Файл: Тема Поверка си часть Поверочные схемы. Эталоны.pdf

http://cifra.studentmiv.ru/metrologiya_tema-3/
© И.В. Музылёва, 2016
Страница 1
Тема 2. Поверка СИ
Часть 2. Поверочные схемы. Эталоны
Теория
Поверка СИ осуществляется в соответствии с утвержденной поверочной схемой.
Поверочная схема средств измерений [1] - это иерархическая структура, устанавливающая соподчинение эталонов, участвующих в передаче единицы или шкалы измерений от исходного эталона средствам измерений (с указанием мето- дов и погрешностей при передаче), утверждаемая в установленном порядке в виде нормативного документа.
Поверочная схема устанавливает передачу размера единиц одной или не- скольких взаимосвязанных физических величин от исходного эталона вторичным, рабочим эталонам и рабочим средствам измерений.
Государственные стандарты, описывающие государственные поверочные схемы, содержат:

чертеж поверочной схемы и

текстовую часть o вводная часть o пояснений к элементам поверочной схемы,
 состав эталонов,
 их точностные характеристики,
 номинальные значения или диапазоны измерения (воспроизведения) единицы величины,
 методы передачи единицы величины от эталонов более высокого уровня соподчиненным им эталонам (средствам измерений),
 погрешность используемых в схеме методов передачи единицы вели- чины.
Государственные поверочные схемы - распространяются на все средства измерений данной физической величины, применяемые в стране и служат осно- вой при составлении ведомственных и локальных поверочных схем. Требования к содержанию и построению поверочных схем изложены в
ГОСТ 8.061-80 «ГСИ.
Поверочные схемы. Содержание и построение.»

http://cifra.studentmiv.ru/metrologiya_tema-3/
© И.В. Музылёва, 2016
Страница 2
Разрабатываются государственные поверочные схемы для средств из- мерений физической величины метрологическими институтами - хранителями государственных эталоны единиц соответствующих величин. В случае отсутствия государственного эталона для данной величины, государственная поверочная схема разрабатывается головным институтом (центром) в данной области измере- ний. Головные институты (центры) при разработке государственных поверочных схем может привлекать в качестве соисполнителей головные (базовые) организа- ции метрологических служб министерств (ведомств).
Чертеж поверочной схемы содержит:
 наименования средств измерений и методов поверки;
 номинальные значения или диапазоны значений физических величин;
 допускаемые значения погрешностей средств измерений;
 допускаемые значения погрешностей методов поверки.
Методы поверки средств измерений, указываемые, на поверочной схеме, с целью унификации выбираются из следующих общих методов:
 непосредственное сличение (т. е. без средств сравнения);
 сличение при помощи компаратора (т. е. с использованием средств сравне- ния);
 метод прямых измерений;
 метод косвенных измерений.
Под наименованием метода поверки указывают допускаемое значение погрешно- сти метода поверки.
Наименование государственного эталона на чертеже поверочной схемы за- ключается в прямоугольник, образованный двойной линией. Наименования иных эталонов (эталонов копий, эталонов сравнения, рабочих эталонов), а также рабо- чих средств измерений заключаются в прямоугольники, образованные одинарной линией. Наименования методов поверки заключаются в горизонтальные овалы, которые располагают между наименованиями объектов поверки и средств изме- рений, от которых передают размер единицы.
Передача размеров единиц, сверху вниз отображаются сплошными линия- ми, соединяющими объекты поверки с соответствующими средствами, от кото- рых передается размер единицы. В разрыв этих линий помещены овалы с указа- нием основных методов поверки.
Примеры построения поверочных схем при различных сочетаниях числа участ- вующих в передаче эталонов, методов передачи и единиц величин:

http://cifra.studentmiv.ru/metrologiya_tema-3/
© И.В. Музылёва, 2016
Страница 3
От эталона или образцового средства измерений 1 объекту поверки 5 методом 3
От эталона 1 объектам поверки 5 и 6 методом 3
От эталона 1 объекту поверки, 5 методом 3 или 4
От эталона 1 объекту поверки 5 методом 3 и объекту поверки 6 методом 4
От эталона 1 или 2 объекту поверки 5 методом 3

