3. Понятие эталона единицы величины. Свойства и классификация эталонов.

Эталон – это высокоточная мера, предназначенная для воспроизведения и хранения единицы величины с целью передачи её размера другому СИ.

Первичный эталон может быть национальным (государственным) и международным.

Национальный эталон утверждается в качестве исходного средства измерения для страны национальным органом по метрологии. В России таким органом является Госстандарт. Международные эталоны хранить и поддерживать поручено Международному Бюро Мер и Весов. Его важнейшая задача состоит в систематических международных сличениях национальных эталонов крупнейших метрологических лабораторий разных стран с международными эталонами, а также и между собой, что необходимо для обеспечения достоверности, точности и единства измерений как одного из условий международного экономического сотрудничества.

Сличению подлежат как эталоны основных величин системы СИ, так и их производных. Установлены определенные периоды сличения (эталоны метра сличают каждые 25 лет, а электрические и световые один раз в 3 года). Первичному эталону соподчинены вторичные и рабочие (разрядные) эталоны.

Размеры воспроизводимой единицы вторичного эталона сличаются с государственным эталоном. Вторичные эталоны могут утверждаться либо Госстандартом РФ, либо государственными научными метрологическими центрами, что связано с особенностями их использования.

Эталон должен обладать, по крайней мере, тремя тесно связанными друг с другом признаками: неизменностью, воспроизводимостью и сличаемостью.

Неизменность – свойство эталона удерживать неизменным размер воспроизводимой им единицы в течение длительного интервала времени, а 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 естественных физических постоянных.

Воспроизводимость – возможность воспроизведения единицы ФВ (на основе ее теоретического определения) с наименьшей погрешностью для данного уровня развития измерительной техники. Это достигается путем постоянного исследования эталона в целях определения систематических погрешностей и их исключения введением соответствующих поправок.

Сличаемость – возможность обеспечения сличения с эталоном других средств измерения, нижестоящих по поверочной схеме, и в первую очередь вторичных эталонов с наивысшей точностью для данного 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 сличений.

4. Понятие средства измерений. Классификация средств измерений.

Средства измерений представляют собой совокупность технических средств, используемых при различных измерениях и имеющих нормированные метрологические свойства, т.е. отвечающих требованиям метрологии в части единиц и точности измерений, надежности и воспроизводимости получаемых результатов, а также требованиям к их размерам и конструкции.

К средствам измерений относят: меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы, измерительные установки и системы.

Мера - средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью (гиря – мера массы, точный кварцевый генератор – мера частоты электрических колебаний). Меры делят на однозначные и многозначные, а также на наборы мер и магазины мер.

Однозначные меры воспроизводят одно значение физической величины (гири, разновесы, концевые меры длины, катушки эл-кого сопротивления, стандартные образцы и стандартные вещества).

Многозначные меры являются мерами с переменными значением и воспроизводят множество кратных или дольных значений единицы измерения в определенном диапазоне (миллиметровая линейка, измерительный конденсатор переменной емкости).

Набор мер - это комплект однородных мер разного размера, каждую из которых можно применять независимо друг от друга, так и в нужных сочетаниях (набор лабораторных гирь и разновесов, набор плоско-параллельных концевых мер длины).

Магазин мер – сочетание зависимых друг от друга мер, обладающее следующими свойствами: 1) меры объединены конструктивно в одно механическое целое так, что каждая из них в отдельности, независимо от других, использоваться не может; 2) в сочетании предусмотрена возможность посредствам ручных или автоматизированных переключателей, связанных с отчетным устройством, соединять входящие в него меры в нужном сочетании (магазин электрических сопротивлений, индуктивностей, емкостей).

Измерительный преобразователь – техническое средство с нормативными метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации или передачи. По характеру преобразования различают аналоговые, цифро-аналоговые, аналого-цифровые преобразователи. По месту в измерительной цепи различают первичные и промежуточные преобразователи. Выделяют также масштабные и передающие преобразователи.

Измерительными приборами называют средства измерений, позволяющие получать измерительную информацию в форме, удобной для восприятия пользователем. Измерительные приборы делят на аналоговые и цифровые; показывающие, регистрирующие и самопишущие; приборы прямого действия и сравнения; регулирующие, сигнализирующие и т.д.

Измерительная установка – совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей и других устройств, предназначенная для измерений одной или нескольких физических величин и расположенная в одном месте. Измерительную установку, применяемую для поверки, называют поверочной установкой. Измерительную установку, входящую в состав эталона, называют эталонной установкой. Некоторые большие измерительные установки называют измерительными машинами.

Измерительная система – совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, ЭВМ и других технических средств, размещенных в разных точках контролируемого объекта и т.п. с целью измерений одной или нескольких физических величин,

свойственных этому объекту, и выработки измерительных сигналов в разных целях.