Примеры эталонов. В насто!1щее время в нашей стране существует более 140 первичных и специальных Эталонов. Характеристики некоторых из них приведены в табл. 1.2.

Для воспроизведения единицы в широком диапазоне частот приходится создавать несколько эталонов. Например, для напряжения разработано три эталона.

Погрешность эталона характеризуют средним квадратическим отклонением погрешности, а также неисключенной систематической погрешностью. Анализ и методы суммирования этих составляющих общей погрешности приведены в гл. 4 Заметим, что почти для всех эталонов преобладает неисключенная систематичес кая погрешность, которая в основном и определяет общую погрешность воспроиз ведения единицы физической величины. С наименьшей погрешностью воспроизво дятся время и частота. Погрешности воспроизведения основных параметров, таких как сила тока, напряжение, сопротивление, резко, иногда на два-три порядка возрастают с увеличением рабочей частоты, причем погрешность воспроизведения может возрастать до 10~...10.

Перспективы развития эталонов. Возрастающие требования к точности измерений в различных областях народного хозяйства стимулируют создание новых специальных эталонов и увеличение точности уже существующих. При разработке эталонов стремятся использовать стабильные физические явления и процессы, воспроизведение которых обеспечивается фундаментальными законами физики и мало зависит от конкретных особенностей построения эталонов. Примером такого подхода является утвержденный в 1983 г. Государственный первичный эталон времени и частоты, основанный на резонансном поглощении электромагнитной волны атомами цезия.

Эталоны различных физических величин стараются строить так, чтобы они образовывали взаимосвязанную систему. Такие связи устанавливаются за счет использования первичных эталонов основных физических величин. Например, специальные эталоны мощности электромагнитных колебаний на СВЧ и мощности в оптическом диапазоне связаны между собой, так как их аттестуют по напряжению и сопротивлению на постоянном токе. Эталоны одной и той же физической величины для разных диапазонов частот сличают на перекрывающихся границах рабочих диапазонов.

1.4. ГОСУДАРСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ, ПОВЕРКА И РЕВИЗИЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

Важнейшими мерами по обеспечению определенного метрологического уровня выпускаемых и находящихся в эксплуатации средств измерений являются испытания, поверка и ревизия.

Государственные испытания. Государственным испытаниям подвергают образцы средств измерений, предназначенных к серийному производству, а также ввозу из-за границы. В ходе испытаний устанавливают соответствие реальных характеристик средств измерений техническим нормам и совремеииому уровню развития измерительной техники.

Существуют приемочные и контрольные испытания. Государственным приемочным испытаниям подвергают опытные образцы средств измерений нового типа,

предназначенных для серийного производства, а также образцы средств измерений, ввозимых из-за границы. Положительные результаты приемочных испытаний слу жат основанием для выдачи разрешения на серийное производство средств измерений, а для импортируемых средств измерений - на ввоз партии.

Цель контрольных испытаний заключается в проверке соответствия характеристик уже выпускаемых или импортируемых средств измерений требованиям нормативно-технической документации. Контрольные испытания проводят по истечении срока действия разрешения на серийное производство средств измерений, при внесении изменений в конструкцию и технологию производства средств измерений, влияющих на метрологические характеристики. По результатам контрольных испытаний принимают решение о продолжении выпуска, об устранении обнаруженных недостатков или о запрещении выпуска.

Поверка и ее виды. Поверкой средств измерений называют совокупность действий, выполняемых для определения погрешности средств измерений и их соответствия регламентированным значениям метрологических характеристик. По результатам поверки делают вывод о пригодности или непригодности средств измерений к эксплуатации.

Различают государственную и ведомственную поверку. Государственной поверке подлежат образцовые средства измерений, средства измерений, используемые при проведении государственных испытаний, а также средства измерений, используемые при учете материальных ценностей, топливно-энергетических ресурсов, в торговле и медицине. Конкретная номенклатура средств измерений, подлежащих государственной поверке, утверждается Госстандартом.

