4. Система обеспечения единства измерений

Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ) является нормативно-правовой основой МО научной и практической деятельности в части оценки и обеспечения точности измерений, проводимых в стране. ГСИ представляет собой комплекс НД, устанавливающих единую номенклатуру, способы представления и оценки метрологических характеристик средств измерений, правила стандартизации измерений и оформления их результатов. Комплекс НД регламентирует единицы физических величин, воспроизведение единиц физических величин с помощью эталонов, передачу размеров единиц физических величин рабочим средствам измерений с необходимой точностью, установление норм на метрологические характеристики средств измерений и др. Основными НД в системе ГСИ являются государственные стандарты. На их основе разрабатываются НД, конкретизирующие общие требования стандартов применительно к отдельным отраслям промышленности и областям измерений.

Между качеством продукции и качеством измерений существует непосредственная связь. Проблема обеспечения высокого качества в значительной степени определяется решением задачи измерений параметров качества материалов, комплектующих изделий, технологических процессов изготовления продукции. При решении задачи измерений важное место отводится их качеству, под которым понимается совокупность свойств состояний измерений, обуславливающих получение результатов с требуемыми точностными характеристиками в необходимом виде и в установленный срок.

К основным свойствам состояния измерений относятся:

• точность результатов измерений;

• сходимость результатов измерений;

• воспроизводимость результатов;

• быстрота получения результатов;

• единство измерений.

Наиболее важным свойством является единство измерений, так как при несоблюдении этого условия даже самые точные измерения, проводимые с помощью правильно подобранных средств измерений, не дадут нужных результатов. Единство измерений основано на четырех принципах:

• результаты измерений выражены в узаконенных единицах;

• размер единиц, хранимых средствами измерений, равен размерам единиц, воспроизводимых первичными эталонами;

• погрешности результатов измерений известны;

• погрешности измерений не выходят за установленные пределы.

Без выполнения указанных условий невозможно добиться единства измерений. Наиболее важным условием обеспечения единства измерений является «привязка» измерений к государственным эталонам, что в соответствии со стандартами ИСО 9000 является обязательным в обеспечении качества продукции.

Единство измерений достигается путем точного воспроизведения и хранения установленных единиц физических величин и передачи их размеров применяемым средствам измерений. Размеры единиц воспроизводятся, хранятся и передаются с помощью эталонов и образцовых средств измерений. Высшим звеном в метрологической цепи передачи размеров единиц измерений являются эталоны. Эталон представляет собой средство измерений (или комплекс средств измерений), обеспечивающий воспроизведение и хранение единицы физической величины (или одну из этих функций) с целью передачи размера единицы другим средствам измерений данной величины. Система воспроизведения единиц и передачи их размера рабочим средствам измерений представляет одну из составляющих системы обеспечения единства измерений.

Повышение точности воспроизведения единиц физических величин связана, как правило, с усложнением применяемых для этой цели устройств. Единица физической величины воспроизводится путем сложных операций с помощью эталонной установки в соответствии со строго определенной спецификацией. Однако известно, что результаты измерений, проведенных в разных местах с максимальной тщательностью, все же имеют некоторые расхождения. Это подтверждает и практика международных сличений национальных эталонов различных стран, эталонные работы в которых проводятся на высшем научном уровне.

Если эталон воспроизводит единицу физической величины с наивысшей в стране точностью, то он называется первичным эталоном. Первичные эталоны основных единиц воспроизводят единицу в соответствии с ее определением. Первичный эталон, официально утвержденный в качестве исходного для страны, называется государственным эталоном. Эти эталоны утверждаются Госстандартом РФ, и на каждый из них создается государственный стандарт.

Вторичные эталоны создают и утверждают в случаях, необходимых для организации поверочных работ и предохранения первичных эталонов от излишнего износа.

Эталон сравнения применяют для сличения эталонов, которые по каким-либо причинам не могут быть непосредственно сличены друг с другом.

Рабочие эталоны предназначены для передачи размера единицы рабочим средствам измерений. При необходимости рабочие эталоны подразделяют по уровням точности на разряды: рабочий эталон 1 разряда, рабочий эталон 2 разряда и т. д. Передача размера единицы осуществляется через цепочку соподчиненных по разрядам рабочих эталонов. От последнего рабочего эталона в этой цепочке размер единицы передается рабочему средству измерений, которые применяют для измерений, не связанных с передачей размера единиц, т.е. они служат для технических измерений на производстве и в лабораториях.