Измерение. Результат измерений. Единство измерений. Воспроизведение основных единиц физических величин

Передача размера единицы – это приведение размера единицы ФВ, хранимой поверяемым средством измерений, к размеру единицы, воспроизводимой или хранимой эталоном, осуществляемое при их поверке или калибровке. Размер единицы передается "сверху вниз"– от более точных СИ к менее точным.

Хранение единицы – совокупность операций, обеспечивающая неизменность во времени размера единицы, присущего данному СИ. Хранение эталона единицы ФВ предполагает проведение взаимосвязанных операций, позволяющих поддерживать метрологические характеристики эталона в установленных пределах. При хранении первичного эталона выполняются регулярные его исследования, включая сличения с национальными эталонами других стран с целью повышения точности воспроизведения единицы и совершенствования методов передачи ее размера.

Система передачи размеров единиц.

Как уже отмечалось, любая измерительная процедура состоит в сравнении неизвестного размера измеряемой величины с известным размером, в качестве которого используется размер соответствующей единицы.

Хранителем размера единицы опосредовано является средство измерений, используемое при проведении конкретной измерительной процедуры. Информация о размерах единиц закладывается в средства измерений при их изготовлении и выпуске в обращение путем приписывания определенных (номинальных) значений мерам, отметкам шкал измерительных приборов, функциям преобразования измерительных преобразователей.

Подобная метрологическая процедура называется градуировкой средств измерений. В некоторых случаях составляются градировочные таблицы или графики. Для ряда средств измерений, как правило, высокой точности, бывает необходимо определить поправки, используемые для уточнения результатов измерений, получены с помощью этих средств. Для этого определяют действительные значения величин, воспроизводимых мерами, или величин, соответствующих отметкам шкал измерительных приборов или определенным выходным сигналам измерительных преобразователей.

Такая метрологическая процедура называется калибровкой средств измерений. Сохранность информации о размерах единиц, заложенной в средства измерений, в процессе их эксплуатации контролируется путем поверки средств измерений.

Таким образом, путем градуировки, калибровки, поверки средств измерений осуществляется передача средствам измерений размеров единиц величин. Эти метрологические процедуры проводят путем сравнения значений величин, полученных с помощью данных средств измерений, с заведомо более точно известными значениями соответствующих величин.

Посредством этих процедур, осуществляемых путем сличений менее точных средств измерений с более точными средствами, размеры единиц, заложенные в средства измерений, последовательно приводят к размерам единиц, воспроизводимых и (или) хранимых соответствующими эталонами.

Использовать при градуировке, калибровке, поверке средств измерений (СИ) государственные эталоны нельзя. Эти уникальные средства являются национальным достоянием, основой технической независимости страны. Поэтому при централизованном воспроизведении единиц величин создают строгую, метрологический взаимоподчиненную, иерархическую систему передачи размеров единиц

В этой системе размеры единиц от эталонов передают с помощью средств измерений специального назначения, называемых образцовыми средствами измерений.

Специфичность образцовых средств измерений (ОСИ) заключается именно в их метрологическом назначении – эти средства измерений используются только в процедурах передачи размеров единиц. С целью обеспечения долговременной стабильности метрологических свойств образцовых средств измерений, использовать их в других целях запрещается.

Средства измерений, используемые для измерений не связанных с передачей размеров единиц, называются рабочими средства измерения.

Разделение средств измерений на образцовые и рабочие является, в некоторой степени, условным и определяется только метрологическим назначением СИ и не связано, в большинстве случаев, с их конструктивными или иными особенностями. Только очень ограниченное число типов средств измерений специально проектируется и выпускается как образцовые СИ. Основная масса средств измерений выпускается без указания их метрологического назначения. Затем в процессе эксплуатации конкретные экземпляры средств измерений отбираются для использования в качестве образцовых средств измерений.

