Исходным эталоном в поверочной схеме является6

Исходным эталоном в поверочной схеме является6
Исходным эталоном в поверочной схеме является6
Исходным эталоном в поверочной схеме является6
Исходным эталоном в поверочной схеме является6

1.5.3.2 Эталоны, их классификация, перспективы развития

Эталон единицы величины - средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранение единицы величины (кратных либо дольных значений единицы величины) с целью передачи ее размера другим средствам измерений данной величины, утвержденное в порядке, установленном уполномоченным государственным органом по стандартизации, метрологии и сертификации.

Перечень эталонов не повторяет перечня физических величин. Для ряда единиц эталоны не создаются из-за того, что нет возможности непосредственно сравнить соответствующие физические величины, например, нет эталона площади. Не создаются эталоны и в том случае, когда единица физической величины воспроизводится с достаточной точностью на основе сравнительно простых средств измерений других физических величин.

Конструкция эталона, его физические свойства и способ воспроизведения единицы определяются физической величиной, единица которой воспроизводится, и уровнем развития измерительной техники в данной области измерений. Эталон должен обладать, по крайней мере, тремя взаимосвязанными свойствами: неизменность, воспроизводимость, сличаемость.

Неизменность - свойство эталона удерживать неизменным размер воспроизводимой им единицы в течение длительного интервала времени, при этом 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 физических постоянных.

Воспроизводимость - 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 введения соответствующих поправок.

Сличаемость - возможность обеспечения сличения с эталоном других средств измерений, нижестоящих по поверочной схеме, в первую очередь вторичных эталонов, с наивысшей точностью для существующего уровня развития техники измерений. 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.

Эталоны классифицируют в зависимости от метрологического назначения.

Первичный эталон обеспечивает воспроизведение единицы с наивысшей в стране точностью. Первичные эталоны - это уникальные средства измерений, 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 специальным, государственным, национальным и международным.

Специальный эталон обеспечивает воспроизведение единицы в особых условиях, в которых первичный эталон не может использоваться и прямая передача размера единицы от первичного эталона с требуемой точностью технически неосуществима (например, на высоких и сверхвысоких частотах, в начале и конце участков диапазонов измерений и т.д.).

Первичные и специальные эталоны являются исходными для страны, их утверждают в качестве государственных.

Исходный эталон - это эталон, обладающий наивысшими метрологическими свойствами из имеющихся (в данной лаборатории, организации, на предприятии) эталонов, из которых получают размер единицы подчиненные средства измерений.

Примечание - Эталоны, стоящие в поверочной схеме ниже исходного эталона, называют подчиненными.

Государственный эталон - это первичный или специальный эталон, признанный решением уполномоченного государственного органа в качестве исходного на территории РК.

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 средства измерений, с помощью которых воспроизводят и (или) хранят единицу физической величины, контролируют условия измерений и неизменность воспроизводимого или хранимого размера единицы, осуществляют передачу размера единицы. Государственные эталоны подлежат периодическим сличениям с государственными эталонами других стран.

Национальный эталон - эталон, признанный официальным решением служить в качестве исходного для страны.

Совпадение двух последних определений свидетельствует о том, что термины "государственный эталон" и "национальный эталон" отражают одно и то же понятие. Вследствие этого термин "национальный эталон" применяется в случаях проведения сличения эталонов, принадлежащих отдельным государствам, с международным эталоном или же при проведении, так называемых круговых сличениях эталонов ряда стран.

Международный эталон - эталон, принятый по международному соглашению в качестве международной основы для согласования с ним размеров единиц, воспроизводимых и хранимых национальными эталонами.

Международные эталоны хранит и поддерживает Международное бюро мер и весов (МБМВ). Важнейшая задача деятельности МБМВ состоит в систематических международных сличениях национальных эталонов крупнейших метрологических лабораторий разных стран с международными эталонами, а также между собой, что необходимо для обеспечения достоверности и единства измерений как одного из условий международных экономических связей. Сличению подлежат как эталоны основных величин системы СИ, так и производных. Установлены определенные периоды сличения. Например, эталоны метра и килограмма сличают каждые 25 лет, а электрические и световые эталоны - один раз в 3 года.

Вторичный эталон - эталон, значение которого устанавливается по первичному эталону.

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 включают средства измерений, с помощью которых хранят единицу физической величины, 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 представляет собой копию государственного эталона только по метрологическому назначению, поэтому он не всегда является его физической копией.
  • эталон сравнения применяется для взаимного сличения эталонов, которыe по тем или иным причинам нельзя непосредственно сравнивать друг с другом (например, международные сличения эталонов).
  • 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 физических величин рабочие эталоны применяются во многих территориальных метрологических органах и лабораториях министерств и ведомств.

