Зразковий засіб вимірювальної техніки- засіб вимірювальної техніки, призначений для повірки інших засобів вимірювальної техніки і затверджений як зразковий.
Зразковий засіб вимірювальної техніки, що має метрологічні характеристики, які відповідають найвищому ступеню даної повірочної схеми, називають вихідним зразковим засобом вимірювальної техніки.
Зразкові засоби вимірювальної техніки, в тому числі вихідні, можуть виконуватися у вигляді повірочних установок (та систем), автоматизованих і автоматичних. На відміну від вимірювальних систем (і установок) вони комплектуються зразковими засобами вимірювальної техніки і призначаються для повірки інших засобів вимірювальної техніки.
Засобами вимірювальної техніки найвищої точності є еталони одиниць вимірювань (одиниць фізичних величин).
Еталон одиниці (надалі еталон)- засіб вимірювальної техніки, що забезпечує відтворення та (або) зберігання одиниці вимірювань одного чи декількох значень, а також передавання розміру цієї одиниці засобам вимірювальної техніки.
Відтворення одиниці вимірювань (одиниці фізичної величини)- відтворення одиниці шляхом створення фіксованої за розміром фізичної величини відповідно до визначення одиниці вимірювань.
Передавання розміру одиниці вимірювань (одиниці фізичної величин)- зведення (доставка) розміру одиниці вимірювань (одиниці фізичної величини), яка відтворюється або зберігається засобом вимірювальної техніки, що повіряється, до розміру тієї самої одиниці, яка відтворюється або зберігається еталоном чи зразковим засобом вимірювальної техніки, при їх звіренні (повірці).
За призначенням і метрологічними характеристиками еталони розділяють на державні, робочі та вихідні.
Державний еталон- офіційно затверджений еталон, який забезпечує відтворення одиниці вимірювань та передавання її розміру іншим еталонам з найвищою в країні точністю.
Державні еталони є виключно державною власністю, підлягають затвердженню Держстандартом України і перебувають у його віданні.
Державні (національні) еталони за міжнародною угодою можуть використовуватися як міжнародні еталони, що призначаються для погодження (звірення) розмірів одиниць вимірювань, відтворюваних державними (національними) еталонами різних країн.
Робочий еталон- еталон, призначений для повірки або калібрування засобів вимірювальної техніки.
Вихідний еталон- еталон, який має найвищі метрологічні властивості серед еталонів, що є на підприємстві чи в організації.
Еталони можуть бути одиничними і груповими. До складу групового еталона входить декілька (група) одиничних еталонів або (та) зразкових засобів вимірювальної техніки тієї самої фізичної величини.
Еталонна база створюється та вдосконалюється згідно з державними науково-технічними програмами, які розробляються Держстандартом України з метою забезпечення потреб науки, економіки і оборони. За виконання завдань цих програм, технічний рівень державних еталонів та оптимальність структур еталонної бази відповідає Держстандарт України.
1.4.4. Класифікація вимірювальних приладів
Вимірювальні прилади є найбільш розповсюдженим видом ЗВ. У систему їх класифікації покладені такі основні ознаки: рід вимірюваної фізичної величини, призначення, елементна база, спосіб одержання значення вимірюваної величини, спосіб обробки вимірювальної інформації, захищеність від впливу зовнішніх умов.
Залежно від вимірюваних фізичних величин вимірювальні прилади, як і вимірювання (див. § 1.5), розділяють на види. Кожний вид вимірювальних приладів об’єднує прилади, призначені для вимірювання величин, які близькі за фізичною природою або належать до певної галузі науки і техніки. Наприклад: вимірювальні прилади для вимірювання електричних величин (електровимірювальні прилади), вимірювальні прилади для вимірювання радіотехнічних величин (радіовимірювальні прилади), вимірювальні прилади для вимірювання температури, тиску і т.д.
У межах виду вимірювальні прилади розділяють на типи, як і ЗВТ в цілому. Вимірювальні прилади даного типу можуть мати модифікації, які відрізняються, наприклад, діапазоном вимірювань. Вид вимірювального приладу може включати декілька типів.
За призначенням вимірювальні прилади розділяють на амперметри, вольтметри, частотоміри, фазометри, ватметри та ін.
За елементною базою, яка використана для їх побудови, вимірювальні прилади розділяють на електромеханічні та електронні.
