Воспроизведение и передача единиц измерения

Таблица 2

Дольные множители	Кратные множители
Отношение к главной единице	Наименование приставки	Сокращенное обозначение приставки	Отношение к главной единице	Наименование приставки	Сокращенное обозначение приставки
10-1	Деци	д		Дека	да
10-2	Санти	с		Гекто	г
10-3	Милли	м		Кило	к
10-6	Микро	мк		Мега	М
10-9	Нано	н		Гига	Г
10-12	Пико	п		Тера	Т
10-15	Фемто	ф		Пета	П
10-18	Атто	а		Экса	Э

Совместно с системой SI допускается использование — там, где это целесообразно, — некоторых внесистемных единиц: для времени — минута, час, сутки, для плоского угла — градус, минута, секунда; для массы — тонна; для объема — литр; для площади — гектар; для энергии — электрон-вольт; для полной мощности — вольт-ампер и т. д.

Кроме рассмотренных видов единиц достаточно широко применяются относительные и логарифмические величины. Они представляют собой соответственно отношение двух одноименных величин и логарифм этого отношения. К относительным величинам, в частности, относятся атомные и молекулярные массы химические элементов.

Относительные величины могут выражаться в безразличных единицах, в процентах (1% = 0,01) или в промилле (1‰=0,001=0,1%).

Значение логарифмических величин выражается в белах (Б), согласно формуле или в неперах (Нп): . В этих отношениях и — энергетические величины (мощность, энергия, плотность энергии и т. п.); и — силовые величины (напряжение, ток, плотность тока, напряженность поля и т. п.); коэффициенты 2 и 0,5 учитывают, что энергетические величины пропорциональны квадрату силовых величин. Из соотношений видно, что один бел (1 Б) соответствует отношению или ; один непер (1 Нп) соответствует отношению или . Нетрудно выяснить, что 1 Нп = () Б = 0,8686 Б.

В радиотехнике, электронике, акустике логарифмические величины чаще всего выражают в децибелах (1 дБ = 0,1 Б):

(3)

Отношение мощностей в дБ записывается с коэффициентом 10, а отношение напряжений (или токов) — с коэффициентом 20.

Очевидно, что относительные и логарифмические единицы — инвариантны к используемой системе единиц, поскольку они определяются отношением однородных единиц.

Эталоны подразделяют на первичные и вторичные.

Первичные эталоны воспроизводят и (или) хранят единицы физических величин и передают их размеры с наивысшей точностью, достигнутой в данной области измерений. В некоторых случаях, когда прямая передача размера единицы от первичного эталона с требуемой точностью технически неосуществима (например, высокие и сверхвысокие частоты), создают специальные первичные эталоны (примером является специальный эталон мощности электромагнитных волн при частотах 2,59;…;37,5 ГГц в волноводных трактах).

Вторичные эталоны создаются для организации работ по передаче размеров единиц рабочим СИ в целях обеспечения сохранности и наименьшего износа первичного эталона. К вторичным эталонам относят: эталоны-копии, предназначенные для хранения и передачи размера единицы от первичного эталона рабочим эталонам; эталоны сравнения — для взаимного сличения эталонов, которые по тем или иным причинам нельзя непосредственно сличать друг с другом (примером является эталон сравнения вольта состоящий из группы нормальных элементов и используемый для его замены в случае порчи или утраты; рабочий эталон — для передачи размера единицы образцовым СИ 1-го разряда и при необходимости — рабочим СИ наивысшей точности.

Государственный эталон всегда реализуется в виде комплекса СИ и вспомогательных устройств, обеспечивающих воспроизведение, хранение и передачу размера единицы. Вторичные эталоны могут выполняться: в виде комплекса СИ; в виде одиночных эталонов; в виде групповых эталонов, состоящих из совокупности однотипных СИ, применяемых как одно целое для повышения надежности хранения единицы (при этом используется усреднение показаний размеров единиц отдельных составных СИ); в виде эталонного набора, позволяющего хранить и передавать размеры единицы в определенном диапазоне.

На схеме 1 показана метрологическая цепь передачи размеров единиц от эталонов к рабочим СИ. Образцовы СИ предназначены для передачи размеров единиц физических величин от эталонов или более точных образцовых СИ рабочим СИ. В качестве образцовых допускается применять СИ: специально выпускаемые как образцовые СИ; импортируемые; индивидуально отобранные, выпущенные в качестве рабочих СИ. Образцовые СИ делятся на разряды. Как видно из схемы 1, СИ первого разряда подлежат поверке непосредственно по эталонам. Если эталоны для данной физической величины не предусмотрены, поверку проводят методом косвенных измерений при помощи образцовых СИ других физических величин, функционально связанных с воспроизводимой величиной. Образцовые СИ второго, третьего и последующих разрядов подлежат поверке по образцовым СИ более высоких разрядов. Для разных видов измерений устанавливается различное число разрядов образцовых СИ, исходя из требований практики.

По назначению образцовые СИ делятся на исходные, имеющие наивысшую точность в данном подразделении метрологической службы, и подчиненные, которым передается размер единицы от исходного образца.