единицы) с целью передачи ее размера другим средством измерения.

По общему назначению средства измерений могут использоваться для проведения поверочных мероприятий, калибровки или для осуществления технических измерений.

2. Эталоны

Основной задачей метрологии является обеспечение единства измерений. Решение этой задачи невозможно без создания эталонной базы.

Слово «эталон» — французского происхождения (еШ1оп), что означает образец, мера. Определение эталона закреплено Федеральным законом об обеспечении единства измерений: «Эталон единицы величины — средство измерений, предна­значенное для воспроизведения и хранения единицы вели­чины (или кратных либо дольных значений единицы вели­чины)».

По мнению специалистов, это определение неточно отра­жает суть понятия, так как эталоны воспроизводят и хра­нят не только единицы измерений, но и шкалы измерений. К тому же немногие современные государственные эталоны воспроизводят номинальное, кратное или дольное значение единицы измеряемой величины. Так, государственный эта­лон единицы электрического сопротивления воспроизводит 12 906,4035 Ом; 6 453,29175 Ом и 1,0 Ом. Цезиевый репер частоты воспроизводит интервал времени (период колеба­ний), равный 1/9122631770 части секунды. Для многих эта­лонов указывают не значения единиц, а диапазоны.

В реальности эталон может воспроизводить любое значе­ние величины (любую точку или часть шкалы), лишь бы эти значения были известны с требуемой точностью и стабильно воспроизводились.

Таким образом, наиболее точным является определение эталона, закрепленное в ГОСТ 8.057—80 «ГСИ. Эталоны единиц физических величин. Основные положения»: «Эта­лоны (исходные для страны и подчиненные им) создают для воспроизведения и (или) хранения единиц физических величин и передачи их размера средствам измерений, приме­няемым в стране с целью обеспечения единства измерений». В этом определении отмечается, что эталон передает размер величины или шкалу, а не значение величины.

Конструкция эталона, его физические свойства и способ воспроизведения единицы определяются физической вели­

260

чиной, единица которой воспроизводится, и уровнем разви­тия измерительной техники в данной области измерений.

Эталон должен обладать такими обязательными свой­ствами, как неизменность, воспроизводимость и сличаемость.

Неизменность обусловливается способностью эталона удерживать неизменным размер воспроизводимой им еди­ницы в течение длительного интервала времени. При этом нее изменения, зависящие от внешних условий, должны быть строго определенными функциями величин, доступных тому измерению.

Реализация этой особенности привела к идее создания естественных эталонов различных физических величин, основанных на природном (собственном) и воспроизво­димом свойстве явления или вещества. Например, ячейка тройной точки воды является естественным эталоном термо­динамической температуры. Или образец меди можно рас­сматривать как естественный эталон электропроводности.

Воспроизводимость — это возможность воспроизведения единицы физической величины на основе ее теоретического определения с наименьшей погрешностью для существую­щего уровня развития измерительной техники. Это достига­ется путем постоянного исследования эталона в целях опре­деления систематических погрешностей и их исключения путем внесения соответствующих поправок.

Сличаемостъ дает возможность обеспечения сличения с эталоном других средств измерений, нижестоящих по пове­рочной схеме, в первую очередь вторичных эталонов, с наи- иысшей точностью для существующего уровня развития тех­ники измерения.

Это свойство предполагает, что эталоны по своему устрой­ству и действию не вносят каких-либо искажений в резуль­тате сличений и сами не претерпевают изменений при про- недении сличений.

Большое количество средств измерений вызывает необ­ходимость их классификации по иерархическому принципу. Именно по такому принципу построены поверочные схемы для средств измерений отдельных физических величин, которые, как правило, закреплены в нормативных докумен­тах. В них устанавливается номенклатура и соподчинен- ность средств измерений данной физической величины, которая обеспечит рациональную систему передачи размера единицы от единого исходного образца всем имеющимся н стране средствам измерений с заданной точностью.

261

		Международ­ ный
По уровню метрологи­ческого обе­спечения		Государствен­ ный
		Ведомственный

Рис. 4.5. Классификация эталонов

Эталон, воспроизводящий единицу физической вели­чины с наивысшей точностью, достигнутой в данной области измерений, называется первичным.

Основанием для создания первичного эталона является: широкое распространение рабочих средств измерений, гра­дуированных в данных единицах; целесообразность вос­произведения единицы в органе Росгидромета; техническая возможность создания эталона и передачи размера единицы, воспроизводимой им с необходимой точностью.

Первичный эталон, утвержденный в качестве исходного средства измерений для страны, называется государствен­ным. В международной практике государственные эталоны обычно называются национальными, а эталоны, хранимые в Международном бюро мер и весов, — международными.

Специальные эталоны воспроизводят единицы в усло­виях, в которых прямая передача размера единицы от пер­вичного эталона с требуемой точностью технически неосуще­ствима (высокие и сверхвысокие частоты; малые и большие энергии, температуры, особые состояния вещества и т.п.).

