МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное агентство по образованию

^{________________}

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра геофизических информационных систем

Реферат

по метрологии
(стандартизации)

«Государственные первичные эталоны и поверочные схемы основных единиц системы СИ»

Выполнил: студент группы ГИ-10-4 Фищенко Всеволод Романович                                                                                                                          _______

                                                                                
                                                                                                             Подпись

 

Проверил: доцент Олег Васильевич Горбатюк                                             _______

                        аспирант Иван Сергеевич Дешененков                                                                                Подпись

Сдан на проверку ________

Дата защиты ________                                                        Оценка _________

Москва – 2012

Аннотация.

Тема реферата: Государственные первичные эталоны и поверочные схемы основных единиц системы СИ

Реферат изложен на 13 страницах, с использованием 1 таблицы, 1 рисунка и 7 литературных источников.

В данной работе даны понятия о эталоне единицы величины; приведены основные первичные эталоны и даны их определения; указаны области применения стандартных образцов; указаны стандарты и рекомендации для основных средств измерения; даны общие сведения о передачи информации о размерах единиц, поверке и поверочных схемах; приведены поверочные схемы основных единиц системы СИ.

Содержание

Введение                                                                        
                                         4

Основные единицы измерений                                                                       
     5

Передача информации о размерах единиц                                                         8

Поверка и поверочные схемы                                                                              10

Заключение                                                                                 
                            12

Список используемой литературы                                                                      13

Введение

Государственные первичные эталоны, воспроизводя основные и производные единицы величин, передают их размеры посредством многоуровневой и разветвленной системы передач размеров единиц величин. 

Основным звеном, связующим Государственные первичные эталоны с рабочими средствами измерений являются ФБУ "Ростест-Москва" и другие Государственные региональные центры стандартизации, метрологии и испытаний.

Работы по совершенствованию эталонной базы осуществляются в соответствии с Программой «Эталоны России» на 2010–2013 гг. За последние три года база первичных эталонов существенно обновлена.

В настоящее время половину государственных первичных эталонов составляют эталоны со сроком эксплуатации менее 5 лет.

Современная эталонная база России по своему уровню не уступает эталонным базам развитых стран.

Для дальнейшего совершенствования эталонной базы, в целях содействия развитию новых наукоёмких технологий в приоритетных отраслях промышленности и науки при поддержке Правительства РФ совместно с Минпромторгом России в 2011 году Росстандартом разработан проект Ведомственной целевой программы «Проведение фундаментальных исследований в области метрологии, разработки государственных (в том числе, первичных) эталонов единиц величин» на 2012-2014 годы.

В 2011 года усовершенствовано 19 и создано 9 новых государственных первичных эталонов, которые позволят повысить достоверность измерений в приоритетных направлениях развития промышленности, науки и технологий

Основные единицы измерений

Эталон единицы величины - средство измерений, предназначенное для воспроизведения и хранения единицы величины (или кратных либо дольных значений единицы величины) с целью передачи ее размера другим средствам измерений данной величины.

От эталона единица величины передается разрядным эталонам, а от них – рабочим средствам измерений. Эталоны классифицируют на первичные, вторичные и рабочие.

Первичный эталон - это эталон, воспроизводящий единицу физической величины с наивысшей точностью, возможной в данной области измерений на современном уровне научно-технических достижений.

Первичный эталон может быть национальным (государственным) и международным. 

Государственный эталон единицы величины - эталон единицы величины, признанный решением уполномоченного на то государственного органа в качестве исходного на территории Российской Федерации.   

Международные эталоны хранит и поддерживает Международное бюро мер и весов (МБМВ). Важнейшая задача деятельности МБМВ состоит в систематических международных сличениях национальных эталонов крупнейших метрологических лабораторий разных стран с международными эталонами, а также и между собой, что необходимо для обеспечения достоверности, точности и единства измерений как одного из условий международных экономических связей. Сличению подлежат как эталоны основных величин системы СИ, так и производных. Установлены определенные периоды сличения. Например, эталоны метра и килограмма сличают каждые 25 лет, а электрические и световые эталоны - один раз в 3 года. 
Первичному эталону соподчинены вторичные и рабочие (разрядные) эталоны. Размер воспроизводимой единицы вторичным эталоном сличается с государственным эталоном. 