Утверждение средств измерений в качестве ОСИ осуществляется органами государственной метрологической службы на основании всестороннего исследования метрологических свойств этих средств измерений в процессе их метрологической аттестации. Определяющим критерием при утверждении средств измерений в качестве ОСИ является высокая временная стабильность метрологических характеристик этих средств и малая, по сравнению с другими экземплярами однотипных средств измерений, случайная составляющая погрешности.

Поскольку стабильность метрологических свойств СИ во многом определяется интенсивностью их эксплуатации, использование рабочих средств измерений, даже высокой точности, в процедурах передачи размеров единиц без предварительной метрологической аттестации запрещается.

По метрологическому взаимоподчинённою и, следовательно, по точности образцовые средства измерений подразделяются на разряды. Образцовые средства измерений, получающие размер единицы непосредственно от эталонов, относятся к первому разряду, далее, по мере уменьшения точности, следуют ОСИ второго разряда, третьего и т. д.

Номенклатура, число разрядов ОСИ и количество ОСИ каждого разряда должны быть достаточны для передачи размера единицы всем без исключения средствам измерений каждой из измеряемых величин.

Следует отметить, что на каждом этапе передачи размера единицы от одного средства измерений к другому происходит накопление погрешностей. Поэтому, при значительном числе ступеней передачи размера единицы (значительное число разрядов ОСИ) простейшему из рабочих средств измерений можно гарантировать только весьма низкую точность. С другой стороны, при малом числе разрядов ОСИ и значительном количестве соподчиненных с ними средств измерений необходимо, с целью обеспечения оперативности Передачи размера единицы, увеличивать количество образцовых средств измерений каждого разряда. При этом существенно возрастает интенсивность использования эталона, что может привести к его преждевременному износу и потере требуемых метрологических свойств. Поэтому определение оптимального числа разрядов ОСИ для каждой из измеряемых величин является сложной технико-экономической задачей.

При определении числа разрядов образцовых средств измерений учитывают запас по точности эталона, общее количество эксплуатируемых средств измерений каждого уровня точности и назначение этих СИ, стоимость продукции, контролируемой этими СИ и требуемую точность рабочих средств измерений низшей точности как правило, наиболее многочисленных.

Определение стандартизация, технического нормирования. Уровни стандартизации: международная, региональная, национальная стандартизация.

Понятие стандартизация охватывает широкую область общественной деятельности, включающую в себя научные, технические, хозяйственные, экономические, юридические, эстетические, политические аспекты.

Во всех странах развитие государственного хозяйства, повышение эффективности производства, улучшение качества продукции, рост жизненного уровня связаны с широким применением различных форм и методов стандартизации. Правильно поставленная стандартизация способствует развитию специализации и кооперирования производства.

Стандартизация – установление и применение правил с целью упорядочения деятельности при участии всех заинтересованных сторон. Стандартизация должна обеспечить возможно полное удовлетворение интересов производителя и потребителя, повышение производительности труда, экономное расходование материалов, энергии, рабочего времени и гарантировать безопасность при производстве и эксплуатации.

Объектами стандартизации являются изделия, нормы, правила, требования, методы, термины, обозначения и т. п., имеющие перспективу многократного кратного использования.

Стандарт – нормативно-технический документ, устанавливающий комплекс норм, правил, требований к объекту стандартизации и утвержденный компетентным органом. Стандарт может быть разработан как на предметы (продукцию, сырье, образцы веществ), так и на нормы, правила, требования к объектам организационно-методического и общетехнического характера труда, порядок разработки документов, нормы безопасности, системы управления качеством и др.

Целями стандартизации являются:

• установление требований к качеству готовой продукции на основе стандартизации ее качественных характеристик, а также характеристик сырья, материалов, полуфабрикатов и комплектующих изделий;
• разработка и установление единой системы показателей качества продукции, методов и средств контроля и испытаний, а также необходимого уровня надежности изделий с учетом их назначения и условий эксплуатации;
• установление норм, требований и методов в области проектирования и производства с целью обеспечения оптимального качества и исключения нерационального многообразия видов, марок и типоразмеров продукции;
• развитие унификации промышленной продукции, повышения уровня взаимозаменяемости, эффективности эксплуатации и ремонта изделий;
• обеспечение единства и достоверности измерений, создание государственных эталонов единиц физических величин;
• установление единых систем документации;
• установление систем стандартов в области обеспечения безопасности труда, охраны природы и улучшения использования природных ресурсов.