Первичные и специальные эталоны являются исходными для страны, и их утверждают в качестве государственных эталонов. Им присваивают наименование «Государствен­ный первичный эталон» и «Государственный специальный эталон». Статус первичных эталонов присваивается Гос­стандартом. Кроме того, Росстандарт хранит и применяет государственные эталоны.

По приоритету воспроизведения и хранения единицы первичному эталону соподчиняются вторичные эталоны. Основанием для создания подчиненных эталонов является целесообразность предохранения исходного эталона от пре­ждевременного износа; наиболее рациональная организация поверочных работ; обеспечение сличений эталонов; кон­троль за неизменностью размера величины, воспроизводи­мой исходным эталоном.

Размер единицы, воспроизводимой вторичными этало­нами, поддерживаются с помощью первичных (государ­ственных) эталонов. Вторичные эталоны утверждаются и зависимости от особенностей их применения Госстандар­том или соответствующими научно-исследовательскими институтами.

К вторичным эталонам относят эталоны-копии, эталоны сравнения и рабочие эталоны.

Эталоны-копии предназначены для передачи размера единицы рабочим эталонам.

Эталоны сравнения предназначены для взаимного сличения эталонов, которые по тем или иным причинам нельзя непосредственно сличать друг с другом.

Рабочие эталоны получают размер единицы, как правило, от вторичного эталона и служат для передачи размера единицы другим рабочим эталонам (меньшей точности) и рабо­чим средствам измерений.

До 1994 г. в нашей стране применялся термин «образ­цовое средство измерений», которое служило промежуточ­ным звеном между эталоном и рабочим средством. С целью гармонизации терминов с международной метрологической терминологией было принято решение именовать образцовые средства измерений рабочими эталонами первого, вто­рого, третьего и четвертого разрядов.

263

В ряде случаев вторичные эталоны могут быть не только в Росстандарте, но и других ведомствах, где они являются исходными средствами измерений в метрологических служ­бах ведомств и обычно называются ведомственными этало­нами.

Одиночный эталон состоит из одного средства измерений или одной измерительной установки, которые обеспечивают воспроизведение или хранение единицы самостоятельно, без участия средств измерений того же типа.

Групповой эталон состоит из совокупности однотипных средств измерений, применяемых как одно целое для повы­шения точности и метрологической надежности эталона. Групповые эталоны могут иметь переменный или постоян­ный состав. В групповые эталоны переменного состава вхо­дят средства измерений, которые периодически заменяются новыми.

Отдельные средства измерений, входящие в групповой эталон, могут применяться в качестве одиночных эталонов меньшей точности при условии, что это не противоречит правилам хранения и применения эталонов.

Эталонный набор представляет собой набор средств изме­рений, позволяющих хранить единицу или измерять физиче­скую единицу в определенном диапазоне, в котором отдель­ные средства измерений имеют различные номинальные значения или диапазоны измерений. Различают эталонные наборы постоянного или переменного состава.

В отдельных случаях рабочие средства измерений могут превосходить по точности рабочие эталоны того или иного разряда. Создание высокоточных рабочих средств измерений диктуется необходимостью измерений параметров и харак­теристик прецизионных технологических процессов (высо­ких технологий) или высокоточных технических устройств, например в космическом ракетостроении.

Перечень эталонов не повторяет перечня физических величин. Для ряда величин эталоны не создаются, так как нет возможности непосредственно сравнивать соответствую­щие физические величины. Например, нет эталона площади. Не создаются эталоны и в том случае, если единица физи­ческой величины воспроизводится с достаточной точностью на основе сравнительно простых средств измерений других физических величин.

Эталоны хранятся в метрологических научно-исследовательских институтах России (табл. 4.10).

264

гг

а

о

*

V

>1

а

и

а

8

У

V

V

5

О

§

О,

н

V

а

--■В ' 8 '

* I

• !

а |

о

3

п

8

2

«

н

и

се

3. чо о о в ю о я о

н

л

я

а

8

9*

I

ы

О)

8

8

и

ч

и

Ч

и

&

3

&

Я0Н01Г

изхе оахэзьи1Го^

тиохэвь и шмэЗд

кийхэмсжйэх

кинэь -Л1ГЕИ эийкнЛсЫе

-ИНОИ И ВИТтЙ^

ге

ч

40

о

*

о

V

у

к

и

о

ч

о

Си

н

а;

кинМэнш эияэ -эьшчюе-ояиеиф

кийхэи -оийвс! и -охоф

чхэонекя и эинз1г -йЕй ‘В1ГИЭ ‘ЕЭЭВДО

1ГШЛ И БНИ1Г^/

кеихэддош и

0Я1ЭЭЬЖ1хМЭ1Г@

ЕнХжйуяя и мАне -ес[х<игА ‘енихэАяу

СО

ш

со

ю

ю

Он

н

г-

н

&

о*

о

СМ

с*

а-

ю

см

со

щ

о

>

р

с

> л

о ч

к «

« я

я о

• п

X О)

Й ч

• Я ° к

со

о

н

&

н

о

я

к

X

к

и

и

К

К

К

СП

5

Рч

Н

©

3

5

Ж

да

К

©

о

5

К

Ж

ю

л

5

3

Я

И

5

3

Я

>>

и

К

ж

ю

265