1. Понятие о единстве измерений.

При проведении измерений необходимо обеспечить их единство, чтобы можно было сопоставить результаты измерений, выполненных в разных местах, в разное время, с использованием различных методов и средств измерений. Под единством измерений понимается характеристика их качества, заключающаяся в том, что результаты выражаются в узаконенных единицах, а погрешности результатов измерений известны с заданной вероятностью и не выходят за заданные пределы.

Для обеспечения единства измерений необходима тождественность единиц, в которых проградуированы все существующие СИ одной и той же величины, а также аттестация СИ с требуемой точностью. Это достигается путем точного воспроизведения и хранения в специализированных учреждениях установленных единиц ФВ и передачи их размеров применяемым СИ. Для этих целей существуют эталоны единиц ФВ.

Эталон единицы ФВ – средство измерения (или комплекс) предназначенное для воспроизведения, или хранения единицы и передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме СИ и утвержденное в качестве эталона в установленном порядке. Перечень эталонов не повторяет перечня ФВ, т.к. для ряда величин нет возможности непосредственно сравнивать соответствующие ФВ (нет эталона площади). Конструкция эталона, его физические свойства и способ воспроизведения единицы определяются ФВ и уровнем развития измерительной техники в данной области измерений.

Эталон должен обладать по крайней мере тремя взаимосвязанными свойствами: неизменностью, воспроизводимостью и сличаемостью. Неизменность – свойство эталона удерживать неизменным размер воспроизводимой им единицы в течение длительного времени. Реализация этого требования привела к идее создания «естественных» эталонов ФВ, основанных на физических постоянных. Воспроизводимость – возможность воспроизведения единицы ФВ с наименьшей погрешностью. Это достигается путем постоянного исследования эталона с целью определения систематических погрешностей. Сличаемость – возможность обеспечения сличения с эталонами других СИ, нижестоящих по поверочной схеме (вторичных эталонов).

Существует система эталонов, согласно которой предусматриваются первичные эталоны, вторичные и рабочие. Первичные эталоны обеспечивают воспроизведение единицы с наивысшей точностью. Первичные эталоны – уникальные СИ, представляющие собой сложнейшие измерительные комплексы. Среди первичных можно выделить, специальные, международные эталоны основных единиц Международной системы СИ и государственные (национальные). Специальный эталон воспроизводит единицу в особых условиях и заменяет в этих условиях первичный эталон. Первичный, или специальный, эталон, официально утвержденный в качестве исходного для страны, называется государственным. Государственные эталоны утверждаются Ростехрегулированием, и на каждый из них утверждается национальный стандарт. Государственные эталоны хранятся в метрологических институтах страны и периодически подвергаются сличению с международными Международные эталоны приняты по соглашению в качестве основы для согласования с ним государственных и находятся в Международном бюро мер и весов в Париже.

Вторичные эталоны получают размер единицы непосредственно от первичного. Они создаются и утверждаются в тех случаях, когда это необходимо для организации поверочных работ и для обеспечения сохранности и наименьшего износа государственного эталона. Среди вторичных эталонов различают эталоны-свидетели, предназначенные для проверки сохранности государственного эталона и замены его в случае утраты; эталоны сравнения, применяемые для сличения эталонов, которые не могут быть непосредственно сличены друг с другом; эталоны-копии, используемые для передачи информации о размере рабочим эталонам, а также нижестоящим эталонам (1-го,2-го, 3-го и 4-го разрядов).

Рабочие эталоны служат для передачи размера менее точному рабочему эталону (или эталону более низкого разряда) или рабочим средствам измерения.

Эталонная база России имеет в своем составе 116 государственных эталонов и более 300 вторичных, обеспечивающие единство измерений и требуемую точность. Структура эталонной базы России отражает структуру ФВ системы СИ и является одной из самых совершенных в мире. Наука об эталонах все время развивается, что можно проследить по совершенствованию эталонов основных единиц измерения. Однако, ни в одной лаборатории мира не создан эталон моля.

Для передачи размера единицы ФВ от эталона к менее точным средствам измерения во всех звеньях метрологической цепи служат поверочные схемы,. Поверочные схемы делятся на государственные, распространяющиеся на все СИ данной ФВ, ведомственные и локальные.

Государственная поверочная схема распространяется на все СИ данной ФВ, имеющихся в стране. Разрабатывается в виде стандарта. Возглавляется государственными и специальными эталонами.

Ведомственные и Локальные поверочные схемы предназначены для метрологических служб ведомств и юридических лиц. Возглавляется рабочими эталонами.

На чертежах поверочных схем указывается наименования СИ и методов поверки, номинальные значения ФВ и их диапазоны, допускаемые значения погрешности СИ и методов поверки. Количество ступеней передачи размера от рабочего эталона до СИ зависит от требуемой точности передачи размера единицы. Известно, что на каждой ступени передачи информации точность теряется в 3-5, а иногда и в 10 раз, поэтому для высокоточных средств измерения число ступеней может быть сокращено.