Ведомственную поверку проходят все находящиеся в эксплуатации средства измерений, не подлежащие государственной поверке. Не подвергаются поверке средства измерений, используемые в учебных целях, а также применяемые как индикаторы для установления не количественных соотношений, а только факта изменения значения физической величины.

Поверку средств измерений производят при их выпуске, после ремонта, при вводе в эксплуатацию после длительного срока хранения, при проведении инспекции или экспертизы. Для поддержания средств измерений в исправном состоянии важнейшее значение имеет периодическая поверка.

Периодическая поверка. Эксплуатационные свойства средств измерений зависят от их надежности - способности сохранять свои характеристики в заданных пределах в течение определенного интервала времени. Надежность характеризуют вероятностью безотказной работы средств измерений. Отказы в радиоизмерительной аппаратуре проявляются в частичной или полной потере свойств прибора и по характеру проявления делятся на явные и скрытые.

Явные отказы обычно возникают внезапно, и их сразу же обнаруживает оператор. Прибор снимают с эксплуатации и ремонтируют. Скрытые отказы проявляются в постепенном ухудшении точностных свойств прибора, в возрастании погрешности. Оператор этого не замечает, и с момента появления скрытого отказа эксплуатируется неисправный прибор. Поэтому скрытые отказы наиболее опасны.

Различают несколько методов поверки средств измерений. При комплектной поверке поверяют средство измерений в целом. Такая поверка дает наиболее достоверную информацию о метрологических характеристиках средств измерений и проста по выполнению. Во всех случаях, когда это возможно, комплектной поверке

отдают предпочтение. Если комплектную поверку реализовать нельзя, прибегают к поэлементной поверке. В ходе поверки экспериментально определяют погрешности отдельных структурных элементов средства измерений, а общую погрешность находят расчетным путем.

Передача единиц физических величин рабочим средствам измерений. В основе поверок лежит передача единиц физических величин от первичных эталонов к рабочим средствам измерений. С помощью первичного эталона поверяют рабочие эталоны. Рабочие эталоны служат для поверкч рабочих средств измерений наивысшей точности и образцовых средств измерен,:й 1-го разряда. Последние предназначены для поверки рабочих средств измере1ий высшей точности и образцовых средств измерений 2-го разряда. Наконец, образцовые средства измерений 4-го разряда используют для поверки измерительных устройств низшей точности.

Конкретные указания по поверке содержатся в поверочных схемах. В них указывают, какие средства измерений должны применяться и какими методами следует руководствоваться.

Метрологическая ревизия и метрологическая экспертиза. Метрологическая ревизия заключается в определении соответствия средств измерений и применяемых методик измерений требованиям народного хозяйства и уровня метрологического обеспечения производства. По результатам метрологической ревизии составляют рекомендации по изъятию средств измерений, признанных негодными для применения, а также предложения по устранению отмеченных недостатков.

Метрологическую экспертизу проводят тогда, когда возникают спорные вопросы о метрологических свойствах средств измерений, методах и средствах поверки, исправности средств измерений и их пригодности к измерениям, по письменному требованию органов суда, прокуратуры, государственного арбитража, а такж; по письменному заявлению предприятия.

Выводы

По способу получения результата измерения делят на прямые, косвенные, совместные и совокупные.

Измерительные приборы прямого преобразования реализуют метод непосредственной оценки измеряемой величины, а приборы сравнения - метод сравнения измеряемой величины с образцовой.

Эталоны воспроизводят значение физической величины с наибольшей точностью. Погрешности эталонов различных физических величин существенно различаются. Наименьшую погрешность порядка 10 имеет эталон времени и частоты. Погрешности воспроизведения единиц силы тока, напряжения и емкости резко возрастают с увеличением частоты.

Метрологическая служба осуществляет комплекс мер, направленных на обеспечение единства измерений с целью повышения эффективности производства и научных исследований.

Метрологический надзор за средствами измерений осуществляют путем поверки, ревизии и экспертизы средств измерений.