В случае невозможности реализации комплектной поверки, ввиду отсутствия эталонных средств измерений, несоответствия их требованиям точности или пределам измерений, применяют поэлементную поверку. Поэлементная поверка средств измерений это поверка, при которой его погрешности определяют по погрешностям отдельных частей. Затем по полученным данным расчетным путем определяют погрешности, свойственные поверяемому средству измерений как единому целому. При этом предполагают, что закономерности взаимодействия отдельных частей средства измерений точно известны, а возможности посторонних влияний на его показания исключены и поддаются точному учету.
О комплектной поверке мы говорим тогда, когда средство измерений поверяют как единое целое. При поэлементной поверке СИ разбивают на узлы, блоки и поверят каждый блок отдельно, а потом расчетным путем определяют погрешность всего СИ.
Иногда применение поэлементной поверки оказывается единственно возможным. Часто ее используют при поверке сложных СИ, состоящих из компаратора со встроенными в него образцовыми мерами. Следует особо отметить, что по результатам поэлементной поверки, если действительная погрешность превышает допускаемую, то можно непосредственно установить причину неисправности СИ.
Существенным недостатком поэлементной поверки является ее трудоемкость и сложность реализации по сравнению с комплектной поверкой.
Система передачи размеров единиц физических величин от эталонов рабочим СИ. Поверочные схемы
Для обеспечения единства измерений необходима тождественность единиц, в которых проградуированы все СИ одной и той же физической величины. Это достигается путем точного воспроизведения и хранения установленных единиц физической величины и передачи их размеров применяемым СИ.
Воспроизведение, хранение и передача размеров единиц осуществляется с помощью эталонов.
Эталоны. Их классификация и виды
Эталоны – это особый вид СИ наивысшей точности, с помощью которых воспроизводится и хранится единица физической величины с целью передачи ее размера рабочим СИ.
СТБ 8002–93 «Эталоны единиц физических величин. Порядок разработки, утверждения, хранения и применения» дает следующее определение эталона.
Эталон единицы физической величины – СИ, предназначенное для определения, воспроизведения и (или) хранения единицы величины с целью передачи ее размера другим СИ.
Эталоны подразделяются на:
– первичные;
– вторичные;
– рабочие;
– разрядные.
Первичный эталон – это эталон, воспроизводящий единицу физической величины с наивысшей точностью, возможной в данной области измерений на современном уровне научно-технических достижений.
Разновидностью первичного эталона является специальный эталон. Специальные эталоны создаются и утверждаются для воспроизведения единиц в особых условиях, в которых передача размеров единицы от существующих эталонов технически не осуществима с требуемой точностью. Специальные эталоны воспроизводят единицу в особых условиях и заменяют в этих условиях первичный эталон.
Первичные эталоны бывают:
– национальные (государственные);
– международные.
Национальный эталон утверждается в качестве исходного СИ для страны национальным органом по метрологии (в Республике Беларусь – Госстандарт).
Национальный эталон единицы физической величины - эталон, признанный решением уполномоченного на то государственного органа служить основой для установления значений всех других эталонов единицы данной величины.
Национальные эталоны хранят и поддерживают национальные органы по метрологии.
Международный эталон – эталон, принятый по международному соглашению в качестве первичного международного эталона и служащий для согласования с ним размеров единиц, воспроизводимых и хранимых национальными эталонами.
Международные эталоны хранит и поддерживает Международное бюро мер и весов (МБМВ). Важнейшая задача его действий состоит в международных систематических сличениях национальных эталонов крупнейших метрологических лабораторий разных стран с международными эталонами, а также между собой, что необходимо для обеспечения достоверности, точности и единства измерений как одного из важнейших условий международных экономических связей. Сличению подлежат как эталоны основных величин систем СИ, так и производных. Для каждого эталона установлены определенные периоды сличения.
Таким образом, основное назначение эталонов – служить материально-технической базой воспроизведения и хранения единиц.