В зависимости от количества средств измерений, входящих в эталон, различают:

  • одиночный эталон, в составе которого имеется одно средство измерений (мера, измерительный прибор, эталонная установка) для воспроизведения и (или) хранения единицы;
  • групповой эталон, в состав которого входит совокупность средств измерений одного типа, номинального значения или диапазона измерений;
  • эталонный набор, состоящий из совокупности средств измерений, позволяющий воспроизводить и (или) хранить единицу в диапазоне, представляющем объединение диапазонов указанных средств. Например, эталонные разновесы (набор эталонных гирь).

Если эталон (иногда специальной конструкции) предназначен для транспортирования к местам поверки (калибровки) средств измерений или сличения эталонов данной единицы, то он называется транспортируемым.

Погрешности государственных первичных и специальных эталонов характеризуются неисключенной систематической погрешностью и нестабильностью. Неисключенная систематическая погрешность описывается границами, в которых она находится. Случайная погрешность определяется средним квадратическим отклонением (СКО) результата измерений при воспроизведении единицы с указанием числа независимых измерений. Нестабильность эталона задается изменением размера единицы, воспроизводимой или хранимой эталоном, за определенный промежуток времени.

Оценка погрешностей вторичных эталонов характеризуется отклонением размеров хранимых ими единиц от размера единицы, воспроизводимой первичным эталоном. Для вторичного эталона указывается суммарная погрешность, включающая случайные погрешности сличаемых эталонов и погрешности передачи размеров единицы от первичного (или более точного) эталона, а также нестабильность самого вторичного эталона. Суммарная погрешность вторичного эталона характеризуется либо средним квадратическим отклонением результат измерений при его сличении с первичным эталоном, либо доверительной границей погрешности с доверительной вероятностью 0,99.

Передача размеров единиц физических величин от эталонов рабочим мерам и измерительным приборам осуществляется с помощью рабочих эталонов. На рисунке 6 показана метрологическая последовательность передачи размеров единиц от первичного эталона рабочим, затем от рабочих эталонов - образцовым средствам измерений различных разрядов и далее рабочим мерам и измерительным приборам, т.е. рабочим средствам измерений.

Рисунок 6 - Структура передачи размеров единиц физических величин

Образцовым средством измерений называется мера, измерительный прибор или преобразователь, служащие для поверки по ним других средств измерений и утвержденные в качестве образцовых.

Примечание - Образцовые средства измерения являются, таким образом, промежуточной категорией средств измерений, служащие для передачи размеров единиц физических величин от эталонов рабочим средствам измерений.

Рабочими называют такие средства измерений, которые применяются для измерений, не связанных с передачей размера единиц.

Предусматривается создание образцовых средств измерений одной и той же физической величины нескольких уровней точности - разрядов. При этом образцовые средства измерений 1-го разряда считаются исходными и подлежат поверке непосредственно по рабочим эталонам. Образцовые средства измерений 2-го, 3-го и последующих разрядов являются подчиненными и подлежат поверке по образцовым средствам измерений 1-го, 2-го и последующих разрядов соответственно. Наконец, образцовые средства измерений могут объединяться в измерительные установки, позволяющие быстро выполнять все операции поверки - поверочные установки.

При анализе схемы соподчиненности рабочего эталона с образцовыми средствами измерений, рабочими средствами измерений (мерами) и. измерительными приборами необходимо помнить следующее: образцовые средства измерений и измерительные приборы применяются для измерений, связанных с передачей размера единиц; рабочие средства измерений используются для измерений без передачи размера единиц.

Для упорядочения соподчиненности эталонов, образцовых и рабочих средств измерений используются поверочные схемы - документы, устанавливающие и регламентирующие систему передачи размера единицы физической величины от государственного эталона рабочим средствам измерений.

Самыми первыми официально утвержденными эталонами были прототипы метра и килограмма, изготовленные во Франции, которые в 1799 г. были переданы на хранение в Национальный архив Франции, поэтому их стали называть "метр Архива" и " килограмм Архива". С 1872 г. килограмм стал определяться как равный массе "килограмма Архива". Каждый эталон основной или производной единицы Международной системы СИ имеет свою интересную историю и связан с тонкими научными исследованиями и экспериментами. Например, принятый в 1791 г. Национальным собранием Франции эталон метра, равный одной десятимиллионной части четверти парижского меридиана, в 1837 г. пришлось пересмотреть. Французские ученые установили, что в четверти меридиана содержится не 10 млн., а 10 млн. 856 метров. К тому же известно, что происходят, хотя и незначительные, но все же постоянные изменения формы и размера Земли. В связи с этим ученые Петербургской академии наук в 1872 г. предложили создать международную комиссию для решения вопроса о целесообразности внесeния изменений в эталон метра. Комиссия решила не создавать новый эталон, а принять в качестве исходной единицы "метр Архива", хранящийся во Франции. В 1875 г. была принята Международная метрическая конвенция. Этот год метрологи считают вторым рождением метра как основной международной единицы длины.

