Лекция 9: Эталоны и меры

Воспроизведение основной единицы осуществляется путем создания фиксированной по размеру физической ве­личины в соответствии с определением единицы. Оно вос­производится с помощью государственных первичных эта­лонов. Например, единица массы 1 кг воспроизведена точно в виде платиноиридиевой гири, хранимой в Международном бюро весов в качестве международного эталона.

Воспроизведение производной единицы сводится к оп­ределению значения физической величины в указанных единицах на основании измерений других величин, связан­ных функционально с измеряемой величиной.

Существуют эталоны для воспроизведения как основных еди­ниц системы, так и ряда производных единиц, например, эталон единицы давления, эталоны единиц электрических величин: ЭДС, сопротивления, емкости, индуктивности и др. Создание эталонов производных единиц позволяет повысить точность, с которой передаются размеры этих единиц нижестоящим ОСИ. При создании эталонов производных единиц обеспечивается их связь с эталонами основных единиц.

Повышение точности воспроизведения единиц физических вели­чин, как правило, связано с усложнением применяемых для этой цели устройств. Единица физической величины воспроизводится путем сложных операций с помощью эталонной установки в соот­ветствии со строго определенной спецификацией. В принципе та­кие эталонные установки и применяемые чистые вещества могут быть воспроизведены в любом месте с одним только условием, чтобы они удовлетворяли требованиям, предусмотренным специ­фикацией. Однако известно, что результаты измерений, произве­денных в различных местах с максимальной тщательностью, все же имеют некоторые расхождения. Это подтверждает и практика международных сличений национальных эталонов различных стран, эталонные работы в которых проводятся на высшем науч­ном уровне.

Международные эталоны единиц физических величин хранятся в Международном бюро мер и весов (МБМВ). Однако вещественные эталоны могут портиться или изменяться во времени.

Хранение эталонов представляет собой сложнейший комплекс метрологических работ. С одной стороны, необходимо обеспечить максимальную сохранность эталона, с другой — значение единицы от эталона должно передаваться для использования в различных областях человеческой деятельности с необходимой точностью.

Государственные эталоны хранятся в метрологических институтах страны, которые являются центрами или главными центрами государственных эталонов. Для проведения работ с государственными эталонами назначаются особые ответственные лица — ученые хранители эталонов.

Воспроизведение основных единиц Международной системы единиц (СИ) осуществляется с помощью государственных эталонов, т.е. в централизованном порядке. Воспроизведение дополнительных, производных, а в случае не­обходимости и внесистемных единиц осуществляется одним из двух способов, определяемых, исходя из соображений технико-экономи­ческой целесообразности:

1) централизованно—с помощью единого Государственного эталона;

2) децентрализовано — посредством косвенных измерений, выполняемых в органах метрологической службы с помощью ОСИ.

Способ централизованного воспроизведения применяется для большинства важнейших производных единиц СИ (ньютона, джоуля, Паскаля, ома, вольта, генри, Вебера и др.).

Способ децентрализованного воспроизведения применяется к производным единицам, размер которых не может передаваться прямым сравнением с эталоном, или когда поверки мер посредством косвенных измерений проще, чем их сравнение с эталоном, или когда обеспечивается необходимая точность. Когда для воспроизведения единицы требуется наличие специально предна­значенного оборудования, создаются поверочные установки высшей точности.