В чем различие в назначении рабочих си и рабочих эталонов кратко

Обновлено: 30.06.2024

Средства измерений можно разделить на эталоны и рабочие средства измерений.

Рабочие средства измерений применяют для определения параметров (характеристик) технических устройств, технологических процессов, окружающей среды и т.д.

Воспроизведение, хранение и передача размеров единиц осуществляются с помощью первичных, вторичных и рабочих эталонов. Рабочие эталоны раньше назывались образцовыми средствами измерений. Высшим звеном в метрологической цепи передачи размеров единиц измерений являются эталоны.

Эталон – это высокоточная мера, предназначенная для воспроизведения и хранения единицы физической величины (ФВ) с целью передачи ее размера другим средствам измерений.

От эталона единица величины передается разрядным эталонам, а от них – рабочим средствам измерений.

Эталон должен обладать тремя существенными признаками: неизменностью, воспроизводимостью и сличаемостью [10].

Неизменность– свойство эталона удерживать неизменным размер воспроизводимости единицы ФВ в течение длительного интервала времени.

Воспроизводимость – возможность воспроизведения единицы ФВ с наименьшей погрешностью для достигнутого уровня развития техники измерений.

Сличаемость – возможность обеспечения сличения с эталоном других средств измерений, нижестоящих по поверочной схеме, с наибольшей точностью для достигнутого уровня развития техники измерений.

В определение эталона входят понятия: воспроизведение, хранение, передача.

Воспроизведение единицы ФВ – совокупность операций по материализации единицы ФВ с помощью государственного первичного эталона. Различают воспроизведение основных и производных единиц.

Передача размера единиц – приведение размера единицы ФВ, хранимой поверяемым СИ, к размеру единицы, воспроизводимой или хранимой эталоном, осуществляемое при их поверке (калибровке) Размер единицы передается “сверху вниз”.

Хранение единиц – совокупность операций, обеспечивающих неизменность во времени размера единицы, присущего данному СИ.

Различают следующие виды эталонов:

Первичный эталон – эталон, воспроизводящий единицу физической величины с наивысшей точностью, возможной в данной области измерений на современном уровне научно-технических достижений. Первичный эталон может быть национальным (государственным) и международным. Государственныйпервичныйэталон – государственный эталон единицы ФВ, обеспечивающий воспроизведение, хранение и передачу единицы ФВ с наивысшей в РФ точностью, утверждаемый в этом качестве в установленном порядке и применяемый в качестве исходного на территории РФ [2]. Международныепервичныеэталоны принимаются по международному соглашению в качестве международной основы для согласования с ними размеров единиц, воспроизводимых и хранимых национальными эталонами.

Первичному эталону соподчинены вторичные и рабочие эталоны.

Вторичные эталоны получают размер единицы путем сличения с первичными эталонами рассматриваемой единицы.

Рабочие эталоны воспринимают размер единицы от вторичных эталонов и, в свою очередь, служат для передачи размера менее точному рабочему эталону и рабочим средствам измерений. Рабочие эталоны подразделяют на разряды (1-й, 2-й, 3-й, . ).

Эталоны сравнения – эталоны, применяемые для сличения эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличены друг с другом.

Эталоны в обычных измерениях не используются.

Поверочные схемы

Обеспечение правильной передачи размера единиц физических величин (и, как следствие, обеспечение единства измерений) во всех звеньях метрологической цепи осуществляется посредством поверочных схем (ПС).

Поверочная схема – это нормативный документ, который устанавливает соподчинение средств измерений, участвующих в передаче размера единицы от эталона к рабочим средствам измерений (с указанием методов и погрешности при передаче). Различают государственные и локальные поверочные схемы.

Государственная ПС распространяется на все СИ данной ФВ, имеющихся В России. Локальная ПС распространяется на СИ данной ФВ, применяемые в регионе, области, ведомстве или на отдельном предприятии.

Государственная поверочная схема передачи единиц измерения физических величин от эталонов к образцовым и рабочим средствам измерений представлена на рис. 1.1.


Рис. 1.1. Государственная схема передачи единиц измерения физических величин

от эталонов к образцовым и рабочим средствам измерений [9]

Согласно схеме на рис. 1.1, между разрядами рабочих эталонов существует соподчиненность: рабочие эталоны 1 разряда поверяются, как правило, непосредственно по вторичным эталонам, рабочие эталоны 2-го и последующего разрядов подлежат поверке по рабочим эталонам непосредственно предшествующих разрядов.

Как видно из данной схемы, рабочие средства измерений высшей точности могут поверяться по рабочим эталонам 1 разряда; рабочие средства измерений высокой точности – по рабочим эталонам 2 разряда; средней точности – по рабочим эталонам 3 разряда; нормальной точности – по рабочим эталонам 4 разряда; технические средства измерений – по рабочим эталонам 5 разряда.