Принят принцип систематизации эталонов по воспроизводимым единицам. Основные единицы системы СИ должны воспроизводиться с помощью национальных эталонов, то есть централизованно. Дополнительные внесистемные и производные единицы, исходя из соображений технико-экономической целесообразности, воспроизводятся одним из трех способов:
1) централизованно - с помощью единого для всей страны национального эталона;
2) частично централизованно - (в пределах региона, министерства или ведомства) с помощью нескольких рабочих или исходных эталонов;
3) полностью децентрализовано - посредством косвенных измерений, выполняемых в органах метрологической службы с помощью рабочих эталонов других величин, функционально связанных с измеряемой величиной.
Вторичный эталон – это эталон, получающий размер единицы путем сличения с первичным эталоном рассматриваемой единицы.
Они создаются с целью обеспечения сохранности и наименьшего износа первичного эталона.
По своему метрологическому назначению вторичные эталоны делятся на:
– эталоны-копии;
– эталоны сравнения;
– эталоны-свидетели;
– рабочие эталоны.
Эталон-копия предназначен для хранения единицы и передачи ее размера рабочим эталонам.
Эталон сравнения применяется для сличения эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличаемые друг с другом.
Эталон-свидетель применяется для проверки сохранности государственного эталона и для замены его в случае порчи или утраты. Эталон-свидетель применяется лишь тогда, когда государственный эталон является не воспроизводимым.
Рабочий эталон применяется для хранения единицы и передачи ее размера разрядным эталонам высшей точности, а при необходимости и наиболее точным рабочим СИ.
Национальный эталон можно применять в качестве рабочего, если это предусмотрено правилами хранения и применения эталонов. Национальные эталоны всегда реализуются в виде комплекса СИ и вспомогательных устройств.
Вторичные эталоны реализуются в виде:
– комплекса СИ;
– одиночных эталонов;
– групповых эталонов;
– эталонных наборов.
Одиночный эталон состоит из одной меры, одного измерительного прибора или одной измерительной установки, обеспечивающих воспроизведение или хранение единицы самостоятельно без участия других СИ того же типа.
Групповой эталон состоит из совокупности однотипных мер, измерительных приборов или других СИ, применяемых как одно целое для повышения надежности хранения единицы.
Размер единицы, хранимой групповыми эталонами, определяется как среднее арифметическое из значений, воспроизводимых отдельными мерами или приборами, входящими в состав группового эталона. Отдельные меры или приборы из его состава могут применяться в качестве одиночных рабочих эталонов, если это допустимо по условиям хранения единиц.
Групповые эталоны могут быть:
– переменного состава;
– постоянного состава.
Эталонный набор представляет собой набор мер или измерительных приборов, позволяющих хранить единицу или измерять величину в определенных пределах. Эти меры или приборы предназначены для различных значений или различных областей значений измеряемой величины. Они также могут быть:
– переменного состава;
– постоянного состава.
Эталонная база Республики Беларусь
Эталонная база Республики Беларусь состоит из национальных, исходных и разрядных эталонов.
Национальный эталон Республики Беларусь предназначен для воспроизведения единицы и передачи ее размера исходным эталонам, а при необходимости и возможности и рабочим разрядным эталонам.
В состав национального эталона включают СИ, при помощи которых:
1) воспроизводят и хранят единицы;
2) контролируют условия измерений и неизменность размера хранимой единицы;
3) осуществляют передачу размера единицы.
Созданием национальных эталонов занимаются органы государственной метрологической службы с привлечением при необходимости других организаций. Национальные эталоны хранятся в органах национальной метрологической службы.
Исходный эталон Республики Беларусь – это эталон, обладающий наивысшими метрологическими свойствами из имеющихся эталонов в Республики Беларусь. Эти эталоны предназначены для передачи размера единицы разрядным эталонам и рабочим СИ наивысшей точности. Исходные эталоны получают размер единицы путем сличений с национальными или международными эталонами. Исходные эталоны создаются в целях предохранения национальных эталонов от повреждений и обеспечения единства измерений, в тех областях измерений, в которых в качестве первичных используются международные эталоны. Создают исходные эталоны органы государственной метрологической службы и метрологические службы предприятий. Утверждает их Госстандарт, а хранят органы метрологической службы предприятий и государства.