Эталоны основных единиц международной системы единиц

Для обеспечения единства всех проводимых измерений создаются эталоны. Эталон единицы величины - техническое средство, предназначенное для воспроизведения, хранения и передачи единицы величины (ФЗ «Об обеспечении единства измерений»).

Если эталон воспроизводит единицу с наивысшей точностью, он называется первичным.

Создаются также и специальные эталоны, которые воспроизводят единицу в особых условиях (высокие и сверхвысокие частоты механических и электромагнитных колебаний, высокие и сверхвысокие значения энергии, давления, температуры, особые состояния вещества и т.п.).

Первичные и специальные эталоны, утвержденные Ростехрегулированием (ранее Госстандартом России) в качестве исходных, называются государственными эталонами. На каждый их них утверждается национальный (государственный) стандарт. Основные единицы Международной системы единиц (СИ) воспроизводятся с помощью государственных эталонов централизованно. Также централизованно воспроизводятся большинство важнейших производных единиц СИ (ньютон (Н), джоуль (Дж), паскаль (Па), ом (Ом), вольт (В), генри (Г), вебер (Вб) и др.).

Производные единицы, размер которых не может передаваться прямым сравнением с эталоном (например, единицы площади, объема), передаются посредством косвенных измерений, выполняемых в органах метрологической службы с помощью образцовых средств измерений.

Для выполнения большого объема поверочных работ и для обеспечения сохранности государственных эталонов в метрологической практике широко используются вторичные эталоны, размеры которых передаются от первичных эталонов. По своему назначению вторичные эталоны делятся на эталоны-копии, эталоны сравнения, эталоны-свидетели и рабочие эталоны.

Эталон-копия предназначен для передачи размера единицы рабочим эталонам. Обычно эталоны-копии создаются при большом количестве поверочных работ с целью предохранения первичного или специального эталона от преждевременного износа.

Эталон сравнения применяется для сличения эталонов, которые по каким-либо причинам не могут быть непосредственно сличены друг с другом.

Эталон-свидетель применяется для проверки сохранности государственного эталона и для его замены в случае потери или утраты.

Рабочий эталон предназначен для хранения единицы и передачи ее размера образцовым средствам измерений высшей точности (измерительным приборам высокой точности и наиболее точным рабочим мерам).

Государственные эталоны находятся на хранении в метрологических институтах России, а вторичные используются в них, а также в других крупных органах Государственной метрологической службы. По разрешению Ростехрегулирования допускается хранение и использование вторичных эталонов в органах ведомственных метрологических служб.

В Международном бюро мер и весов хранятся международные эталоны единиц физических величин, по которым периодически производятся сличения национальных эталонов. Например, эталоны килограмма и метра сличаются раз в 25 лет.

Образцовые средства измерений представляют собой утвержденный в установленном порядке комплекс мер, измерительных приборов и измерительных преобразователей, прошедших метрологическую аттестацию и предназначенных для поверки и градуировки по ним других средств измерений. На образцовые средства измерений выдаются свидетельства, в которых указаны метрологические параметры и разряд по общегосударственной поверочной схеме (рисунок 1).

На представленной схеме показана метрологическая цепочка передачи размеров единиц от первичных эталонов вторичным, от вторичных – рабочим, от рабочих – разрядным средствам измерений и от них – рабочим мерам и измерительным приборам. Образцовые средства измерений 1-го разряда поверяются непосредственно по рабочим эталонам, а образцовые средства последующих разрядов – по предшествующим. Рабочие меры и измерительные приборы наивысшей точности поверяются по рабочим эталонам, а средства измерений высшей точности – по образцовым мерам и измерительным приборам 1-го разряда.

Все образцовые средства измерений периодически поверяются. Сроки поверок устанавливаются правилами Ростехрегулирования.

Рис. 1 – Вариант передачи информации о размере единицы