Иногда при ответе на вопрос, чем отличаются рабочие эталоны от рабочих средств измерений, можно услышать от студента, что рабочие средства измерений обладают меньшей точностью по сравнению с рабочими эталонами. Данное утверждение неверно, т.к. главное отличие рабочих эталонов от рабочих средств измеренийзаключается в том, что рабочие эталоны используются для передачи размера единиц измерений (т. е. для поверки или калибровки приборов), а рабочие средства измерений используются непосредственно в обычных измерениях. Что же касается соотношения точности этих средств измерений, то из рисунка 1.1 видно, что рабочие средства измерений высшей точности и рабочие эталоны второго разряда обладают примерно одинаковой точностью, а рабочие средства измерений высокой точности обладают большей точностью, чем, например, рабочие эталоны пятого или четвертого разрядов.

При передаче единиц измерений следует строго придерживаться связей, указанных на рис. 1.1, в противном случае последствия могут быть очень серьезными.

Классификация СИ, предназначенных для воспроизведения единиц ФВ и передачи их размеров, установлена ГОСТ 8.057 - 80 "ГСИ. Эталоны единиц физических величин. Основные положения" и МИ 1318 - 86 "Методические указания. ГСИ. Образцовые средства измерений и установки поверочные. Порядок проведения метрологической аттестации". Классификация эталонов и образцовых СИ по подчиненности приведена на рис. 1.10.

Первичные и специальные эталоны - средства измерений особой государственной важности. Они утверждаются в ранге государственных эталонов соответствующим Государственным стандартом. Для каждого эталона утверждаются правила его хранения и применения. Хранятся и обслуживаются эталоны в соответствующих НИИ Госстандарта.

МИ 1318 - 86 регламентирует требования к содержанию и применению ОСИ. В отличие от эталонов ОСИ не обязательно уникальные, специально изготовляемые СИ. В качестве образцовых допускается использование следующих СИ:

выпускаемых по стандарту или техническим условиям на СИ конкретного типа (стандартизованные ОСИ);

импортируемых из-за границы партиями или единичными экземплярами;

нестандартизованных ( то есть, изготовленных единичными экземплярами);

индивидуально собранных из СИ, которые выпускаются по стандарту или техническим условиям в качестве рабочих СИ широкого назначения.

По своему метрологическому назначению ОСИ не отличаются от рабочих эталонов, но стоят ниже в иерархии средств поверки. ОСИ как и эталоны индивидуально утверждаются. Формой такого утверждения является метрологическая аттестация СИ в качестве образцового. Метрологическая аттестация ОСИ проводится перед вводом их в эксплуатацию, после ремонта или при необходимых изменениях разряда.

Погрешность измерений

В практике использования измерений очень важным показателем становится их точность, которая представляет собой ту степень близости итогов измерения к некоторому действительному значению, которая используется для качественного сравнения измерительных операций. А в качестве количественной оценки, как правило, используется погрешность измерений. Причем чем погрешность меньше, тем считается выше точность.

Согласно закону теории погрешностей, если необходимо повысить точность результата (при исключенной систематической погрешности) в 2 раза, то число измерений необходимо увеличить в 4 раза; если требуется увеличить точность в 3 раза, то число измерений увеличивают в 9 раз и т. д.

Процесс оценки погрешности измерений считается одним из важнейших мероприятий в вопросе обеспечения единства измерений. Естественно, что факторов, оказывающих влияние на точность измерения, существует огромное множество. Следовательно, любая классификация погрешностей измерения достаточно условна, поскольку нередко в зависимости от условий измерительного процесса погрешности могут проявляться в различных группах. При этом согласно принципу зависимости от формы данные выражения погрешности измерения могут быть: абсолютными, относительными и приведенными.

Кроме того, по признаку зависимости от характера проявления, причин возникновения и возможностей устранения погрешности измерений могут быть составляющими При этом различают следующие составляющие погрешности: систематические и случайные.

Систематическая составляющая остается постоянной или меняется при следующих измерениях того же самого параметра.

Случайная составляющая изменяется при повторных изменениях того же самого параметра случайным образом. Обе составляющие погрешности измерения (и случайная, и систематическая) проявляются одновременно. Причем значение случайной погрешности не известно заранее, поскольку оно может возникать из—за целого ряда неуточненных факторов Данный вид погрешности нельзя исключить полностью, однако их влияние можно несколько уменьшить, обрабатывая результаты измерений.

Систематическая погрешность, и в этом ее особенность, если сравнивать ее со случайной погрешностью, которая выявляется вне зависимости от своих источников, рассматривается по составляющим в связи с источниками возникновения.

A_OREH

Вы можете ответить сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас уже есть аккаунт, войдите, чтобы ответить от своего имени.

