеряемой величины или сигнала измерительной информации, а также по способу обработки сигнала приборы делятся на аналоговые и цифровые.

Аналоговый измерительный прибор — средство измерения, показания ко­торого являются непрерывной функцией изменения измеряемой величины.

Цифровым измерительным прибором (ЦИП) называется средство изме­рения, автоматически вырабатывающее дискретные сигналы измерительной информации, показания которого представлены в цифровой форме.

ЦИП имеют перед аналоговыми ряд преимуществ:

• удобство и объективность отсчета измеряемых величин;

• высокую точность результатов измерения;

• широкий динамический диапазон при высокой разрешающей способно­сти;

• высокое быстродействие из-за отсутствия подвижных электромеханических элементов;

• возможность автоматизации процесса измерения;

• возможность использования новейших достижений микроэлектроники;

• высокую устойчивость к внешним механическим и климатическим воз­ действиям.

• По структурным признакам ИУ также классифицируют по числу каналов и по временной последовательности преобразований входных сигналов. В зависимости от числа входных сигналов, несущих информацию об измеряемой величине, ИУ бывают с одним (например – вольтметр), двумя (фазометр) и более входами, т.е. соответственно одно-, двух- и многоканальными.

• В зависимости от временной последовательности преобразований входных сигналов (если их более чем 2) различают ИУ с одновременным (параллельным) и последовательным преобразованием. При последовательном преобразовании сигналы обрабатываются поочередно, причем за цикл измерения каждый сигнал через входное переключающее устройство (коммутатор) подается на вход преобразователя один раз.

• По точности ИУ делят на образцовые, используемые для поверки других ИУ и утвержденные в качестве образцовых, и рабочие, используемые непосредственно в практических измерениях, не связанных с передачей размера единиц.

• По месту использования ИУ делят на лабораторные и производственные, которые резко отличаются по условиям эксплуатации, по техническим и метрологическим характеристикам.

По принципу действия измерительные приборы делят на ряд классов, перечисленных ниже.

Измерительные приборы прямого действия, в которых предусмотрено одно или несколько преобразований сигнала измерительной информации в одном направлении, т.е. без применения цепей обратной связи; например, амперметры, вольтметры.

Измерительные приборы сравнения, предназначенные для непосредственного сравнения измеряемой величины с известной величиной; например, электроизмерительный потенциометр.

Интегрирующие измерительные приборы, в которых подводимая величи­на интегрируется по времени или по другой независимой переменной; на­пример, электрический счетчик энергии.

Суммирующие измерительные приборы, показания которых функцио­нально связаны с суммой двух или нескольких величин, подводимых к ним по разным каналам; например, ваттметр для измерения суммы мощностей нескольких электрических генераторов.

Сложные измерительные средства могут состоять из функционально свя­занных простых измерительных средств. К ним относятся измерительные установки и измерительные системы.

Измерительные установки и системы — это совокуп­ность средств измерений, объединенных по функционально­му признаку со вспомогательными устройствами, для изме­рения одной или нескольких физических величин объекта измерений. Обычно такие системы автоматизирова­ны и обеспечивают ввод информации в систему. Автомати­зированные системы измерений позволяют ускорить процесс определения качества продукции по разным критериям в про­цессе производства конкретной партии.

Измерительные принадлежности — это вспомогательные средства измерений величин, Они необходимы для вычисления поправок к результатам измерений, если требуется высокая степень точности. Например, термометр может быть вспомогательным средством, если показания приборов дос­товерны при строго определенной температуре; психрометр— если при каком-то процессе строго оговаривается влажность.

По метрологическому назначению средства измерений делятся на два вида — рабочие средства измерений и этало­ны.

Рабочие средства измерений - средство измерений, предназначенное для измерений, не связанное с передачей размера единицы другим средствам измерений. Рабочее средство измерений может использоваться и в качестве индикатора. Индикатор – техническое средство или вещество, предназначенное для установления наличия какой-либо физической величины или превышения уровня ее порогового значения. Индикатор не имеет нормированных метрологических характеристик. Примерами индикаторов являются осциллограф, лакмусовая бумага и т.д.

РСИ применяют для определе­ния параметров (характеристик) предметов, технологических процессов, окружающей среды и др. Рабочие средства могут, быть лабораторными (для научных исследований) и производственными (для обеспечения и контроля заданных харак­теристик технологических процессов).

Особым средством измерений является эталон.

Эталон — это высокоточная мера, предназначенная для воспроизведения и хранения единицы величины с целью пе­редачи ее размера другим средствам измерений.

Конструкция эталона, его физические свойства и способ воспро­изведения единицы определяются ФВ, единица которой воспроиз­водится, и уровнем развития измерительной техники в данной об­ласти измерений.

Эталон должен отвечать трем основным требованиям: неизменность (способность удерживать неизменным размер воспроизводимой им единицы в течение длительного интер­вала времени); воспроизводимость (воспроизведение едини­цы с наименьшей погрешностью); сличаемость (способность не изменяться и не вносить каких-либо искажений при про­ведении сличений).

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 СИ, часто представляющие собой сложнейшие измерительные комплексы, созданные с учетом новейших достижений науки и техники. Они составляют основу государственной системы обеспечения единства измерений. Первич­ный эталон может быть национальным (государственным) и международным.

• 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. Ут­верждение проводит главный метрологический орган страны. Госу­дарственные эталоны создаются, хранятся и применяются центральными метрологическими научными институтами страны. Точность воспроизведения единицы должна соответствовать уровню лучших мировых достижений и удовлетворять потребностям науки и тех­ники. В состав государственных эталонов включаются СИ, с помо­щью которых воспроизводят и (или) хранят единицу ФВ, контро­лируют условия измерений и неизменность воспроизводимого или хранимого размера единицы, осуществляют передачу размера единицы. Государственные эталоны подлежат периодическим сличения­ми с государственными эталонами других стран;

Национальный эталон утверждается в качестве исход­ного средства измерения для страны национальным органом по метрологии. В России национальные эталоны утверждает ФАпТРиМ. Международные эталоны хранит и поддерживает Меж­дународное бюро мер и весов (МБМВ). Важнейшая задача де­ятельности МБМВ состоит в систематических международ­ных сличениях национальных эталонов метрологических ла­бораторий с международными эталонами, что необходимо для обеспечения достоверности, точности и единства измерений как одного из условий международных экономических свя­зей. Установлены определенные периоды сличения.

Например, эталоны метра и килограмма сличают каж­дые 25 лет, а электрические и световые эталоны — один раз в 3 года. Национальный эталон массы хранится в ВНИИМ им. Д.И. Менделеева (г. Санкт-Петербург) на кварцевой подстав­ке под двумя стеклянными колпаками в стальном сейфе, температура воздуха поддерживается в пределах 20+3°С, относительная влажность 65%. Один раз в 10 лет с ним слича­ются два вторичных эталона.

• вторичный — хранит размер единицы, полученной путем сли­чения с первичным эталоном соответствующей ФВ. 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. В состав вторичных эталонов включаются СИ, с по­мощью которых хранят единицу ФВ, контролируют условия хра­нения и передают размер единицы.

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 представляют собой копию государственного эталона только по метрологическому назначению, поэтому он не 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. 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. С целью повышения точности измерений ФВ рабочие эталоны применяются во многих территориальных метрологических ор­ганах и лабораториях министерств и ведомств.