Уже в XX веке (1967 г.) были опубликованы исследования более точного измерения парижского меридиана, которые показали, что четверть меридиана равна 10 млн. 1954,4 метра. Таким образом, "метр Архива" всего на 0,2 короче меридионального метра.

В 1889 г. был изготовлен 31 экземпляр эталона метра из платино-иридиевого сплава. Оказалось, что эталон № 6 при температуре 00 С точно соответствует длине "метра Архива". Именно этот экземпляр эталона по решению I Генеральной конференции по мерам и весам был утвержден как международный эталон метра и хранится в г. Севре (Франция). Остальные 30 эталонов были переданы разным государствам.

Погрешность платино-иридиевых эталонов метра, равная + 1,1 10-7 м уже в начале XX в. оценивалась как неудовлетворительная, и в 1960 г. XI Генеральная конференция по мерам и выработала другое определение метра - в длинах световых волн, что основано на постоянстве длины волны спектральных линий излучения атомов. Это основа криптонового эталона метра. Погрешность криптонового эталона немного меньше, чем платино-иридиевого, и равна 5 10-9.

Однако в космический век и эта точность оказалась недостаточной, а новейшие достижения науки позволили в 1983 г. на XVII Генеральной конференции мер и весов принять новое определение метра как длины пути, проходимого светом за 1/299792458 доли секунды в условиях вакуума. Следует отметить, что на этой же конференции было объявлено точно определяемoe современной наукой значение скорости света.

Не менее интересна история эталона единицы массы. "Килограмм Архива", который был принят за эталон массы в 1872 г., представляет собой платиновую цилиндрическую гирю, высота и диаметр которой равны по 39 мм. Прототипы (вториные эталоны) для практического применения были сделаны из платино-иридиевого сплава. За международный прототип килограмма была принята платино-иридиевая гиря, по точности в наибольшей степени соответствующая массе " килограмма Архива".

За 100 с лишним лет существования описанного прототипа килограмма, конечно, были попытки создать более современный эталон на основе фундаментальных физических констант масс различных атомных частиц (протона, электрона и т.д.), Однако на современном уровне научно-технического прогресса пока не удалось воспроизвести этим новейшим методом массу килограмма с меньшей погрешностью, чем существующая.

Отклонения массы эталонов, определяемые при международных сличениях, показывают достаточную степень ее стабильности.

Что касается перспектив развития эталонов, то за последние годы получены высокие результаты точности и надежности эталонов, создаваемых на основе использования квантовых эффектов, что позволяет предположить возможность создания новых эталонов в недалеком будущем.

С использованием квантовых эффектов был создан современный эталон ампера и ома. Квантовые эталоны характеризуются высокой степенью стабильности значений погрешности воспроизведения единиц величин.

С помощью новых методов и средств измерений уточняются фундаментальные физические константы, поэтому точность квантовых эталонов будет возрастать.

Ученые полагают, что квантовые эталоны можно будет считать "вечными мерами", так как способность воспроизведения единиц физических величин у таких эталонов не подвержена влиянию внешних условий, географического местонахождения и времени.

Если будет создан эталон массы на основе возможностей ядерной физики, то многие существующие эталоны перейдут в разряд "вечных", поскольку размерности их величин связаны, так или иначе, с массой. В таких условиях изменится и система поверки и калибровки, которая привязана к государственным эталонам, т.е. произойдет децентрализация, что обеспечит экономический эффект.

Ожидается появление возможности создания сравнительно недорогих квантовых эталонов и рабочих средств измерений на основе практического использования эффекта высокотемпературной сверхпроводимости, что послужит началом нового периода в развитии фундаментальной и практической метрологии.

Исходным эталоном в поверочной схеме является6 Исходным эталоном в поверочной схеме является6 Исходным эталоном в поверочной схеме является6 Исходным эталоном в поверочной схеме является6 Исходным эталоном в поверочной схеме является6 Исходным эталоном в поверочной схеме является6 Исходным эталоном в поверочной схеме является6 Исходным эталоном в поверочной схеме является6 Исходным эталоном в поверочной схеме является6 Исходным эталоном в поверочной схеме является6 Исходным эталоном в поверочной схеме является6

Тоже читают:



Как своими руками сделать топиарий для мужчины

Квадратная корзина из газет своими руками

Шуточные поздравления бабушки с рождением внука6

Как сделать ленивый пирог из капусты

Как сделать прошивку на самсунг галакси гранд прайм