Цели и задачи государственной и ведомственной метрологических служб

 

6. Основные характеристики измерений.

Метрологические характеристики средств измерений 
Все средства измерений, независимо от их конкретного исполнения, обладают рядом общих свойств, необходимых для выполнения ими их функционального назначения. Технические характеристики, описывающие эти свойства и оказывающие влияние на результаты и на погрешности измерений, называются метрологическими характеристиками. Комплекс нормируемых метрологических характеристик устанавливается таким образом, чтобы с их 
помощью можно было оценить погрешность измерений, осуществляемых в известных 
рабочих условиях эксплуатации посредством отдельных средств измерений или 
совокупности средств измерений, например автоматических измерительных 
систем. 
Одной из основных метрологических характеристик измерительных преобразователей является статическая характеристика преобразования (иначе называемая функцией преобразования или градуировочной характеристикой). Она устанавливает зависимость 
информативного параметра у выходного сигнала измерительного преобразователя от информативного параметра х входного сигнала. Статическая характеристика нормируется путем задания в форме уравнения, графика или таблицы. Понятие статической характеристики применимо и к измерительным приборам, если под независимой переменной х понимать значение измеряемой величины или информативного параметра входного сигнала, а под зависимой величиной y - показание прибора. Если статическая характеристика преобразования линейна, т.е. , то коэффициент К называется чувствительностью измерительного прибора (преобразователя). В противном случае под чувствительностью следует понимать производную от статической характеристики. Важной характеристикой шкальных измерительных приборов является цена деления, т.е. то изменение измеряемой величины, которому соответствует перемещение указателя на одно деление шкалы. Если чувствительность постоянна в каждой точке диапазона измерения, то шкала называется равномерной. При неравномерной шкале нормируется наименьшая цена деления шкалы измерительных приборов. У цифровых приборов шкалы в явном виде нет, и на них вместо цены деления указывается цена единицы младшего разряда числа в показании прибора. 
Важнейшей метрологической характеристикой средств измерений является 
погрешность.

 

7. Единство измерений. Эталоны и образцовые средства измерений.

Единство измерений - комплекс принятых мер, при которых  результаты измерений выражены в  общепринятых узаконенных единицах величин и погрешности измерений  не превышают установленных стандартов с учитываемой вероятностью;

Средство измерений - устройство, предназначенное для  проведения измерений. 
Метрологическая служба - субъект управления, контроля и регламентирования видов работ, направленных на обеспечение единства и единообразия измерений.

Поверка средства измерений - комплекс мер, исполняемых  объектами государственной метрологической  службы с целью подтверждения  соответствия СИ установленным ГОСТ техническим требованиям.

Калибровка средства измерений - комплекс принятых мер,  исполняемых для подтверждения и определения действующих значений метрологических характеристик и(или) годности к использованию СИ, не подлежащего обязательному государственному контролю и метрологическому надзору.

 

Эталоны и образцовые средства измерений

Все вопросы, связанные охранением, применением и созданием эталонов, а также контроль за их состоянием, решаются по единым правилам, установленным ГОСТом «ГСИ. Эталоны единиц физических величин. Основные положения» и ГОСТом «ГСИ. Эталоны единиц физических величин. Порядок разработки и утверждения, регистрации, хранения и применения». Классифицируются эталоны по принципу подчиненности. По этому параметру эталоны бывают первичные и вторичные.

Вторичный эталон воспроизводит  единицу при особенных условиях, заменяя при этих условиях первичный  эталон. Он создается и утверждается для целей обеспечения минимального износа государственного эталона. Вторичные  эталоны могут делиться по признаку назначения. Так, выделяют:

1) эталоны-копии, предназначенные для передачи размеров единиц рабочим эталонам;

2) эталоны-сравнения, предназначенных для проверки невредимости государственного эталона, а также для целей его заменяя при условии его порчи или утраты;

3) эталоны-свидетели, предназначенные для ели-чения эталонов, которые по ряду различных причин не подлежат непосредственному сличению друг с другом;

4) рабочие эталоны, которые воспроизводят единицу от вторичных эталонов и служат для передачи размера эталону более низкого разряда. Вторичные эталоны создают, утверждают, хранят и применяют министерства и ведомства. \

Существует также понятие  «эталон единицы», под которым  подразумевают одно средство или  комплекс средств измерений, направленных на воспроизведение и хранение единицы  для последующей трансляции ее размера  нижестоящим средствам измерений, выполненных по особой спецификации и официально утвержденных в установленном порядке в качестве эталона. Есть два способа воспроизведения единиц по признаку зависимости от технико-экономических требований:

1) централизованный способ  – с помощью единого для  целой страны или же группы  стран государственного эталона.  Централизованно воспроизводятся  все основные единицы и большая  часть производных;

2) децентрализованный способ  воспроизведения – применим к  производным единицам, сведения о размере которых не передаются непосредственным сравнением с эталоном.

Существует также понятие  «образцовые средства измерений», которые  используются для закономерной трансляции размеров единиц в процессе поверки  средств измерения и используются лишь в подразделениях метрологической  службы. Разряд образцового средства измерения определяется в ходе измерений  метрологической аттестации одним  из органов Государственного комитета по стандартам.

 

8. Классификация средств измерений.

Средство измерения (СИ) – это техническое средство или совокупность средств, применяющееся для осуществления измерений и обладающее нормированными метрологическими характеристиками. При помощи средств измерения физическая величина может быть не только обнаружена, но и измерена.

Средства измерения классифицируются по следующим критериям:

1) по способам конструктивной  реализации;

2) по метрологическому  предназначению.