Електромеханічні вимірювальні прилади ґрунтуються на перетворенні енергії електромагнітного поля в механічну енергію переміщення рухомої частини приладу за допомогою електромеханічних перетворювачів. Для розширення можливостей вимірювання різних фізичних величин в електромеханічних приладах застосовують попередні перетворювачі, наприклад випрямлячі, термоперетворювачі. Вони утворюють групу електромеханічних вимірювальних приладів з перетворювачами.
До електронних належать вимірювальні прилади, в яких перетворення сигналів у вимірювальних каналах здійснюється за допомогою електронних вузлів, виконаних на електронних і напівпровідникових приладах, а також на інтегральних мікросхемах різного ступеня інтеграції, у тому числі на мікропроцесорах.
Усі радіовимірювальні прилади є, як правило, електронними або радіоелектронними і рідше електромеханічними з попередніми перетворювачами (див. § 6.1).
За методом вимірювання(або за участю міри у вимірюваннях) розрізняють вимірювальні прилади прямої дії і вимірювальні прилади порівняння.
Вимірювальні прилади прямої дії(або безпосередньої оцінки) ґрунтуються на одному або декількох послідовних перетвореннях вимірювального сигналу в одному напрямку, тобто без застосування негативного зворотного зв’язку з виходу на вхід приладу. Такі прилади обов’язково потребують градуювання шкали показувального пристрою, під яким розуміють нанесення на шкалу позначок, що відповідають одному або декільком значенням вимірюваної фізичної величини. При цьому міра, яка відтворює одиницю вимірювань, необхідну для здійснення вимірювання, бере участь тільки в процесі градуювання показувального пристрою, який потім і забезпечує зберігання одиниці в процесі вимірювань.
У вимірювальних приладах порівняння (або зрівноважування) результат вимірювання одержують порівнянням розміру вимірюваної величини з розміром величини, що відтворюється мірою (вмонтованою або зовнішньою). Достоїнством вимірювальних приладів порівняння є те, що їх похибка визначається в основному похибкою застосованої міри, а отже, удосконалення мір приводить до підвищення точності приладу в цілому.
Прилади порівняння виконуються за мостовою або компенсаційною схемами, які в процесі вимірювань піддаються автоматичному або ручному зрівноважуванню. В приладах порівняння з автоматичним зрівноважуванням обов’язково є негативний зворотний зв’язок з виходу на вхід приладу, а в приладах порівняння з ручним зрівноважуванням цю функцію виконує оператор.
Компенсаційні прилади порівняння в момент вимірювання, якому відповідає рівність значень вимірюваної і зрівноважувальної величин, потужність від об’єкта вимірювання не споживають, що є їх важливим достоїнством.
За формою відліку показів вимірювальні прилади розподіляють на аналогові і цифрові.
Аналогові вимірювальні прилади- це вимірювальні прилади, показання яких є безперервною функцією часу, а точніше - функцією змінювання вимірюваної величини в часі. В їхньому вимірювальному каналі може здійснюватися перехід від безперервного сигналу до дискретного і навпаки. Візуальний сигнал вимірювальної інформації в них подається за допомогою шкали та вказівника.
Цифрові вимірювальні прилади- це вимірювальні прилади, що автоматично виробляють дискретні сигнали вимірювальної інформації і покази яких подані у цифровій формі. Ці покази є дискретною функцією часу і змінювання вимірюваної величини за рівнем.
Для зменшення впливу зовнішніх факторів у вимірювальних приладах передбачається захист від кліматичних і механічних дій. За ступенем захищеності ці прилади виготовляють звичайними, пило-, водо-, бризкозахищеними, герметичними, віброударостійкими і т.д.
1.5. Різновиди вимірювань
Теперішнього часу в силу великої різноманітності вимірюваних фізичних величин і вимог до якості вимірювань для їх здійснення використовують різні методи. Правильне і глибоке розуміння суті методів вимірювань дозволяє організувати процес вимірювання так, щоб якнайкраще забезпечити виконання дуже суперечливих вимог щодо точності, часових і апаратурних витрат.
Незважаючи на чисельність методів вимірювань, можна виділити властиві їм спільні ознаки, за якими вимірювання розділяють на характерні різновиди. До найбільш поширених належать такі ознаки: фізична природа вимірюваних величин, функціональна залежність між шуканою і безпосередньо вимірюваною величинами, характер змінювання вимірюваної величини в часі, спосіб подання результату вимірювання, наявність попереднього (проміжного) вимірювального перетворення, кількість вимірювань у серії, характеристика точності, призначення вимірювань (рис. 1.4).