Основни метрологични характеристики на средствата за измерване

Основните метрологични характеристики (MC), които определят свойствата на първата група, обхватът на приложение включва:

Диапазон на измерване –областта на стойността, в рамките на която се нормализират границите на допустимата грешка на измервателния уред (долна и горна граница на измерване).

Максимална граница на грешка на MI –най-високата стойност на грешка на MI, установена от NTD за даден тип MI, при която той все още се признава за годен за употреба.

Метрологичните свойства на втората група (качество на измерване) включват: точност, сходимост и възпроизводимост на измерванията.

Точност на измерване на инструмента –качество на измерване, отразяващо близостта на неговата грешка до нула.

Точността се определя от показателите за абсолютна и относителна грешка.

Спроменливост на резултатите от измерванията -характеристика на качеството на измерванията, отразяваща близостта един до друг на резултатите от измервания на едно и също количество, извършени многократно с едни и същи средства, по същия метод, при същите условия и с еднаква точност.

Bвъзпроизводимост на резултатите от измерването -повторяемост на резултатите от измерването на едно и също количество, получено на различни места, чрез различни методи, от различни оператори, по различно време, но намалено до едни и същи условия на измерване (температура, налягане, влажност).

35. Еталони на физическите величини. Основните им характеристики.

Еталонът на единица физическа величина (англ. Measurement Standard) е измервателен уред (или набор от измервателни уреди), предназначен за възпроизвеждане и (или) съхраняване на единица и прехвърляне на нейния размер към по-ниски измервателни уреди съгласно схемата за проверка и одобрен вкато стандарт по предписания начин. Бележки:

Дизайнът на стандарта, неговите свойства и методът за възпроизвеждане на единицата се определят от естеството на дадената физическа величина и нивото на развитие на измервателната технология в тази област на измерване.
Стандартът трябва да има най-малко три съществени характеристики, тясно свързани помежду си (според М. Ф. Маликов) - неизменност, възпроизводимост и сравнимост.

Възпроизводимост - способността за възпроизвеждане на единица физическа величина (въз основа на нейното теоретично определение) с най-малка грешка за текущото ниво на развитие на измервателната техника. Това се постига чрез постоянно проучване на стандарта, за да се определят систематичните грешки и да се отстранят чрез въвеждане на подходящи изменения.

Неизменност - свойството на стандарта да поддържа размера на възпроизведената от него единица непроменен за дълъг период от време, докато всички промени, които зависят от външни условия, трябва да бъдат строго определени функции на количествата, налични за точно измерване. Прилагането на тези изисквания доведе до идеята за създаване на "естествени" стандарти на различни количества, базирани на физически константи.

Сравнимост - способността да се осигури сравнението на по-ниските според схемата за проверка, предимно вторични стандарти, с най-висока точност за текущото ниво на развитие на измервателната технология. Това свойство предполага, че по отношение на тяхната структура и действие стандартите не въвеждат никакви изкривявания в резултатите от сравненията и самите те не претърпяват промени по време на сравнението.

Първичен еталон - еталон, който осигурява възпроизвеждане на единица с най-висока точност в страната (в сравнение с други еталони на същата единица). Забележка.Метрологичните свойства на първичните еталони за единици за величини се установяват независимо от други еталони за единици за същите величини.

Първичен специален стандарт е първичен стандарт, който възпроизвежда единица при специфични условия (високи и свръхвисоки честоти, ниски и високи енергии, налягания, температури, специални състояния на материята и др.).

Вторичен стандарт е стандарт, който получава размера на единица директно от първичния стандарт на тази единица. Забележка. Вторичните стандарти включват стандарти за копиране, работни стандарти и стандарти за сравнение.

Сравнителен стандарт (англ. transfer standard) е вторичен стандарт, използван за сравнения на стандарти, които по една или друга причина не могат да се сравняват директно един с друг.