Задачи стандартизации – с помощью стандартов, устанавливающих показатели, нормы и требования, соответствующие передовому уровню отечественной и зарубежной науки, техники и производства, содействовать обеспечению пропорционального развития всех отраслей народного хозяйства страны.

Стандарт разрабатывается на материальные предметы (продукцию, эталоны, образцы веществ), нормы, правила и требования различного характера.

Государственные стандарты обязательны к применению всеми предприятиями, организациями и учреждениями во всех отраслях народного хозяйства. Они распространяются преимущественно на объекты межотраслевого применения, нормы, параметры, требования, показатели качества продукции, термины, обозначения и др., необходимые для обеспечения единства и взаимосвязи различных областей науки и техники, производства, а также на продукцию массового и крупносерийного производства широкого и межотраслевого применения. Государственные стандарты утверждает Государственный комитет по стандартам.

Отраслевые стандарты обязательны для всех предприятий и организаций данной отрасли, а также для предприятий и организаций других отраслей, применяющих (потребляющих) продукцию этой отрасли.

Под отраслью здесь понимается совокупность предприятий и организаций независимо от их территориального распределения и ведомственной принадлежности, разрабатывающих и (или) изготовляющих определенные виды продукции, закрепленной за министерством, являющимся ведущим в ее производстве.

ОСТы разрабатывают на объекты, не подлежащие государственной стандартизации, в том числе на технологическую оснастку, инструмент, типовые технологические процессы отраслевого применения, а также нормы, правила, требования, необходимые для взаимосвязи предприятий.

Отраслевые стандарты устанавливают требования к продукции, не относящейся к объектам государственной стандартизации и необходимые для обеспечения взаимосвязи в производственно-технической и организационно-управленческой деятельности предприятий и организаций отрасли. Отраслевые стандарты могут ограничивать применение государственных стандартов для используемой в отрасли номенклатуры изделий, типоразмеров и т. п.

Отраслевые стандарты утверждает министерство, являющееся ведущим в производстве данного вида продукции. Отраслевые стандарты организационно-методического характера обязательны только для предприятий и организаций министерства, их утвердившего.

Республиканские стандарты обязательны для всех предприятий и организаций республиканского и местного подчинения республики независимо от их ведомственной подчиненности и устанавливают требования к продукции, выпускаемой этими предприятиями и организациями в том случае, когда на нее отсутствуют государственные или отраслевые стандарты.

Стандарты предприятия обязательны только для предприятия (объединения), утвердившего данный стандарт. Стандарты предприятия могут распространяться на составные части разрабатываемых или изготавливаемых на предприятии изделий, внутренние нормы и правила в области управления и организации производства, управления качеством продукции; оснастку и инструмент, типовые технологические процессы, методики измерений и контроля.

В Республике Беларусь высшим органом по стандартизации является Госстандарт Республики Беларусь. (Государственный комитет по стандартизации, метрологии и сертификации), который выполняет функции планирования, управления и контроля в области стандартизационного и метрологического обеспечения этих работ и работ по управлению качеством.

В подчинении Госстандарта находятся НИИ, которые занимаются проблемами стандартизации и метрологии, а также территориальные органы (службы), осуществляющие надзор и контроль за внедрением и соблюдением стандартов, по обеспечению единства измерений и качества продукции. Кроме того, в ГСС входят информационно-издательские службы, которые занимаются вопросами издания и распространения нормативных документов (НД) по стандартизации (в этих целях теперь широко используются компьютерные системы и сети).