По способам конструктивной реализации средства измерения делятся  на:

1) меры величины;

2) измерительные преобразователи;

3) измерительные приборы;

4) измерительные установки;

5) измерительные системы.

Меры величины – это средства измерения определенного фиксированного размера, многократно используемые для измерения. Выделяют:

1) однозначные меры;

2) многозначные меры;

3) наборы мер.

К однозначным мерам принадлежат  стандартные образцы (СО). Различают два вида стандартных образцов:

1) стандартные образцы  состава;

2) стандартные образцы  свойств.

Стандартный образец  состава или материала – это образец с фиксированными значениями величин, количественно отражающих содержание в веществе или материале всех его составных частей.

Стандартный образец  свойств вещества или материала – это образец с фиксированными значениями величин, отражающих свойства вещества или материала (физические, биологические и др.).

Каждый стандартный образец  в обязательном порядке должен пройти метрологическую аттестацию в органах  метрологической службы, прежде чем  начнет использоваться.

Стандартные образцы могут  применяться на разных уровнях и  в разных сферах. Выделяют:

1) межгосударственные СО;

2) государственные СО;

3) отраслевые СО;

4) СО организации (предприятия).

Измерительные преобразователи (ИП) – это средства измерения, выражающие измеряемую величину через другую величинsу или преобразующие ее в сигнал измерительной информации, который в дальнейшем можно обрабатывать, преобразовывать и хранить. Выделяют:

1) аналоговые преобразователи  (АП);

2) цифроаналоговые преобразователи  (ЦАП);

3) аналого-цифровые преобразователи  (АЦП). Измерительные преобразователи  могут занимать

различные позиции в цепи измерения. Выделяют:

1) первичные измерительные  преобразователи, которые непосредственно  контактируют с объектом измерения;

2) промежуточные измерительные  преобразователи, которые располагаются  после первичных преобразователей.

10 Измерительные приборы

Измерительный прибор – это средство измерения, посредством которого получается значение физической величины, принадлежащее фиксированному диапазону. В конструкции прибора обычно присутствует устройство, преобразующее измеряемую величину с ее индикациями в оптимально удобную для понимания форму.

В соответствии с методом  определения значения измеряемой величины выделяют:

1) измерительные приборы  прямого действия;

2) измерительные приборы  сравнения.

Измерительные приборы  прямого действия -

это приборы, посредством  которых можно получить значение измеряемой величины непосредственно  на отсчетном устройстве.

Измерительный прибор сравнения – это прибор, посредством которого значение измеряемой величины получается при помощи сравнения с известной величиной, соответствующей ее мере.

Измерительные приборы могут  осуществлять индикацию измеряемой величины по-разному. Выделяют:

1) показывающие измерительные  приборы;

2) регистрирующие измерительные  приборы.

Отсчетное устройство – конструктивно обособленная часть средства измерений, которая предназначена для отсчета показаний. Отсчетное устройство может быть представлено шкалой, указателем, дисплеем и др.

Измерительная установка – это средство измерения, представляющее собой комплекс мер, ИП, измерительных приборов и прочее, выполняющих схожие функции, используемые для измерения фиксированного количества физических величин и собранные в одном месте. В случае, если измерительная установка используется для испытаний изделий, она является испытательным стендом.

Измерительная система – это средство измерения, представляющее собой объединение мер, Ип, измерительных приборов и прочее, выполняющих схожие функции, находящихся в разных частях определенного пространства и предназначенных для измерения определенного числа физических величин в данном пространстве.

Рабочие средства измерения (РСИ) – это средства измерения, используемые для осуществления технических измерений. Рабочие средства измерения могут использоваться в разных условиях.

Эталоны – это средства измерения с высокой степенью точности, применяющиеся в метрологических исследованиях для передачи сведений о размере единицы. Более точные средства измерения передают сведения о размере единицы и так далее, таким образом образуется своеобразная цепочка, в каждом следующем звене которой точность этих сведений чуть меньше, чем в предыдущем.

Сведения о размере  единицы предаются во время проверки средств измерения. Проверка средств  измерения осуществляется с целью  утверждения их пригодности.

 

9. Классы точности средств измерений.

Класс точности СИ и его  обозначение

Установление рядов пределов допускаемых  погрешностей позволяет упорядочить  требования к средствам измерений  по точности. Это упорядочивание осуществляется путем установления классов точности СИ.  
Класс точности СИ – обобщенная характеристика данного типа СИ, отражающая уровень их точности, выражаемая пределами допускаемой основной, а в некоторых случаях и дополнительных погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность. Класс точности применяется для средств измерений, используемых в технических измерениях, когда нет необходимости или возможности выделить отдельно систематические и случайные погрешности, оценить вклад влияющих величин с помощью дополнительных погрешностей. Класс точности позволяет судить о том, в каких пределах находится погрешность средств измерений одного типа, но не является непосредственным показателем точности измерений, выполняемых с помощью каждого из этих средств. Класс точности СИ конкретного типа устанавливают в стандартах технических требований или других нормативных документах.  
 
При выражении предела допускаемой основной погрешности в форме абсолютной погрешности класс точности в документации и на средствах измерения обозначается прописными буквами латинского алфавита или римскими цифрами. Чем дальше буква от начала алфавита, тем больше погрешность. Расшифровка соответствия букв значению абсолютной погрешности осуществляется в технической документации на средство измерения.  
В настоящее время по отношению к современным средствам измерений понятие класс точности применяется довольно редко. В основном он чаще всего используется для описания характеристик электроизмерительных приборов, аналоговых стрелочных приборов всех типов, некоторых мер длины, весов, гирь общего назначения, манометров.  
Примеры обозначение классов точности для различных форм выражения погрешности приведены в таблице.