Метрологическое обеспечение Государственная система обеспечения единства измерений

Решение важнейших научно-технических задач, в том числе проблемы обеспечения качества продукции, в значительной степени зависит от достижения единства и достоверности измерений. На рис. 1.1 приведена система обеспечения единства измерений.

Единство измерений – состояние измерительного процесса, при котором результаты всех измерений выражаются в одних и тех же узаконенных единицах измерения и оценка их точности обеспечивается с гарантированной доверительной вероятностью. В применявшихся до недавнего времени методах измерений погрешность результатов измерений почти полностью определялась погрешностями средств измерений. Поэтому для достижения единства измерений было достаточно обеспечить единообразие средств измерений, т. е. такое состояние средств измерений, когда они проградуированы в узаконенных единицах измерений, а их метрологические свойства соответствуют нормам.

Рис.1. Система обеспечения единства измерений

1-2 (ремонт, калибровка, обслуживание); 1-3 (испытание для целей утверждения типа средств измерений); 2-3 (поверка и калибровка)

Обеспечение единства измерений – деятельность метрологических служб, направленная на достижение и поддержание единства измерений в соответствии с законодательными актами, а также правилами и нормами, установленными государственными стандартами и другими нормативными документами по обеспечению единства измерений. Работы по обеспечению единства измерений, метрологическому контролю и надзору на межрегиональном и межотраслевом уровнях осуществляет государственная метрологическая служба, в пределах министерства (ведомства) – метрологическая служба государственного органа управления, а на предприятии (организации) – метрологическая служба юридического лица.

Руководит деятельностью метрологической службы РФ и ее координирует Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (в него 30 июня 2004 г. преобразован Госстандарт России). К субъектам метрологии относятся: Государственная метрологическая служба РФ (ГМС), метрологические службы (МС) федеральных органов власти и юридических лиц и международные метрологические организации.

Общие требования и основные метрологические правила установлены законом РФ «Об обеспечении единства измерений». Конкретные метрологические нормы и правила изложены в нормативных документах.

Комплекс стандартов и нормативных документов, обеспечивающих достижение и поддержание единства измерений, составляет государственную систему обеспечения единства измерений (ГСИ), технической основой, которой является государственная эталонная база, содержащая 1176 государственных первичных и специальных эталонов.

Эталоны

Эталон – средство измерений, обеспечивающее воспроизведение и (или) хранение единицы ФВ с наивысшей точностью для данного этапа развития измерительной техники с целью передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений. Перечень эталонов не повторяет перечня ФВ. Для ряда единиц эталоны не создаются потому, что невозможно непосредственно сравнивать соответствующие величины.

Первичный эталон обеспечивает воспроизведение единицы ФВ с наивысшей в стране точностью. Первичные эталоны – средства измерения, часто представляющие собой сложные измерительные комплексы. Данные эталоны составляют основу государственной системы обеспечения единства измерений и делятся на специальные, национальные, государственные и международные эталоны.

Специальный эталон воспроизводит ФВ в особых условиях и заменяет для них первичный эталон.

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

Национальный эталон – первичный (или специальный) эталон, признанный в качестве исходного на территории государства. Национальные эталоны создают, хранят и применяют центральные метрологические научные институты страны.

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

Вторичный эталон – эталон, значение которого устанавливают по первичному эталону. Вторичные эталоны являются частью подчиненных средств хранения единиц и передачи их размеров, создаются в тех случаях, когда это необходимо для организации поверочных работ, а также для обеспечения сохранности и наименьшего износа государственного эталона.

По назначению вторичные эталоны делят на эталоны – свидетели, эталоны – копии, эталоны сравнения и рабочие эталоны.

Эталон – свидетель служит для проверки сохранности и неизменности государственного эталона и замены его в случае порчи или утраты. В настоящее время только международный эталон килограмм имеет эталон-свидетель.

Эталон-копия предназначен для передачи размера единицы рабочим эталонам. Его создают в случае необходимости проведения большого количества поверочных работ с целью предохранения первичного эталона от преждевременного износа. Эталон – копия представляет собой копию государственного эталона только по метрологическому назначению.

Эталон сравнения применяют для взаимного сличения эталонов, которые по тем или иным причинам нельзя непосредственно сравнивать друг с другом.

Рабочий эталон – мера, измерительный прибор или преобразователь для поверки по ним других средств измерений. От рабочих эталонов размеры единиц ФВ передают далее рабочим мерам и измерительным приборам, т.е. рабочим средствам измерений. Рабочие эталоны предназначены для поверки наиболее точных рабочих средств измерений. Рабочие эталоны при необходимости подразделяют на 1-, 2- и последующие разряды, определяющие порядок их соподчинения в соответствии с поверочной схемой. Различным видам измерений, исходя из требований практики и уровня точности измерений, устанавливают различное число разрядов рабочих эталонов, определяемых соответствующими стандартами на поверочные схемы для данного вида измерений.

В настоящее время стандартом установлен многоступенчатый порядок передачи размеров единицы физической величины от государственного эталона всем рабочим средствам измерений (РСИ) данной физической величины с помощью вторичных эталонов и ОСИ различных разрядов от наивысшего первого к низшим и от ОСИ к РСИ. Передача размера осуществляется различными методами поверки, по существу известными методами измерений. Передача размера через каждую ступень сопровождается потерей точности, однако многоступенчатость позволяет сохранять эталоны и передавать размер единицы всем РСИ. Образцовые средства измерений, как известно, используются для периодической передачи размеров единиц в процессе поверки СИ и эксплуатируются только в подразделениях метрологической службы. Определение разряда ОСИ производится в ходе их метрологической аттестации органом Государственного комитета по стандартам. В том же порядке особо точные СИ, изготовленные как рабочие, могут быть аттестованы на определенный срок как образцовые, а ОСИ, не прошедшие очередной метрологической аттестации, – как рабочие.

На рис.2 приведена метрологическая последовательность передачи размеров единиц ФВ от первичного эталона рабочим, от рабочих – рабочим мерам и измерительным приборам (рабочим средствам измерений).

Э т а л о н ы

Рис.2. Структура передачи размеров единиц ФВ

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