http://cifra.studentmiv.ru/metrologiya_tema-3/
© И.В. Музылёва, 2016
Страница 4
От эталона 1 или 2 объектам поверки 5 и 6 методом 3
От эталонов 1 и 2 единиц различных физических ве- личин объекту поверки 5 методом 3
От эталонов 1 и 2 единиц различных физических ве- личин объектам поверки 5 и 6 методом 3
От эталона 1 методом 3 или от эталона 2 методом 4 объекту поверки 5
От эталона 1 методом 3 или эталона 2 методом 4 объ- ектам поверки 5 и б

http://cifra.studentmiv.ru/metrologiya_tema-3/
© И.В. Музылёва, 2016
Страница 5
От эталона 1 или 2 объекту поверки 5 методом 3 или объекту поверки 6 методом 4
От эталонов 1 и 2 единиц различных физических ве- личин методом 3 объекту поверки 5 и методом 4 объ- екту поверки 6

http://cifra.studentmiv.ru/metrologiya_tema-3/
© И.В. Музылёва, 2016
Страница 6
ПРИМЕР КОМПОНОВКИ ЭЛЕМЕНТОВ
ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПОВЕРОЧНОЙ СХЕМЫ [2]
1 — государственный эталон; 2— метод передачи размера единицы; 3 — эталон- копия; 4 — эталон сравнения (для международных сличений); 5 —рабочий эталон;
6—8 — образцовые средства измерений соответствующих разрядов; 9 — образцо- вые средства измерений, заимствованные из других поверочных схем; 10 — рабо- чие средства измерений

http://cifra.studentmiv.ru/metrologiya_tema-3/
© И.В. Музылёва, 2016
Страница 7
ПРИМЕР КОМПОНОВКИ ЭЛЕМЕНТОВ
ВЕДОМСТВЕННОЙ (ЛОКАЛЬНОЙ) ПОВЕРОЧНОЙ СХЕМЫ
Поверочная схема для средств измерений времени и частоты

http://cifra.studentmiv.ru/metrologiya_tema-3/
© И.В. Музылёва, 2016
Страница 8
ПРИМЕР ОФОРМЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ПОВЕРОЧНОЙ СХЕМЫ

http://cifra.studentmiv.ru/metrologiya_tema-3/
© И.В. Музылёва, 2016
Страница 9
Статистика поверок
На рисунках приведены данные о количестве проверок с сайта Росстандарта www.fundmetrology.ru
Рис. Внешний вид сайта со статистикой поверок СИ
Рис. Количество выполненных поверок СИ по РФ
Рис. Количество поверок СИ в Липецкой области по годам
ЭТАЛОНЫ
ЭТАЛОН [3]— средство измерений (или комплекс средств измерений), обеспечивающее воспроизведение и (или) хранение единицы, а так же пере- дачу её размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений и утвержденное в качестве эталона в установленном порядке.

http://cifra.studentmiv.ru/metrologiya_tema-3/
© И.В. Музылёва, 2016
Страница 10
В
Федеральном законе N 102-ФЗ от 26.06.2008 г. "Об обеспечении единства измерений"
[4] эталону дано следующее определение:
эталон единицы величины - техническое средство, предназначенное для
воспроизведения, хранения и передачи единицы величины.
Виды эталонов:

Первичный эталон — это эталон, воспроизводящий единицу физиче- ской величины с наивысшей точностью, возможной в данной области изме- рений на современном уровне научно-технических достижений. Первичный эталон может быть национальным (государственным) и международным.

Государственный первичный эталон — первичный эталон, признанный решением уполномоченного на то государственного ор- гана в качестве исходного на территории государства.

Национальный эталон — эталон, признанный официальным решением служить в качестве исходного для страны.

Специальный эталон — эталон, обеспечивающий воспроизве- дение единицы в особых условиях (смена характера объекта измере- ний) и заменяющий для этих условий первичный эталон. Единица, воспроизводимая с помощью специального эталона, по размеру согла- сована с единицей, воспроизводимой с помощью соответсвующего первичного эталона.

Международный эталон — эталон, принятый по международ- ному соглашению в качестве международной основы для согласова- ния с ним размеров единиц, воспроизводимых и хранимых нацио- нальными эталонами.

Эталон копия - применяется вместо государственного эталона для хранения единицы и передачи её размера рабочим эталонам. Эталон копия не всегда является физической копией государственного эталона, а применяется в качестве копии только по метрологическому назначе- нию.

Вторичный эталон — эталон, получающий размер единицы непосред- ственно от первичного эталона данной единицы.

Эталон сравнения — эталон, применяемый для сличений эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличены друг с другом.

