Метрологическое обеспечение сертификации и качества

    Вторичные эталоны могут являться исходными (т. е. обладающими наивысшей точностью) для министерств, ведомств, предприятий. Вторичные эталоны утверждает Госстандарт, их хранят и применяют в органах  государственной метрологической  службы и метрологических служб  предприятий.

    Для сличений эталонов, которые по тем  или иным причинам не могут быть непосредственно сличены друг с  другом, применяют эталон сравнения.

    Передача  размеров единиц от эталонов рабочим  средствам измерений осуществляется с помощью рабочих эталонов. Рабочие эталоны предназначены для передачи размера единицы рабочим средствам измерений. Они могут являться исходными для министерств или предприятий.

    Метрологическая характеристика средств  измерений – характеристика свойства средства измерений, которая оказывает влияние на результаты и, следовательно, погрешности измерений. Метрологические характеристики, регламентированные в ТНПА, называют нормированными, а определяемые экспериментально -действительными.

     Измерения различают по способу получения  информации, по характеру изменений  измеряемой величины в процессе измерений, по количеству измерительной информации, по отношению к основным единицам.

     По  способу получения  информации измерения разделяют на прямые, косвенные, совокупные и совместные.

     Прямые  измерения — это непосредственное сравнение физической величины с ее мерой. Например, при определении длины предмета линейкой происходит сравнение искомой величины (количественного выражения значения длины) с мерой, т.е. линейкой.

     Косвенные измерения отличаются от прямых тем, что искомое значение величины устанавливают по результатам прямых измерений таких величин, которые связаны с искомой определенной зависимостью. Так, если измерить силу тока амперметром, а напряжение вольтметром, то по известной функциональной взаимосвязи всех трех названных величин можно рассчитать мощность электрической цепи.

     Совокупные  измерения сопряжены с решением системы уравнений, составляемых по результатам одновременных измерений нескольких однородных величин. Решение системы уравнений дает возможность вычислить искомую величину.

     Совместные  измерения — это измерения двух или более неоднородных физических величин для определения зависимости между ними.

     Совокупные  и совместные измерения часто  применяют в измерениях различных  параметров и характеристик в  области электротехники.

     По  характеру изменения  измеряемой величины в процессе измерений бывают статистические, динамические и статические измерения.

     Статистические  измерения связаны с определением характеристик случайных процессов, звуковых сигналов, уровня шумов и т.д.

     Статические измерения имеют место тогда, когда измеряемая величина практически постоянна.

     Динамические  измерения связаны с такими величинами, которые в процессе измерений претерпевают те или иные изменения.

     Статические и динамические измерения в идеальном  виде на практике редки.

     По  количеству измерительной  информации различают однократные и многократные измерения.

     Однократные измерения — это одно измерение одной величины, т.е. число измерений равно числу измеряемых величин. Практическое применение такого вида измерений всегда сопряжено с большими погрешностями, поэтому следует проводить не менее трех однократных измерений и находить конечный результат как среднее арифметическое значение.

     Многократные  измерения характеризуются превышением числа измерений количества измеряемых величин. Обычно минимальное число измерений в данном случае больше трех. Преимущество многократных измерений — в значительном снижении влияний случайных факторов на погрешность измерения.

     По  отношению к основным единицам измерения делят на абсолютные и относительные.

     Абсолютными измерениями называют такие, при которых используются прямое измерение одной (иногда нескольких) основной величины и физическая константа. Так, в известной формуле Эйнштейна Е=тс² масса (т) — основная физическая величина, которая может быть измерена прямым путем (взвешиванием), а скорость света (с) — физическая константа.

     Относительные измерения базируются на установлении отношения измеряемой величины к однородной, применяемой в качестве единицы. Естественно, что искомое значение зависит от используемой единицы измерений.

     С измерениями связаны такие понятия, как "шкала измерений", "принцип  измерений", "метод измерений".

     Шкала измерений — это упорядоченная совокупность значений физической величины, которая служит основой для ее измерения. Поясним это понятие на примере температурных шкал.

     Объектом  измерений являются физические величины, которые принято  делить на основные и производные.                                                                       

     Основные  величины не зависимы друг от друга, но они могут служить основой для установления связей с другими физическими величинами, которые называют производными от них. Вспомним уже упомянутую формулу Эйнштейна, в которую входит основная единица — масса, а энергия — это производная единица, зависимость между которой и другими единицами определяет данная формула. Основным величинам соответствуют основные единицы измерений, а производным — производные единицы измерений.

     Совокупность  основных и производных единиц называется системой единиц физических величин.

     Наиболее  широко распространена во всем мире Международная  система единиц СИ. Рассмотрим ее сущность.

