Основы метрологии: практикум по метрологии и измерениям - Пронкин Н.С.
ISBN 978-5-98704-267-4
Скачать (прямая ссылка):
— для каждого эталона и рабочего СИ должны быть определены погрешности воспроизведения единицы измерения с заданной вероятностью;
— результаты измерений с заданной вероятностью должны быть представлены в некотором доверительном интервале относительно действительного значения ФВ.
Практически единство измерений в стране обеспечивается разветвленной системой метрологической службы, призванной не только выполнять работы по обеспечению единства измерений, но и осуществлять метрологический надзор и контроль за выполнением действующих нормативных документов.
Пример 1.15. Что дает обеспечение единства измерений?
Обеспечение единства измерений позволяет сравнивать результаты измерений, полученных разными коллективами ученых в разное время, в разных местах и проведенных в разных условиях, и доверять этим результатам. Взаимное признание результатов измерений (например, между разными странами) позволяет осуществлять торговые операции.
4. Вопрос. Что такое эталоны и их роль в метрологии? Ответ. Эталоны в метрологии можно разделить на эталоны
основных и не основных единиц ФВ. Эталон ФВ — это СИ (или
21
комплекс СИ), предназначенное для воспроизведения и (или) хранения единицы и передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме СИ и утвержденное в качестве эталона в установленном порядке. Эталон в метрологии является высшим звеном в передаче размеров единиц и наиболее близко соответствует по своим точностным характеристикам действительному значению ФВ. Точность эталонов и их совершенство определяет в значительной степени состояние метрологии в стране.
Эталонная база в России имеет в своем составе 116 государственных эталонов и более 300 вторичных, адаптированных в европейскую и мировую системы эталонов.
Пример 1.16. Эталон массы (1 кг) — платиноиридиевая мера, соответствующая «эталону Архива», находящемуся в г. Севре. В настоящее время это единственный невоспроизводимый эталон в системе Si. Эталоны массы хранятся в специальных помещениях с определенными климатическими условиями. Воспроизводимость эталона массы составляет 2 • Ю-9.
Пример 1.17. Эталон тока (1 А) — измерительная установка с источником напряжения на эффекте Джозефсона и прецизионном сопротивлении (эталоне сопротивления). «Эталонный» ток определяется законом Ома. Вторая измерительная установка состоит из источника напряжения и прецизионной емкости (эталонной). В этой установке «эталонный» ток определяется как ток заряда известной емкости за определенное время. Среднеквадратическое отклонение погрешности аттестации эталона тока при токе 1 А составляет 5 • 10-8 А, неисключенная систематическая погрешность — 2- 10"7A.
Пример 1.18. Эталон сопротивления (1 Ом) — измерительная установка, состоящая из 10 манганиновых мер электрического сопротивления с номинальным значением 1 Ом, мостовой измерительной установки для передачи размеров единицы вторичным эталонам и набора переходных мер в диапазоне от 10~3 доЮ9 Ом. Среднеарифметическое значение электрического сопротивления, воспризводимого установкой, составляет 1,00000024 Ом. Среднеквадратическое отклонение результатов измерений 3 • Ю-8 Ом.
5. Вопрос. Какими свойствами должны обладать эталоны?
Ответ. Эталоны должны обладать по крайней мере следующими свойствами: неизменностью, воспроизводимостью и сли-чаемостью.
Неизменность — свойство эталона удерживать неизменными размер воспроизводимой им единицы в течение длительного времени, при этом все изменения, зависящие от внешних условий, должны быть определяемыми.
22
Воспроизводимость — возможность воспроизведения единицы ФВ с наименьшей погрешностью в соответствии с достигнутым уровнем развития науки и техники.
Сличаемость — возможность сличения (сравнения) с эталоном других СИ, нижестоящих по поверочной схеме, с наивысшей точностью.
6. Вопрос. Что такое поверочные схемы, как они классифицируются и какую роль они выполняют в обеспечении единства измерений?
Ответ. Поверочная схема (ПС) — нормативный документ, устанавливающий соподчинение СИ, участвующих в передаче размера единицы от эталона рабочим СИ (с указанием методов и погрешности при передаче). Различают государственные и локальные ПС. Государственная ПС — это схема, распространяющаяся на все СИ данной ФВ в стране. Локальная ПС — это схема, распространяющаяся на СИ данной ФВ, применяемые в регионе, отрасли, ведомстве или на отдельном предприятии (в организации).
Поверочные схемы с эталонами и рабочими эталонами различных разрядов, отвечающие всем необходимым метрологическим требованиям, являются основой обеспечения единства измерений в стране, а также при взаимодействии с другими странами, если при этом требуется проверка соответствия реальных характеристик поставляемой продукции характеристикам, заявленным в сопроводительной документации на продукцию, или подтверждение какого-либо научного, технического или спортивного достижения и т.д.
Пример 1.19. Государственная поверочная схема передачи времени и частоты состоит из государственного первичного эталона частоты, основанного на излучении атома цезия-133, водородного генератора и кварцевого генератора частоты.