Исходный эталон — эталон, обладающий наивысшими метрологиче- скими свойствами (в данной лаборатории, организации, на предприя-

http://cifra.studentmiv.ru/metrologiya_tema-3/
© И.В. Музылёва, 2016
Страница 11 тии), от которого передают размер единицы подчиненным эталонам и имеющимся средствам измерений.

Одиночный эталон - эталон состоящий из одной меры, одного изме- рительного прибора или одной измерительной установки, обеспечива- ющих воспроизведение или хранение единицы самостоятельно, без других средств измерений того же типа.

Групповой эталон - эталон состоящий из совокупности однотипных мер, измерительных приборов или других средств измерений, приме- няемых как одно целое для повышения надежности хранения единицы.
Размер единицы, хранимой групповым эталоном, определяется как среднее арифметическое их значений, найденных с помощью отдель- ных мер или измерительных приборов, входящих в групповой эталон.
Групповые эталоны могут быть постоянного и переменного состава. В групповые эталоны переменного состава входят меры или измеритель- ные приборы, периодически заменяемые новыми. Отдельные меры или измерительные приборы, входящие в групповой эталон, применяют в качестве рабочих эталонов, если это допустимо по условиям хранения единицы.

Рабочий эталон — эталон, предназначенный для передачи размера единицы рабочим средствам измерений.
Ученый-хранитель - ответственное лицо, назначаемое для ведения работ с эталонами, наблюдения за правильным хранением, сличением и исследова- нием эталонов в метрологических институтах, в том числе и международным сличением.
Эталонная база РФ насчитывает 118 государственных эталонов и более 300 вторичных эталонов. Государственные эталоны служат для воспроизведения физических величин, поэтому структура эталонной базы соответствует структуре единиц СИ. Основа этой базы — эталоны основных единиц СИ кроме эталона единицы количества вещества (моль). Одной из причин того, что эталон единицы количества вещества не создан, является недостаточная четкость определения этой единицы и отсутствует метод ее измерения в со- ответствии с определением. Тем более, эту единицу трудно назвать основной, так как в ее определение связано с единицей массы. Вполне возможно, что эта единица будет переведена в разряд специальных единиц массы.
Крупнейшие хранители эталонов РФ - метрологические институты Всерос- сийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделее- ва (
ФГУП ВНИИМ
) и Всероссийскй научно-исследовательский институт фи- зико-технических и радиотехнических измерений (
ФГУП ВНИИФТРИ
).

http://cifra.studentmiv.ru/metrologiya_tema-3/
© И.В. Музылёва, 2016
Страница 12
Кроме национальных эталонов единиц существуют международные эталоны, хранимые в Международном бюро мер и весов (МБМВ). Программой дея- тельности МБМВ предусмотрены систематические международные сличения национальных эталонов крупнейших метрологических лабораторий разных стран с международными эталонами и между собой.
Основные еденицы СИ:

Длина, метр;

Масса, килограмм;

Время, секунда;

Сила тока, ампер;

Термодинамическая температура, кельвин;

Сила света, кандела;

Количество вещества, моль.
Фрагмент Перечня государственных эталонов
11
ГЭТ
12-
2011
Государственный первичный эта- лон единиц магнитной индукции, магнитного потока, магнитного момента и градиента магнитной индукции
ФГУП "ВНИИМ им. Д.И. Менде- леева"
ГОСТ
8.030-
2013 12
ГЭТ
13-
2001
Государственный первичный эта- лон единицы электрического напряжения
ФГУП "ВНИИМ им. Д.И. Менде- леева"
ГОСТ
8.027-
2001 13
ГЭТ
14-
2014
Государственный первичный эта- лон единицы электрического со- противления
ФГУП "ВНИИМ им. Д.И. Менде- леева"
ГОСТ Р
8.764-
2011 14
ГЭТ
15-79
Государственный первичный эта- лон единицы индуктивности
ФГУП "ВНИИМ им. Д.И. Менде- леева"
ГОСТ Р
8.732-
2011
Библиография
1. http://metrologu.ru/info/metrologia/poverka-i-kalibrovka/gosudarstvennaa- poverochnaa-shema.html
2.
Г О С Т 8 . 0 6 1 - 8 0 . Государственная система обеспечения единства измерений. ПОВЕРОЧНЫЕ СХЕМЫ. Содержание и построение.
3.
http://metrologu.ru/info/view/printview-225.html
4.
Федеральный закон N 102-ФЗ от 26.06.2008 г. "Об обеспечении един- ства измерений"