Какие погрешности средств измерений оказывают влияние на результаты измерений и их точность?

Результаты измерений можно использовать лишь е том случае, если оценена точность, правильность, сходимость и воспроизводимость измерений, т.е. определено числовое значение погрешности измерения, составной частью которой является погрешность средства измерений (или его точность). Точность средства измерения − это характеристика качества средства измерений, отражающая близость его погрешности к нулю. Класс точности средств измерения является обобщенной характеристикой данного типа средств измерений, как правило, отражающей уровень их точности, выражаемой пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность.

Различают следующие погрешности средств измерений:

• статические и динамические составляющие, возникающие в статическом и динамическом режиме применения СИ;

• инструментальные погрешности, возникающие вследствие недостаточно высокого качества элементов средств измерений (например, погрешности изготовления и сборки);

• погрешность метода измерения − как следствие несовершенства применяемого метода измерений (например, неточность соотношений между измеряемой и оцениваемой величинами);

• основную и дополнительную погрешности. Основная погрешность определяется как суммарная результирующая погрешность, возникающая при нормальных условиях эксплуатации (оговариваемых в нормативной документации) средств измерений. При использовании СИ на производстве возникают значительные отклонения от нормальных условий, что приводит к появлению дополнительных погрешностей. Они нормируются с помощью коэффициентов влияния изменения отдельных влияющих величин на изменение показаний.

• систематические, которые могут быть практически полностью устранены введением поправок, и прогрессирующие погрешности, изменяющиеся с течением времени (например, при старении деталей СИ, деформациях механических деталей).

В теории и практике измерений наиболее широко используют показатели точности, базирующиеся на принципах теории вероятностей и математической статистики. Учитывая это, ГОСТ 8.009 вводит статистические методы нормирования метрологических характеристик средств измерений.

Что такое эталоны физических величин, их классификация и назначение?

Эталон − это средство измерений (или комплекс средств измерений), предназначенное для воспроизведения и (или) хранения единицы и передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерения и утвержденное в качестве эталона в установленном порядке. Конструкция эталона, его свойство и способ воспроизведения единицы определяются природой данной физической величины и уровнем развития измерительной техники в данной области измерения. Эталон должен обладать тремя признаками − неизменностью, воспроизводимостью и сличаемостью.

Эталоны классифицируют на первичные, вторичные и рабочие. Первичный эталон обеспечивает воспроизведение единицы с наивысшей в стране (по сравнению с другими эталонами той же единицы) точностью. Первичный эталон ­­может быть государственным (национальным) и международным.

Государственный эталон − это первичный эталон, признанный решением уполномоченного на то государственного органа в качестве исходного на территории государства. Таким органом в нашей стране является Госстандарт РФ. Например, государственный эталон массы в России представляет собой платиновую цилиндрическую гирю, высота и диаметр которой равны 39 мм. Он храниться в НПО "ВНИИ им. Д.И. Менделеева" в особых специально созданных условиях. Под хранением эталона понимается совокупность операций, необходимых для поддержания метрологических характеристик эталона в установленных пределах. При этом назначается ученый хранитель государственного эталона, которым является должностное лицо государственного научного метрологического центра, несущее ответственность за правильное хранение и применение государственного эталона и его совершенствованию. Термины государственный эталон и национальный эталон отражают одно и то же понятие. Вследствие этого термин национальный эталон применяют в случаях проведения сличения эталонов, принадлежащим отдельным государствам, с международным эталоном или при проведении круговых сличений эталонов ряда стран, что является основой для взаимного признания результатов измерений, испытаний и сертификации.

Международный эталон принят по международному соглашению в качестве международной основы для согласования с ним размеров единиц, воспроизводимых и хранимых национальными эталонами. Международный прототип килограмма, хранимый в МБМВ, утвержден 1-й Генеральной конференцией по мерам и весам (ГКМВ).

Вторичный эталон − это эталон, получающий размер единицы непосредственно от первичного эталона данной единицы

Исходный эталон обладает наивысшими метрологическими свойствами (в данной лаборатории, организации, на предприятии), от него передают размер единицы подчиненным эталонам и имеющимся средствам измерений. Исходным эталоном в стране служит первичный эталон, исходным эталоном для республики, региона, министерства или предприятия может быть вторичный или рабочий эталон.

Рабочий эталон предназначен для передачи размера единицы рабочим средствам измерений. Термин рабочий эталон заменил собой термин образцовое средство измерений (ОСИ), что сделано в целях упорядочения терминологии и приближения ее к международной. При необходимости рабочие эталоны подразделяются на разряды (1-й, 2-й, n-й), как это было принято для ОСИ. В этом случае передачу размера единицы осуществляют через цепочку соподчиненных по разрядам рабочих эталонов. При этом от последнего рабочего эталона в этой цепочке размер единицы передают рабочему средству измерений.

Эталонная база страны представляет собой совокупность государственных первичных и вторичных эталонов, являющихся основой обеспечения единства измерений в стране.

Основными функциями эталона является воспроизведение единицы (основной или производной), передача размера единицы и хранение единицы физической величины. Воспроизведение единицы осуществляется путем

создания фиксированной по размеру физической величины в соответствии с определением единицы. Хранение единицы представляет собой совокупность операций, обеспечивающих неизменность во времени размера единицы, присущего данному средству измерения. Передача размера единицы - это приведение размера единицы физической величины, хранимой поверяемым средством измерений, к размеру единицы, воспроизводимой или хранимой эталоном. Передача размера осуществляется при поверке (калибровке) по поверочной схеме для средства измерения, которая является нормативным документом, устанавливающим соподчинение средств измерении, участвующих в передаче размера единицы от эталона рабочим средствам измерений (с указанием методов и погрешностей при передаче). Различают государственную поверочную схему, которая распространяется на все средства измерений данной физической величины, имеющиеся в стране, и локальную, распространяющуюся на средства измерений данной физической величины, применяемые в регионе, отрасли, ведомстве (ведомственные поверочные схемы) или на отдельном предприятии, в организации (локальные схемы предприятий и организаций). Государственные поверочные схемы разрабатываются государственными метрологическими центрами, утверждаются Госстандартом России.