Каждый эталон состоит из воспроизводящей части и приспособлений или устройств, обеспечивающих съём и передачу информации о размере единицы.

Стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов – это образцы веществ и материалов, химический состав или физические свойства которых типичны для данной группы веществ (материалов), определены с необходимой точностью, отличаются высоким постоянством и удостоверены сертификатом. Они играют важную роль в обеспечении единства измерений.

Стандартные образцы используются для градуировки, поверки и калибровки химического состава и различных свойств материалов (механических, теплофизических, оптических и др.). Они могут применяться непосредственно для контроля качества сырья и промышленной продукции путем сличения. По существу стандартные образцы служат для поддержания единства измерений, т.е. являются средствами измерений. 

Стандартные образцы подвергаются специальным испытаниям, по результатам которых они получают свидетельства (сертификат) и вносятся в государственный реестр стандартных образцов, а он, в свою очередь, является составной частью (разделом) Государственного реестра средств измерений.
Образцы состава и образцы свойств в зависимости от уровня утверждения подразделяются на: государственные, отраслевые и предприятий.
В России действует Государственная служба стандартных образцов (ГССО) в составе НПО ВНИИМ  им. Д.И. Менделеева. 

Основные единицы измерения приведены в таблице.

Государственные первичные эталоны и государственные поверочные схемы для средств измерения определяются следующими стандартами и рекомендациями:

1)     Массы - ГОСТ 8.021-2005;

2)     Длины - МИ 2060-90;

3)     Времени - ГОСТ 8.129-99;

4)     Силы тока - ГОСТ 8.022—91;

5)     Температуры - ГОСТ 8.558-93;

6)     Силы света - ГОСТ 8.023-2003.

Основные единицы системы СИ

*Эталон единицы массы - килограмм - представляет собой цилиндр из сплава платины (90%) и иридия (10%), у которого диаметр и высота примерно одинаковы (около 30 мм).

Передача информации о размерах единиц

Правильность и точность заложенной в средства измерений информации о размере единиц устанавливается при утверждении типа средств измерений. Сохранность этой информации контролируется при первичной и всех последующих поверках средств измерений. 

Использование для градуировки, аттестации и поверки средств измерений непосредственно государственных эталонов не допускается. Эти эталоны являются национальным достоянием, ценностями особой государственной важности.

По государственным эталонам устанавливаются значения физических величин вторичных эталонов. Среди вторичных эталонов различают: эталоны-свидетели, предназначенные для проверки сохранности государственного эталона и замены его в случае порчи или утраты; эталоны сравнения, применяемые для сличения эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличены друг с другом; эталоны-копии, используемые для передачи информации о размере рабочим эталонам.  На рис. 1 приведён один из вариантов схемы передачи информации о размере единицы от государственного эталона к средствам измерений, из которой видно, что от вторичных эталонов информацию о размере единицы получают нижестоящие эталоны (1-го, 2-го, 3-го и 4-го разрядов) и рабочие средства измерений. 

Поверка и поверочные схемы

Поверку осуществляют по поверочным схемам, которые устанавливают систему передачи размера единицы физической величины от государственного эталона к рабочим СИ.

Поверочная схема – это утвержденный в установленном порядке документ, устанавливающий средства, методы и точность передачи размеров единиц от эталона или исходного образцового СИ рабочим СИ. Требования к содержанию и построению схем установлены ГОСТ 8.061-80.

Схемы подразделяются на государственные, ведомственные и локальные. Государственные поверочные схемы разрабатываются Главным центром государственных эталонов, являющимся хранителем государственного эталона единицы данной величины и утверждаются в качестве государственного стандарта. Нижестоящие поверочные схемы разрабатываются субъектами хозяйствования.

Поверочная схема должна включать не менее двух ступеней передачи размера единицы. В поверочной схеме должна быть представлена передача размера только одной физической величины. Схемы должны состоять из текстовой части и чертежа.

