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.