     Генеральная конференция по мерам и весам (ГКМВ) в 1954 г. определила шесть основных единиц физических величин для их использования в международных  отношениях: метр, килограмм, секунда, ампер, градус Кельвина и свеча. XI Генеральная конференция по мерам и весам в 1960 г. утвердила Международную систему единиц, обозначаемую SI (от начальных букв французского названия Systeme International d' Unites), на русском языке — СИ. В последующие годы Генеральная конференция приняла ряд дополнений и изменений, в результате чего в системе стало семь основных единиц, дополнительные и производные единицы физических величин (см. приложение 19), а также разработала следующие определения основных единиц:

     •   единица длины — метр — длина пути, которую проходит свет в вакууме за 1/299792458 долю секунды;

     • единица массы — килограмм — масса, равная массе международного прототипа килограмма;

     •  единица времени — секунда — продолжительность 9192631770 периодов излучения, которое соответствует переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133 при отсутствии возмущения со стороны внешних полей;

     • единица силы электрического тока — ампер — сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенным на расстоянии 1м один от другого в вакууме, создал бы между этими проводниками силу, равную 2 • 10~⁷ Н на каждый метр длины;

     •   единица термодинамической температуры — кельвин — 1/273,16 (до 1967 г. единица именовалась градус Кельвина) часть термодинамической температуры тройной точки воды. Допускается также применение шкалы Цельсия;

     •    единица количества вещества — моль — количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько атомов содержится в нуклиде углерода-12 массой 0,012 кг;

     •   единица силы света — кандела — сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540 • 10¹² Гц, энергетическая сила которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср (Ватт на стерадиан — единица (производная) энергетической силы света. Стерадиан (ср) — единица измерения телесного (пространственного угла)).

     Приведенные определения довольно сложны и требуют  достаточного уровня знаний, прежде всего в физике. Но они дают представление о природном, естественном происхождении принятых единиц, а толкование их усложнялось по мере развития науки и благодаря новым высоким достижениям теоретической и практической физики, механики, математики и других фундаментальных областей знаний. Это дало возможность, с одной стороны, представить основные единицы как достоверные и точные, а с другой — как объяснимые и как бы понятные для всех стран мира, что является главным условием для того, 'чтобы система единиц стала международной.

     Международная система СИ считается наиболее совершенной  и универсальной по сравнению  с предшествовавшими ей. Кроме  основных единиц, в системе СИ есть дополнительные единицы для измерения  плоского и телесного углов —  радиан и стерадиан соответственно, а также большое количество производных  единиц пространства и времени, механических величин, электрических и магнитных  величин, тепловых, световых и акустических величин, а также ионизирующих излучений.

     На  сегодняшний день система СИ действительно стала международной, но вместе с тем, применяются и внесистемные единицы (например, тонна, сутки, литр, гектар и др).

      

3. Методы поверки и поверочные схемы.

 

     Рассмотрим  вторую составляющую государственного метрологического контроля — поверку  средств измерений.

    Поверка средств измерений  – это установление органом государственной метрологической службы (или другим официально уполномоченным органом, организацией) пригодности средства измерений к применению на основании экспериментально определяемых метрологических характеристик и подтверждения их соответствия установленным обязательным требованиям. Поверка средств измерений осуществляется в соответствии с требованиями СТБ 8003-93.

     Поверку средств измерений проводят с  целью установления их соответствия метрологическим и техническим  требованиям, определенным в технических  нормативных правовых актах, и признания  средства измерений пригодным к  применению.

 В Республике Беларусь существует два вида поверок:

- обязательные  поверки, осуществляемые государственными  метрологическими службами;

- поверки,  осуществляемые метрологическими  службами субъектов хозяйствования.

    Обязательной  поверке подлежат средства измерений, применяемые в сферах распространения  государственного метрологического надзора. Все остальные средства измерений  подлежат поверке в порядке, установленном  их владельцем.

    Поверка средств измерений проводится по методикам поверки, разработанным  в соответствии с требованиями РД РБ 50.8103 и утвержденным в результате проведенных государственных испытаний  по СТБ 8001 или метрологической аттестации по СТБ 8004. Поверку средств измерений  проводят лица, аттестованные в качестве поверителей в порядке, установленном Госстандартом.

Различают следующие виды поверок:

-первичная;

- периодическая;

-внеочередная;

-инспекционная;

- экспертная.

    Первичная поверка средств измерений проводится при выпуске их из производства или после ремонта, а также при ввозе из-за границы партиями, при продаже. Ей не подвергаются средства измерений, подлежащие метрологической аттестации; импортируемые средства измерений при наличии соглашений о взаимном признании результатов поверки между странами, участницей которых является Беларусь.

    Периодическая поверка – поверка средств измерений, находящихся в эксплуатации или на хранении, выполняемая через межповерочные интервалы времени, установленные с учетом обеспечения пригодности к применению средств измерений на период между поверками. В зависимости от стабильности того или иного средства измерений межповерочные интервалы могут устанавливаться от нескольких месяцев до нескольких лет.

    Внеочередная  поверка проводится до наступления срока очередной периодической. Такая необходимость может возникнуть вследствие разных причин:

- необходимости  подтверждения годности средства  измерений к применению;