Текстовая часть схемы состоит из вводной части и пояснений к элементам поверочной схемы, несущим дополнительную информацию. Вводная часть охватывает назначение государственного первичного эталона (ГПЭ) и государственной поверочной схемы (ГПС), основные метрологические характеристики (МХ) эталона и порядок передачи размера единицы физической величины от первичного эталона при помощи вторичных эталонов и образцовых СИ рабочим средствам. В тексте приводится научно-техническое обоснование поверочных схем с позиций оптимальности структуры схемы, т.е. образцовых СИ, числа ступеней передачи размера и др. Это обоснование должно проводится с учетом следующего:

• Оптимальных соотношений погрешности поверяемого и образцового СИ;
• Допускаемой вероятности признания годным метрологически неисправного СИ;
• Допускаемого отношения числа метрологически исправных, но забракованных СИ к общему числу метрологически исправных СИ.

Далее в текстовой части приводятся разделы: эталонов, образцовых СИ, рабочих СИ. Каждый раздел начинается с перечня СИ, которые могут быть использованы как эталонные и образцовые. Указываются Метрологические Характеристики, доверительные вероятности при определении погрешностей. Приводятся наименования СИ, которые могут быть поверены эталонами или образцовыми СИ с указанием метода поверки и его погрешности.

Графическая часть поверочной схемы должна состоять из нескольких горизонтальных полей, соответствующих ступеням передачи размера единицы физической величины от государственного эталона к рабочим СИ. В левой части чертежа указывается наименование полей (эталоны, образцовые СИ 1 разряда, СИ 2 разряда и т.д., рабочие СИ). В верхнем поле чертежа поверочной схемы указываются наименования эталонов в порядке их соподчиненности. Под полем эталонов располагается поле образцовых СИ 1 разряда, 2 разряда и т.д. Под полем образцового СИ низшего разряда помещаются поля рабочих СИ, слева направо в порядке убывания точности: наивысшей, высшей, высокой, средней и низшей точности.

Наименования эталонов, образцовых и рабочих СИ заключают в прямоугольники с указанием номинальных значений или диапазонов измерений и погрешностей. Наименование методов поверки заключают в круги или горизонтальные овалы, которые располагаются между прямоугольниками с наименованием СИ. Здесь же указывается допускаемая погрешность метода поверки.

Поверочные схемы основных эталонов приведены в соответствующих ГОСТах, указанных выше, и показаны в Приложении1.

Заключение

Основные единицы СИ создают основу для определения всех стальных единиц измерений Международной системы единиц.  По мере развития науки и совершенствования измерительной техники определения единиц пересматриваются.  Чем выше точность измерений, тем более тщательно должны быть реализованы единицы измерений. Важнейшим условием повышения качества жизни, развития экономики, научно-технического прогресса и безопасности является обеспечение единства измерений в стране. Каждый из эталонов представляет собой сложнейший комплекс оборудования, базирующийся на последних достижениях прецизионного приборостроения, лазерной интерферометрии, координатно-измерительной техники с программным управлением, компьютерной обработки измерительной информации. 

Без эталонов немыслимы прецизионное машиностроение, судостроение, энергетика, аэрокосмический комплекс, оборонная, автомобильная, медицинская и многие другие отрасли промышленности.

Список литературы

1)     ГОСТ 8.021 – 2005 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений массы

2)     ГОСТ 8.022 – 91 Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений силы постоянного электрического тока в диапазоне 1*10^-16 – 30 А

3)     ГОСТ 8.023 – 2003 Государственная поверочная схема для средств измерений световых величин непрерывного и импульсного излучения

4)     ГОСТ 8.061 – 80 Государственная система обеспечения единства измерений. Поверочные схемы            . Содержание и построение

5)     МИ 2060-90 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений длины в диапазоне от 1/1000000 до 50 м и длин волн в диапазоне от 0,2 до 50 мкм.

6)     ГОСТ 8.129 – 99 Государственная поверочная схема для средств измерений времени и частоты

7)     ГОСТ 8.558-93 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры