Значимую роль в экономике любого государства играют метрологические стандарты, посредством которых осуществляется измерение физических параметров различных объектов. Для этого задействуются средства измерений, применение которых регламентируется отдельными положениями законодательства. В чем заключается специфика регулирования метрологии в России? Какие нормы права характеризуют утверждение и применение средств метрологических измерений?

Что такое метрология?

Для начала изучим некоторые теоретические моменты, отражащие особенности метрологии. метрологические характеристики — термины, имеющие отношение к данной научной отрасли.

Основные направления метрологии:

Теория измерений;

Применение физических величин;

Проблематика определения точности тех или иных измерений, а также нахождения единообразия в подходах к ним;

Выбор эталонов и образцов, а также практическое их внедрение в различных сферах хозяйства.

Основной предмет изучения рассматриваемой дисциплины — методы и инструменты, которые применяются в целях учета тех или иных объектов, исходя из их массы, длины, объема, мощности и т. д.

Основные понятия, которые применяются в метрологии:

Физический параметр (представляющий собой свойство объекта, которое отличает его по определенным критериям от других, даже если они в достаточной мере схожи с ним);

Измерение (процедура, предполагающая нахождение определенного значения по физическому параметру посредством применения различных инструментов и при сопоставлении со стандартными величинами);

И контроля — инструменты, которые задействуются в целях измерения той или иной единицы физического параметра.

Если говорить конкретно о средствах измерений, то можно отметить, что таковые могут быть представлены в нескольких разновидностях. Рассмотрим их подробнее.

Классификация

В общем случае под средством измерений принято понимать технический инструмент, задействуемый в целях измерения тех или иных объектов, которое обладает нормированными метрологическими параметрами, приспособлено к воспроизведению либо хранению определенных физических параметров, величина которых принимается как постоянная в рамках установленного интервала времени.

Можно отметить, что утверждение типа средств измерений в России осуществляется на уровне федеральных органов власти, таких как Федеральное агентство по и метрологии. В чем же заключаются особенности ее классификации? Средства измерений также тесно связаны с данным термином) могут быть представлены, в частности:

Мерой (как средством, которое задействуется в целях воспроизведения физических параметров конкретного размера);

Прибором (как средством, которое задействуется в целях выработки определенного сигнала по измерительным данным в удобной для пользователя форме);

Преобразователем (как средством, которое применяется в целях выработки сигнала по измерительным данным, который подлежит передаче в дальнейшую обработку в рамках задействуемой инфраструктуры);

Измерительной системой (как совокупностью средств, которые используются в целях выработки измерительных сигналов в требуемом формате, включая пользовательский).

Еще один критерий классификации средств измерений — уровень их автоматизации. Так, они бывают:

Автоматическими;

Частично автоматизированными;

Ручными.

Метрологические средства измерения также могут быть классифицированы исходя из их стандартизации. Так, они могут быть:

Стандартизованными;

Нерегулируемыми.

Еще один критерий классификации средств измерений — функциональность в рамках поверочной схемы. Так, они могут быть:

Эталонами;

Рабочими инструментами.

Другой важный критерий средств измерений — значимость измеряемого параметра. Исходя из указанного критерия, они могут быть:

Основными;

Вспомогательными.

В первом случае осуществляется измерение физического параметра, который важен с точки зрения успешного решения измерительной задачи. В свою очередь, есть средства измерений, метрологические характеристики которых предполагают измерение только тех параметров, которые имеют ограниченное влияние, но тем не менее важных и требующих учета.

Рассмотрим теперь собственно сущность метрологических характеристик рассматриваемых инструментов. Одним из источников данных для нас будут ГОСТы, регулирующие применение соответствующей инфраструктуры.

Метрологические характеристики инструментов измерения

В соответствии с государственными стандартами, регламентирующими то, каким образом должны задействоваться средства измерений, метрологические характеристики — это технические параметры, которые описывают свойства соответствующих инструментов, а также влияющие на результаты тех или иных измерений, проводимых в целях осуществления оценки их качества, а также в целях корректного определения их результатов.

Характеристики, о которых идет речь, могут быть нормируемыми или экспериментальными. Первые фиксируются в нормативной документации. Например, той, что включена в формируемый ВНИИМС госреестр средств измерений. Вторые задействуются в конкретной ситуации с учетом особенностей производственного процесса или среды, в которой осуществляются измерения.

Особенности реестра средств измерений

Полезно будет более подробно рассмотреть то, что представляет собой государственный реестр инструментов измерений. Данный ресурс входит в Федеральный информационный фонд и задействуется в целях регистрации тех решений, которые утверждены Росстандартом. Реестр средств измерений состоит из разделов, в которых отражены сведения:

Об инструментах, утвержденных Росстандартом, свидетельствах о введении средств измерений;

Конкретных экземплярах инструментов, утвержденных Росстандартом;

Аккредитованных государственных центрах, в которых проводятся испытания средств измерений.

Цели ведения реестра

Рассматриваемый реестр ведется в целях:

Учета инструментов измерений;

Формирования централизованных фондов сведений о соответствующих решениях, которые допущены к выпуску российскими предприятиями, а также к применению в тех или иных сферах хозяйства;

Регистрации аккредитованных учреждений, занимающихся испытаниями инструментов измерений;

Учета оформленных свидетельств о внедрении средств измерений, а также аттестатов аккредитованных учреждений, занимающихся испытаниями,

Учета программ испытаний инструментов измерений;

Информационного сопровождения граждан, организаций, а также национальных метрологических учреждений государств, которые участвуют в сотрудничестве по вопросам признания испытаний и внедрения средств измерений.

В отношении каждого типа инструментов, сведения о котором отражаются в Реестре, фиксируются:

Наименование;

Регистрационный номер;

Предназначение;

Страна-изготовитель;

Производитель;

Название центра испытаний;

Период действия сертификата;

Сведения об интервале между поверками;

Сведения о методике поверки.

Утверждение конкретного типа средств измерений осуществляется Росстандартом на основе итогов испытаний соответствующих инструментов, проведенных специализированными государственными центрами.

Если говорить о роли государства в регламентации применения инструментов, о которой идет речь, и о том, чтобы дополнять создаваемый ВНИИМС госреестр средств измерений с точки зрения нормирования работы специалистов, проводящих исследование физических параметров в тех или иных сферах, то можно обратить внимание на такие направления деятельности госструктур, как поверка и сертификация инфраструктуры измерений. Изучим данный аспект подробнее.

Поверка инструментов измерений

Итак, наряду с такими направлениями деятельности, как, например, утверждение типа средств измерений, государство ведет активную работу по регламентации их применения. В частности, в таком направлении, как поверка. Регламентируется ее проведение отдельным федеральным законом.

В соответствии с его положениями поверка инструментов измерений в ряде случаев является обязательной. Так, например, государственные средства измерений перед непосредственной эксплуатацией, а также при осуществлении их ремонта должны быть проверены — в рамках первичного или периодического мероприятия соответствующего типа.

Задача пользователей данных инструментов — своевременно осуществлять проверку. В принципе, хозяйствующие субъекты вправе провести ее самостоятельно, но только при одном условии — наличии аккредитации на предмет деятельности в сфере по обеспечению единства технических измерений. В некоторых случаях поверку должна проводить специализированная метрологическая служба, имеющая аккредитацию. Как правило, это касается тех случаев, когда правительством РФ определен конкретный перечень инструментов измерений, в отношении которых поверка должна проводиться по соответствующей схеме.

После того как рассматриваемая процедура проведена, выписывается свидетельство о ее осуществлении. Компетентные государственные ведомства могут разрабатывать специальные поверочные знаки, а также структуру соответствующего документа. Кроме того, некоторые госструктуры могут быть уполномочены на сбор результатов осуществления поверок по различным средствам измерений.

В некоторых случаях, даже если тот или иной инструмент не входит в перечень средств измерений, в отношении которых проведение поверок обязательно, пользователь подобной инфраструктуры может провести соответствующую процедуру добровольно.

Сертификация инструментов измерений

В рамках государственного регулирования пользования различными средствами измерений также осуществляется сертификация данной инфраструктуры. Ее сущность — в подтверждении прежде всего безопасности пользования тем или иным устройством. Кроме того, сертифицированный инструмент включается в государственный реестр средств измерений. Как правило, рассматриваемая процедура предполагает оформление:

Сертификата по ГОСТ Р либо декларации соответствия инструмента ГОСТ Р;

Сертификата о типе инструментов измерения.

Сертификация может быть осуществлена в Росстандарте либо в одном из аккредитованных центров. Сертификация — процедура, которая, как и поверка, может быть обязательной для определенных инструментов измерений. Как правило, подобные требования устанавливаются для средств измерения, которые используются в таких сферах:

Деятельность вооруженных сил государства;

Медицина;

Деятельность силовых структур;

Картография;

Геодезия;

Сфера регулирования реализации единства измерений.

Утверждение инструментов измерений

Полезно будет рассмотреть такой аспект применения инструментов, о которых идет речь, как утверждение средств измерения. Данная процедура также осуществляется при участии государства как часть метрологического контроля. Утверждение того или иного типа средства измерения осуществляет компетентная метрологическая служба. При этом устанавливаются:

Методики осуществления поверки характеристик средства измерения;

Конкретные показатели точности по измерению величин;

Оптимальные интервалы осуществления поверки инструмента.

По итогам утверждения средства измерения компетентное ведомство выдает специальный документ. Речь идет о таком источнике, как свидетельство об утверждении средств измерений. Оно может быть оформлено и на отдельно взятое устройство, и на серийный выпуск соответствующих решений.

Условием получения второго типа документа может быть соблюдение производителем определенных технических условий. Для того чтобы оформить свидетельство средств измерения, необходимо также разработать специальную документацию по эксплуатации инструмента. Если говорить о документе для серийного производства решений, то он выдается компетентными органами на 5 лет. После этого возможно его продление на основании запроса от фирмы-производителя. В свою очередь, если сертификат выдан на единичный продукт, то срок его действия соответствует периоду службы устройства.

Калибровка инструментов измерений

Еще один важный аспект государственного регулирования сферы метрологии — правовые акты, регламентирующие, каким образом должна осуществляться калибровка средств измерений. Что обозначает данный термин?

Калибровка инструментов измерений — это процедура, осуществляемая в целях определения, а также подтверждения фактических значений по метрологическим характеристикам, а также пригодности инструмента измерений к применению. Главное отличие калибровки от поверки — это то, что рассматриваемая процедура реализуется прежде всего в отношении тех средств измерений, что не подлежат контролю и надзору государственными органами.

В соответствии с законодательством РФ те инструменты, которые не применяются в области государственного регулирования при обеспечении единства измерений, в добровольном порядке могут быть откалиброваны. Данная процедура осуществляется с применением различных эталонов, которые сопоставляются с государственными первичными эталонами или же при их отсутствии с национальными, которые приняты в иностранных государств.

Калибровку могут проводить частные лица — хозяйственные общества и индивидуальные предприниматели при условии прохождения добровольной аккредитации. Результаты данной процедуры могут быть впоследствии использованы в рамках поверки тех или иных средств измерения в порядке, определяемом правительством России. Таким образом, несмотря на то, что калибровка средств измерений осуществляется добровольно, государство тем не менее может прописывать регламенты, определяющие проведение данной процедуры, а также применение ее результатов.

Постараемся в этой статье компактно разобрать целый свод тем: метрологию, связанную с ней стандартизацию, государственные российские метрологические центры, а также средства измерения - их характеристики, виды, классификацию и использование. Начнем с самой общей вводной темы - науки, называемой метрологией.

Метрология: определения, цели, законы

Взаимосвязанные между собой понятия. Метрология (др.-греч. μέτρον + λόγος - "мера" + "наука") - наука о мерах и весах, а именно об измерении, его методах и средствах, помогающих обеспечить единство и точность измерений.

Основы метрологии предполагают следующие цели и задачи:

• разработка единой теории измерений;
• образование ряда ;
• разработка и последующая стандартизация средств и их точности, стремление к единообразию и унификации;
• выработка четких систем эталонов, образцов измерений, основой которых являются физические константы;
• изучение системы мер и весов в исторической ретроспективе.

Основных законов метрологии выделяют три:

1. Любое измерение - это сравнение.
2. Никакое измерение без априорных данных получить невозможно.
3. Итоги любого измерения без округления значений - всего лишь случайная величина.

Разделы метрологии

Наука подразделяется на несколько составляющих:

• Теоретическая. Основы метрологии зиждутся на теории. Этот раздел изучает наиболее общие проблемы количественных измерений, а также непосредственно разрабатывает теоретические догматы.
• Законодательная. Общественная наука, определяющая обязательные юридические и технические условия использования единиц, методов и средств измерения.
• Прикладная. Экспериментальный, практический раздел метрологии, вводящий разработки теоретической составляющей в жизнь, а также занимающийся метрологическим обеспечением.
• Историческая. Изучает единицы измерений прошлого, их прогрессию во времени, определяет их названия, а также соотношения с эталонами мер и весов современности.
• Специализированные направления. Сюда относят "специальную" метрологию - медицинскую, химическую, авиационную, биологическую (биометрию).

Стандартизация в метрологии

Метрология и стандартизация тесно связаны между собой. Стандартизация в этом аспекте - общие и частные правила метрологического обеспечения, сопровождающего производственный процесс. Объектами дисциплины будет все относящееся к изделию: нормативные документы с требованиями по качеству, нормами допусков, а также методами достижения эталонного результата. При этом выработанные стандарты могут применятся не только на конкретном предприятии, но и стать общеполезными.

Цели стандартизации в метрологии следующие:

• Определение основных характеристик качественной эталонной продукции, первым делом для этого стандартизируют комплектующие и исходный материал.
• Разработка определенных критериев к качеству получаемого изделия, при этом определяются средства метрологического контроля.
• Стремление к однородности выпускаемой продукции.
• Создание системы эталонов, обеспечение единства всех измерений на предприятии.

Метрология и стандартизация оперируют двумя основными документами:

• Стандарт - нормативно-технологический акт с определенными нормами, правилами и требованиями к производству и готовому продукту. Действующий стандарт - это утвержденный уполномоченной организацией.
• ТУ (технические условия) - ряд правил, норм и требований к конкретной разновидности изделия.

Масштаб стандартизации в метрологии:

• Международный. Международные центры стандартизации и метрологии создаются силами нескольких государств, объединенных торговлей, общими научными разработками, выстраиванием совместной обороны и пр.
• Государственный. Стандартизация в метрологии, осуществляемая государственными властями, которые также строят перспективы ее развития.
• Национальный. Опять же государственный масштаб, но без прямого вмешательства властных структур.

Главный российский центр стандартизации и метрологии - это ГСС (госсистема стандартизации). Этот комплекс объединяет все разработанные требования в одно целое, помогает стандартизировать производство и продукцию всех отечественных заводов и комбинатов.

Государственные центры метрологии и сертификации

Согласно ФЗ "Об обеспечении единства измерений" на государственном уровне управляет деятельностью по обеспечению унификации измерений Госстандарт РФ. В его ведении находится и ГМС - государственная метрологическая служба. Она включает в себя следующие составляющие:

• Отделения центрального аппарата Госстандарта РФ отвечают за планирование, управление и контроль за единством измерений на государственном межотраслевом уровне.
• ГНМЦ (государственные научные метрологические центры) - ответственны за разработку, хранение и применение стандартов-эталонов, а также за составление нормативной документации, обеспечивающей единство измерений.
• Подразделения ГМС масштаба субъектов РФ - осуществление метрологического контроля на конкретных территориях.

Центры эталонов в РФ

Главнейшим центром государственной метрологии считается ВНИИМС - Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы. Он осуществляет научное и методическое руководство всеми метрологическими службами, координирует их деятельность, а также занимается разработкой самых разнообразных (экономических, организационных, научных) основ метрологического обеспечения.

Помимо ВНИИМС важными центрами эталонов в РФ также будут:

• ВНИИМ. Здесь созданы и хранятся почти все эталоны Всемирной системы мер и весов, исключая образцы единиц частоты и времени. В институте сосредоточено более 50 % всех российских государственных эталонов.
• ВНИИФТРИ. Помимо эталона времени в этом институте находится образец магнитных, радиотехнических величин, единицы частоты, твердости, давления, ионизирующего излучения, низких температур и др.
• ВНИИОФИ. Измерения различных параметров лазеров, медицинские показатели, спектрометрия, оптические величины и др.
• СНИИМ. Эталоны электрических, магнитных, радиотехнических величин и др.

Деятельность центров метрологии

Основной вектор деятельности ГМС - обеспечение единства всех измерений в государстве. Также на ее доле ответственность за метрологическое сопровождение измерений в России, госконтроль в сфере метрологии. Направления работы ГМС - это еще:

• создание эталонов, государственных и вторичных;
• формирование систем транслирования или передачи параметров единиц ФБ рабочим СИ;
• госнадзор за изготовлением/применением/состоянием/ремонтом систем измерения;
• метрологическая экспертиза различных изделий;
• методическое сопровождение нижестоящих метрологических служб.

Функции Росстандарта

Росстандарт и метрология - это выполнение данным учреждением таковых функций:

• Координация работы по обеспечению единства измерений.
• Разработка правил создания, хранения, утверждения и эксплуатации эталонов величин.
• Метрологический госнадзор.
• Руководство ГМС и иными службами, ответственными за единство измерений.
• Утверждение эталонов и нормативных актов, обеспечивающих единство измерений.
• Признание технических устройств средствами измерения.
• Разработка и утверждение методов проведения измерений.
• Аккредитация центров, испытывающих СИ.
• Утверждение типов СИ.
• Ведение Госреестра СИ.
• Утверждение списков СИ, подлежащих поверке.
• Разработка процесса лицензирования физических и юридических лиц, изготавливающих, ремонтирующих, продающих или сдающих в прокат СИ.
• Планирование и организация различной метрологической деятельности и пр.

СИ - это...

Перейдем плотнее к метрологии и измерениям. - которыми проводятся измерения. Его характеризует то, что оно воспроизводит или хранит в себе единицу измерения какой-либо физической величины.

ФЗ РФ № 102 определяет СИ как средство, одно из предназначений которого - измерения. Отнести какое-либо устройство к средствам измерения в нашей стране может только Федеральное агентство по техрегулированию и метрологии.

Классификация СИ

Приведем самые распространенные классификации средств измерения в метрологии и измерениях:

• По измерительным параметрам для определения:
  • давления;
  • температуры;
  • количества;
  • уровня;
  • концентрации раствора и пр.
• По значимости измеряемого:
  • основные средства;
  • вспомогательные средства.
• По стандартизации СИ:
  • стандартизированные;
  • не относящиеся к стандартизированным.
• По положению в поверочной схеме:
  • эталоны;
  • рабочие СИ.
• По уровню автоматизации:
  • ручные;
  • автоматизированные;
  • автоматические.
• По техназначению:
  • мера физической величины - СИ, воспроизводящее или хранящее величину одного/нескольких размеров;
  • измерительный прибор - СИ, с помощью которого можно узнать значение измеряемого в определенном диапазоне;
  • - СИ, которое преобразует одну измеряемую величину в другую;
  • измерительная установка - комплекс, объединяющий в себе несколько измерительных преобразователей, приборов или мер, который располагается в определенной локации;
  • измерительная система - комплекс, который объединяет в себе несколько мер, приборов, установок и преобразователей, способный снимать измерения в разных частях объекта;
  • измерительно-вычислительный комплекс - система, объединяющая несколько СИ, ЭВМ, предназначенная для решения одной или нескольких измерительных комплексных задач.

Измерения: виды и методы

Измерением называется нахождение значения искомой величины опытным путем посредством СИ. Основных его методов два - непосредственной оценки и сравнения с мерой. Последний дополнительно подразделяется на дифференциальный, нулевой, метод совпадений и противопоставления. Относительно применяемых СИ различают органолептический, эвристический, экспертный и инструментальный метод.

Говоря о метрологии и измерениях, представим классификацию видов последних:

• По характеристике точности: равноточные и неравноточные. Или максимальной точности, контрольно-поверочные и технические.
• По способу получения данных: контактные и бесконтактные.
• По числу измерений: однократные и многократные.
• По типу изменения измеряемой величины: статические и динамические.
• По предназначению: метрологические и технические.
• По разновидности представления результата: относительные и абсолютные.
• По методам получения результативных данных: прямые, косвенные, совокупные и совместные.

Области применения СИ

В заключение темы "Метрология, измерения, средства измерений" обозначим области применения СИ, продиктованные ФЗ № 102:

• охрана окружающей среды;
• охрана труда;
• госконтроль;
• области деятельности в оборонном комплексе;
• гидрометеорология;
• финансовые, налоговые, таможенные, банковские операции;
• спорт;
• безопасность дорожного движения;
• ветеринария;
• судебная система;
• электросвязь, почта;
• оценка соответствий;
• медицина;
• контроль на производстве;
• география, геодезия;
• расфасовка продукции;
• торговля;
• области атомной энергетики.

Стандарты и метрология имеют важнейшее значение как для научной, экспериментальной деятельности, так и для всех сфер жизни общества. Если без стандартизации в метрологии трудно представить производство, то средства измерений тем более стали неотъемлемой частью жизни человечества.

) в течение известного интервала времени.

Энциклопедичный YouTube

Классификация средств измерений

По техническому назначению:

• мера физической величины - средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью;
• измерительный прибор - средство измерений, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне;
• измерительный преобразователь - техническое средство с нормируемыми метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации или передачи;

• измерительная установка (измерительная машина) - совокупность функционально объединённых мер , измерительных приборов , и других устройств, предназначенная для измерений одной или нескольких физических величин и расположенная в одном месте;
• измерительная система - совокупность функционально объединённых мер , измерительных приборов , измерительных преобразователей , ЭВМ и других технических средств, размещённых в разных точках контролируемого объекта и т. п. с целью измерений одной или нескольких физических величин, свойственных этому объекту, и выработки измерительных сигналов в разных целях;
• измерительно-вычислительный комплекс - функционально объединённая совокупность средств измерений, ЭВМ и вспомогательных устройств, предназначенная для выполнения в составе измерительной системы конкретной измерительной задачи.

• автоматические;
• автоматизированные;
• ручные.

• рабочие средства измерений.

По значимости измеряемой физической величины:

• основные средства измерений той физической величины, значение которой необходимо получить в соответствии с измерительной задачей;
• вспомогательные средства измерений той физической величины, влияние которой на основное средство измерений или объект измерений необходимо учитывать для получения результатов измерений требуемой точности.

По измерительным физико- химическим параметрам:

• для измерения температуры;
• давления;
• расхода и количества;
• концентрации раствора;
• для измерения уровня и др.

Метрологические характеристики средств измерений

Все средства измерений, независимо от их конкретного исполнения, обладают рядом общих свойств, необходимых для выполнения ими их функционального назначения. Согласно ГОСТ 8.009-84, метрологическими характеристиками называются технические характеристики, описывающие эти свойства и оказывающие влияние на результаты и на погрешности измерений, предназначенные для оценки технического уровня и качества средства измерений, для определения результатов измерений и расчётной оценки характеристик инструментальной составляющей погрешности измерений.

Характеристики, устанавливаемые нормативно-техническими документами, называются нормируемыми, а определяемые экспериментально - действительными. Ниже приведена номенклатура метрологических характеристик:

• Характеристики, предназначенные для определения результатов измерений (без введения поправок):
  • Функция преобразования измерительного преобразователя, а также измерительного прибора с наименованной шкалой;
  • Значение однозначной меры;
  • Цена деления шкалы измерительного прибора или многозначной меры;
  • Вид выходного кода для цифровых средств измерений;
• Характеристики погрешностей средств измерений;
• Характеристики чувствительности средств измерений к влияющим величинам;
• Динамические характеристики средств измерений

Поверка и сертификация средств измерений

На средство измерений утверждённого типа оформляется свидетельство (ранее - сертификат) об утверждении типа средств измерений.

Поверке подлежат только средства измерений, внесенные в государственный реестр средств измерений, допущенных к использованию в Российской Федерации. После процедуры поверки оформляется свидетельство о поверке. Остальные технические устройства подлежат калибровке . После процедуры калибровки оформляется сертификат калибровки.

Средство измерений так же может быть выбрано участниками измерений произвольно в тех случаях, когда средства измерений утверждённого типа недоступны или в них нет необходимости.

1.4.1 Виды средств измерений

По метрологическому назначению средства измерений делятся на образцовые и рабочие.

Образцовые предназначены для поверки по ним других средств измерений как рабочих, так и образцовых менее высокой точности.

Рабочие средства измерений предназначены для измерения размеров величин, необходимых в разнообразной деятельности человека.

Сущность разделения средств измерений на образцовые и рабочие состоит не в конструкции и не в точности, а в их назначении.

К средствам измерения относятся:

Меры, предназначенные дли воспроизведения физической величины заданно го размера. Различают однозначные и многозначные меры, а также наборы мер (гири, кварцевые генераторы и т. п.). Меры, воспроизводящие физические величины одного размера, называются однозначными . Многозначные меры могут воспроизводить ряд размеров физической величины, часто даже непрерывно заполняющих некоторый промежуток между определенными границами. Наиболее распространенными многозначными мерами являются миллиметровая линейка, вариометр и конденсатор переменной емкости.

В наборах и магазинах отдельные меры могут объединяться в различных сочетаниях для воспроизведения некоторых промежуточных или суммарных, но обязательно дискретных размеров величин. В магазинах объединены в одно механическое целое, снабженное специальными переключателями, которые связаны с отсчетными устройствами. В противоположность этому набор состоит обычно из нескольких мер, которые могут выполнять свои функции как в отдельности, так и в различных сочетаниях друг с другом (набор концевых мер длины, набор гирь, набор мер добротности и индуктивности и т. д.).

Сравнение с мерой выполняют с помощью специальных технических средств — компараторов (равноплечие весы, измерительный мост и т. п.).

К однозначным мерам относятся также образцы и образцовые вещества. Стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов представляют собой специально оформленные тела или пробы вещества определенного и строго регламентированного содержания, одно из свойств которых при определенных условиях является величиной с известным значением. К ним относятся образцы твердости, шероховатости, белой поверхности, а также стандартные образцы, используемые при поверке приборов для определения механических свойств материалов. Образцовые вещества играют большую роль в создании реперных точек при осуществлении шкал. Например, чистый цинк служит для воспроизведения температуры 419,58°С, золото — 1064,43°С.

В зависимости от погрешности аттестации меры подразделяются на разряды (меры 1-го, 2-го и т. д. разрядов), а погрешность мер является основой их деления на классы. Меры, которым присвоен тот или иной разряд, применяются для поверки измерительных средств и называются образцовыми.

Измерительные преобразователи — это средства измерений, перерабатывающие измерительную информацию в форму, удобную для дальнейшего преобразования, передачи, хранения и обработки, но, как правило, не доступную для непосредственного восприятия наблюдателем (термопары, измерительные усилители и др.).

Преобразуемая величина называется входной , а результат преобразования — выходной величиной. Соотношение между ними задается функцией преобразования (статической характеристикой). Если в результате преобразования физическая природа величины не изменяется, а функция преобразования является линейной, то преобразователь называется масштабным , или усилителем (усилители напряжения, измерительные микроскопы, электронные усилители). Слово «усилитель» обычно употребляется с определением, которое приписывается ему в зависимости от рода преобразуемой величины (усилитель напряжения, гидравлический усилитель) пли от вида единичных преобразований, происходящих и нем (ламповый усилитель, струйный усилитель).

В тех случаях, когда в преобразователе входная величина превращается в другую по физической природе величину,.он получает название по видам этих величин (электромеханический, пневмоемкостный и так далее).

По месту, занимаемому в приборе, преобразователи (рис. 3.1) подразделяются на: первичные , к которым подводится непосредственно измеряемая физическая величина; передающие , на выходе которых образуются величины, удобные для их регистрации и передачи на расстояние; промежуточные , занимающие в измерительной цепи место после первичных.

Рис. 3.1. Преобразование измерительной информации: 1 — чувствительный элемент;
2 — первичный преобразователь; 3 — промежуточные преобразователи;
4 — передающий преобразователь

Измерительные приборы относятся к средствам измерений, предназначенным для получения измерительной информации о величине, подлежащей измерению, в форме, удобной для восприятия наблюдателем.

Наибольшее распространение получили приборы прямого действия , при использовании которых измеряемая величина подвергается ряду последовательных преобразований в одном направлении, то есть без возвращения к исходной величине. К приборам прямого действия относится большинство манометров, термометров, амперметров, вольтметров и т. д.

Значительно большими точностными возможностями обладают приборы сравнения , предназначенные для сравнения измеряемых величин с величинами, значения которых известны. Сравнение осуществляется с помощью компенсационных или мостовых цепей. Компенсационные цепи применяются для сравнения активных величии, то есть несущих в себе некоторый запас энергии (сил, давлений и моментов сил, электрических напряжений и токов, яркости источников излучения и т. д.). Сравнение проводится путем встречного включения этих величин в единый контур и наблюдения их разностного эффекта. По этому принципу работают такие приборы, как равноплечие и пе-равноплечие весы (сравнение на рычаге силовых эффектов действия масс), грузопоршневые и грузонружинные манометрические в вакуумметрические приборы (сравнение на поршне силовых эффектов измеряемого давления и мер массы) и др.

Для сравнения пассивных величии (электрические, гидравлические, пневма-тические и другие сопротивления) применяются мостовые цепи типа электрических уравновешенных или неуравновешенных мостов.

По способу отсчета значений измеряемых величин приборы подразделяются на показывающие , в том числе аналоговые и цифровые , и на регистрирующие .

Наибольшее распространение получили аналоговые приборы, отсчётные устройства которых состоят из двух элементов — шкалы и указателя, причем один из них связан с подвижной системой прибора, а другой — с корпусом. В цифровых приборах отсчет осуществляется с помощью механических, электронных или друшх цифровым отсчётных устройств.

По способу записи измеряемой величины регистрирующие приборы делятся на самопишущие и печатающие . В самопишущих приборах (например, барограф или шлейфовый осциллограф) запись показаний представляет собой график или диаграмму. В печатающих приборах информация о значении измеряемой величины выдается в числовой форме на бумажной ленте.

Автоматические приборы сравнения выпускаются чаще всего в виде комбинированных приборов, в которых шкальный или цифровой отсчет сочетается с записью на диаграмме или с печатанием результатов измерений.

1. Вспомогательные средства измерений. К этой группе относятся средства измерений величин, влияющих на метрологические свойства другого средства измерений при его применении или поверке. Показания вспомогательных средств измерений используются для вычисления поправок к результатам измерений (например, термометров для измерения температуры окружающей среды при работе с грузопоршневыми манометрами) или для контроля за поддержанием значений влияющих величин в заданных пределах (например, психрометров для измерения влажности при точных интерференционных измерениях длин).
2. Измерительные установки. Для измерения какой-либо величины или одновременно нескольких величин иногда бывает недостаточно одного измерительного прибора. В этих случаях создают целые комплексы расположенных в одном месте и функционально объединенных друг с другом средств измерений (мер, преобразователей, измерительных приборов и вспомогательных средств), предназначенных для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем.
3. Измерительные системы — это средства и устройства, территориально разобщенные и соединенные каналами связи. Информация может быть представлена в форме, удобной как для непосредственного восприятия, так и для автоматической обработки, передачи и использования в автоматизированных системах управления.

Технические устройства, предназначенные для обнаружения (индикации) физических свойств, называются индикаторами (стрелка компаса, лакмусовая бумага). С помощью индикаторов устанавливается только наличие измеряемой физической величины интересующего нас свойства материи. В качестве примера индикатора можно привести указатель количества бензина в бензобаке автомобиля.

Средство измерений – техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящие или хранящие единицу величины, размер которой принимается неизменным в течении известного времени.

Метрологические характеристики средств измерений – характеристики свойств средств измерений.

Средства измерений классифицируются по их роли в процессе измерений и выполняемым функциям [ПЛАКАТ- Классификация СИ по их роли в процессе измерения и выполняемым функциям].

СИ можно классифицировать по двум признакам: конструктивное исполнение и метрологическое назначение.

По конструкторскому исполнению средства измерений делятся:

1 меры (например, гиря);

2 измерительные преобразователи (термопара);

3 измерительные приборы (вольтметр);

4 измерительные установки и системы (разрывная машина).

По метрологическому назначению средства измерений делятся:

1 рабочие средства измерений;

2 эталоны.

По уровню стандартизации средства измерений делятся:

Стандартизированные, изготовленные в соответствии с требованием стандартов;

Не стандартизированные, предназначенные для решения специальной измерительной задачи.

К нестандартным средствам измерения относятся вязкозиметры ВЗ-4, ВЗ-246, маятниковый прибор, шкала гибкости, клин и т.д. К средствам испытаний: камера влажности Г-4, камера солевого тумана КСТ, камера сернистого газа и т.д.

Измерительные преобразователи - СИ, служащие для преобразования измеряемой величины в другую величину или сигнал измерительной информации удобный для обработки хранения дальнейших преобразований. По характеру преобразования различают аналоговые (АП), цифроаналоговые (ЦАП), аналого-цифровые (АЦП) преобразователи. По месту в измерительной цепи различают первичные и промежуточные преобразователи.

Измерительный прибор - СИ, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне.

Измерительная установка - совокупность функционально объединенных элементов - мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, предназначенных для измерения одной или нескольких физических величин и расположенных в одном месте. Измерительную установку, предназначенную для испытаний каких-либо изделий иногда называют испытательным стендом.

Измерительная система - совокупность функционально объединенных элементов, размещенных в разных точках контролируемого пространства с целью измерений одной или нескольких физических величин свойственных этому пространству.

Технические системы и устройства с измерительными функциями представляет собой технические системы и устройства, которые наряду с основными выполняют и измерительные функции. Они имеют один или несколько измерительных каналов. Примером таких систем являются диагностическое оборудование.

Рабочие СИ предназначены для проведения технических измерений. По применению разделяют:

Лабораторные (повышенная точность и чувствительность);

Производственные (повышенная стойкость к ударно-вибрационным нагрузкам высоким и низким температурам);

Полевые (повышенная стабильность в условиях резкого перепада температур высокой влажности).

К средствам измерений относится и эталон.

Эталоны являются высокоточными СИ, именно поэтому используются для проведения метрологических измерений в качестве средств передачи информации о размере единицы.

Эталон – высокоточная мера, предназначенная для воспроизведения и хранения единицы величины с целью передачи ее размера другим средствам измерения. От эталона единица величины передается разрядным эталонам, а от них рабочим средствам измерения.

Эталоны классифицируются как:

Первичные

Вторичные

Рабочие (разрядные).

Первичный эталон может быть международным и национальным. Первичный эталон – эталон воспроизводящий единицу величины с наивысшей точностью возможной в данной области измерений на современном уровне научно – технических достижений.

Международный эталон хранит и поддерживает международное бюро мер и весов (МБМВ).

Вторичные эталоны – эталоны свидетели, предназначенные для проверки сохранности гос. эталонов и его замены в случае порчи или утраты.

Эталоны копии – для передачи размеров единиц рабочим эталонам.

Эталоны сравнения – предназначены для сличения эталонов.

Воспроизведение единицы величины – совокупность операций по материализации величины с наивысшей точностью посредством государственных эталонов или образцового средства измерения. Различают воспроизведение основных и производных единиц.

Для некоторых единиц величин эталоны отсутствуют или нет необходимости их создания. Например, нет эталона площади.

Для некоторых единиц величин нет необходимости в создании эталонов для воспроизведения и хранения, т.к. достаточно наличие образцовых средств измерения.