Еталонен еталон е еталон, който има най-високи метрологични свойства на наличните измервания в даден вид (в държава или група държави, в регион, министерство (ведомство), организация, предприятие или лаборатория), от който подчинените му средства за измерване получават размер на единица. Бележки:

В някои страни от ОНД вторичният стандарт служи като първоначален стандарт на единица с определена стойност, която получава размера на единицата от първичния стандарт на страната - пазител на този стандарт.
Стандарти, които са под първоначалния стандарт в схемата за проверка, обикновено се наричат подчинени стандарти.

Референтно копие е вторичен стандарт, предназначен да прехвърли размера на единица към работни стандарти и да замени първичния стандарт в обосновани случаи. Забележка. Препратката към копието не винаги е физическо копие на основната препратка.

Работен стандарт (англ. working standard) - вторичен стандарт,предназначени да прехвърлят размера на единицата към образцовите и най-точни работещи измервателни уреди.

Държавен първичен еталон - първичен еталон, признат с решение на упълномощен държавен орган като първоначален еталон на територията на държавата. Пример. Държавни стандарти за метър, килограм, секунда, ампер, келвин, кандела, нютон, паскал, волт, бекерел.

Национален стандарт (англ. national standard) - стандарт, признат с официално решение, който служи като референтен за дадена държава. Забележка. Това определение съответства на VIM-93 [1]. По същество съвпада с определението на понятието държавен стандарт. Това показва, че термините държавен стандарт и национален стандарт отразяват едно и също понятие. В резултат на това терминът национален стандарт се използва в случаите на сравняване на стандарти, принадлежащи на отделни държави, с международен стандарт или при така наречените кръгови сравнения на стандарти на редица страни.

Международен стандарт (англ. международен стандарт) - стандарт, приет с международно споразумение като международна основа за хармонизиране с него на размерите на единиците, възпроизвеждани и съхранявани от националните стандарти. Пример. Международният прототип на килограма, съхраняван в BIPM, беше одобрен от Първата генерална конференция по мерки и теглилки (CGPM).

Единичен еталон – еталон, който включва едно средство за измерване (мярка, измервателно устройство, еталонна настройка) за възпроизвеждане и (или) съхранение на единица.

Групов стандарт (англ. collective standard) - стандарт, който включва набор от измервателни уреди от един и същи тип, номинална стойност или обхват на измерване, използвани заедно заподобряване на точността на възпроизвеждане на единицата или нейното съхранение. Бележки:

Груповите стандарти се подразделят на групови стандарти с постоянен или променлив състав.
Резултатът от измерването обикновено се приема като средноаритметично от резултатите от измерването от същия тип измервателни уреди или референтни инсталации.

Референтен комплект (англ. групов стандарт) - стандарт, състоящ се от набор от измервателни уреди, които ви позволяват да възпроизвеждате и (или) съхранявате единица в диапазон, представляващ обединението на обхватите на тези инструменти. Забележка. Референтните набори се създават в случаите, когато е необходимо да се покрие определен диапазон от стойности на физическо количество.

Пътуващ еталон - еталон (понякога със специален дизайн), предназначен за транспортирането му до местата за проверка (калибриране) на измервателни уреди или сравнения на еталони на дадена единица.

Съхраняването на еталон за измерване е набор от операции, необходими за поддържане на метрологичните характеристики на еталон в установените граници. Бележки:

При съхраняване на първичния стандарт се извършват неговите редовни изследвания, включително сравнения с национални стандарти на други страни, за да се повиши точността на възпроизвеждане на единицата и да се подобрят методите за предаване на нейния размер.

Референтна база на страната - набор от държавни първични и вторични еталони, който е основата за осигуряване на единството на измерванията в страната. Забележка. Броят на стандартите не е постоянен, а варира в зависимост от нуждите на икономиката на страната. Обикновено има увеличение на броя им с течение на времето, което се дължи на постоянното развитие на работещите измервателни уреди.

Референтна настройка – измервателна настройка, включена в еталонната. Забележка. Една справка може да се състои от няколко настройки за справка.

Единица за проверка - измервателна единица, оборудвана с работни еталони или образцови измервателни уреди (OMI) и предназначена да прехвърля размера на единица към подчинени OMI и (или) работни измервателни уреди.

Възпроизвеждане на единица от физическа величина – набор от операции за материализиране на единица от физическа величина с помощта на държавния първичен еталон. Забележка. Разграничете възпроизвеждането на основни и производни единици.

Възпроизвеждане на основна единица – възпроизвеждане на единица чрез създаване на физическа величина с фиксиран размер в съответствие с дефиницията на единицата. Примери:

Възпроизвеждането на единицата за дължина - метърът - в съответствие с неговата дефиниция, приета на XVII CGPM през 1983 г., се състои в създаване с помощта на първичен стандарт при специални условия на дължината на пътя, изминат от светлината във вакуум за интервал от време, равен на 1/299792458 s. Скоростта на светлината във вакуум се приема като константа (299792458 m/s).
Единицата за маса - 1 kg (точно) - се възпроизвежда под формата на платинено-иридиева тежест, съхранявана в BIPM като международен еталон на килограма. Стандартите, разпространявани в други страни, имат номинална стойност от 1 kg, техните действителни стойности са получени по отношение на международния стандарт. Въз основа на последните международни сравнения платинено-иридиевата тежест, която е част от държавния еталон за единица маса, в България е била със стойност 1,000000087 kg (1979 г.).

Възпроизвеждане на производна единица - определяне на стойността на физическа величина в определени единици въз основа на измервания на другивеличини, функционално свързани с измерваната величина. Пример. Възпроизвеждането на единицата за сила - нютон - се извършва на базата на добре известното уравнение на механикатаF = mg, където:m- маса,g- ускорение на свободно падане.

Прехвърляне на единичен размер – намаляване на единичния размер на физическа величина, съхранявана от поверено средство за измерване, до размера на единица, възпроизведена или съхранена от еталон, извършено при тяхната проверка (калибриране). Бележки:

Често по време на проверка (калибриране) една и съща физическа величина се измерва с поверен измервателен уред и еталон, за да се установи разликата в техните показания и да се въведе корекция (в показанието на повереното средство за измерване).
Размерът на единицата се прехвърля "отгоре надолу" в съответствие с броя на етапите на предаване, установени от схемата за проверка.

Съхраняване на единица – набор от операции, които осигуряват неизменност във времето на размера на единицата, присъща на даден измервателен уред.

Схема за проверка на измервателни уреди (англ. йерархична схема) - йерархична структура, която установява подчинението на измервателните уреди, участващи в прехвърлянето на размера на единицата от оригиналния стандарт към работните измервателни уреди (посочващи методи и грешки по време на предаване), одобрена по предписания начин като регулаторен документ. Забележка. Има държавни, местни и междудържавни схеми за проверка.

Държавна схема за проверка - схема за проверка, която се прилага за всички средства за измерване на дадено количество, налични в страната и одобрени като нормативен документ от националния орган по метрология.

Местна схема за проверка – схема за проверка, която се прилага към съоръжениятаизмервания на дадено количество, използвани в регион, индустрия, отдел или в отделно предприятие (в организация) и одобрени като регулаторен документ от организация (институция, отдел - за отделно предприятие), отговорна за осигуряване на еднаквостта на измерванията.

Междудържавна схема за проверка е схема за проверка, която се прилага за измервателни уреди с дадена стойност, използвани (и проверени) в заинтересовани страни от ОНД с единно метрологично пространство и одобрени като междудържавен регулаторен документ.

Научен пазител на държавния стандарт - служител на държавния научен метрологичен център, който отговаря за правилното съхранение и използване на държавния стандарт и неговото подобряване.