Информация

Недавно просматривали 0 пользователей

Популярные темы

Автор: basilio8
Создана 2 Февраля

Автор: larina 38
Создана 1 Декабря 2021

Автор: Evgeniy1
Создана 11 Февраля

Автор: AtaVist
Создана 11 Августа 2017

Автор: basilio8
Создана 2 Февраля

Автор: larina 38
Создана 1 Декабря 2021

Автор: scrash1979
Создана в четверг в 07:16

Автор: efim
Создана 20 Ноября 2012

Автор: AtaVist
Создана 11 Августа 2017

Автор: basilio8
Создана 2 Февраля

Автор: Дмитрий1971
Создана 5 Января 2020

Автор: efim
Создана 20 Ноября 2012

Автор: muchenik
Создана 14 Февраля

Автор: AtaVist
Создана 11 Августа 2017

Автор: berkut008
Создана 16 Января 2019

Автор: Metrolog-sever
Создана 2 Июля 2014

Автор: larina 38
Создана 1 Декабря 2021

Автор: Mariya888
Создана 5 Февраля 2021

Автор: AtaVist
Создана 11 Августа 2017

Автор: berkut008
Создана 16 Января 2019

Автор: Metrolog-sever
Создана 2 Июля 2014

Автор: efim
Создана 20 Ноября 2012

Автор: UNECE
Создана 8 Декабря 2016

Средства измерений (СИ) можно разделить на эталоны и рабочие средства измерений.

Рабочие средства измерений применяют для определения параметров (характеристик) технических устройств, технологических процессов, окружающей среды и т.д.

Воспроизведение, хранение и передача размеров единиц осуществляются с помощью первичных, вторичных и рабочих эталонов. Рабочие эталоны раньше назывались образцовыми средствами измерений. Высшим звеном в метрологической цепи передачи размеров единиц измерений являются эталоны.

Эталон единицы физической величины (measurement standard) — средство измерений (или комплекс средств измерений), предназначенное для воспроизведения и (или) хранения единицы и передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений и утвержден­ное в качестве эталона в установленном порядке.

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

Конструкция эталона, его свойства и способ воспроизведения единицы определяются природой физической величины и уровнем развития измери­тельной техники в данной области измерений.

Практикой установлено, что эталон должен обладать, по крайней мере, тремя тесно связанными друг с другом существенными свойствами — неиз­менностью, воспроизводимостью и сличаемостью.

Воспроизводимость (reproducibility) — возможность воспроизве­дения эталоном единицы физической величины с наименьшей по­грешностью для существующего уровня измерительной техники.

Сличаемость (compare) — возможность сличения с эталоном других средств измерений, нижестоящих по поверочной схеме, в пер­вую очередь вторичных эталонов, с наивысшей точностью для суще­ствующего уровня развития техники измерения.

В определение эталона входят понятия: воспроизведение, хранение, передача.

Воспроизведение единицы физической величины — совокупность операций по материализации единицы физической величины с по­мощью государственного первичного эталона.

Различают воспроизведение основной и производной единиц.

Воспроизведение основной единицы — воспроизведение единицы путем создания фиксированной по размеру физической величины в соот­ветствии с определением единицы.

Воспроизведение производной единицы — определение значения физической величины в указанных единицах на основании измерений других величин, функционально связанных с измеряемой величиной. Так, воспроизведение единицы силы — ньютона — осуществляют по уравнению механики F= mg, где g — ускорение свободного падения.

Передача размера единицы — приведение размера единицы фи­зической величины, хранимой поверяемым средством измерений, к размеру единицы, воспроизводимой или хранимой эталоном, осуще­ствляемое при их поверке (калибровке).

В качестве методов передачи информации о размере еди­ниц используют методы непосредственного сличения (т. е. сличения меры с мерой или показаний двух приборов), а также сличение с по­мощью компаратора. Непосредственное сличение применяют, как правило, для менее точных мер. Непосредственно сличать можно только штриховые меры длины (линейка, брусковые метры, рулетки), меры вместимости (измерительные цилиндры, мерные колбы и пр.). Для более точной поверки используют приборы сравнения — компарирующие устройства. Наиболее часто применяют следующие ком­параторы: образцовые весы различных разрядов (при поверке гирь), мосты постоянного и переменного тока (при сличении мер сопротив­ления и ЭДС нормальных элементов).

Структуру системы передачи размера единицы величины образ­но можно представить в виде пирамиды (рис. 1.6), в основании кото­рой находится совокупность рабочих средств измерений; вершину занимает государственный эталон; на промежуточных плоскостях


Рис. 1.6. Структура системы передачи размера единицы величины

Хранение единиц – совокупность операций, обеспечивающих неизменность во времени размера единицы, присущего данному СИ.

Эталоны основных электрических величин. В области изме­рений электрических и магнитных величин в настоящее время созда­ны и функционируют 32 эталона. Они перекрывают не только боль­шой диапазон измеряемых величин, но и широкий спектр условий их измерений, прежде всего частоты, доходящей до десятков гигагерц. Основу составляют эталоны, которые воспроизводят единицы и опре­деляют размеры остальных производных единиц. Это государствен­ные первичные эталоны единиц ЭДС, сопротивления и емкости. Пер­вые два разработаны недавно и основаны на квантовых эффектах Джозефсона и Холла.

Основной единицей электрических величин является единица силы тока — ампер (А).

Производные от ампера единицы электрических величин:

— ЭДС и электрического напряжения — вольт (В);

— частоты — герц (Гц);

— электрического сопротивления •— ом (Ом);

— индуктивности и взаимоиндуктивности двух катушек — генри (Гн);

— электрической емкости — фарад (Ф).

Все перечисленные единицы воспроизводятся и хранятся посред­ством государственных первичных эталонов.

Читайте также: