Обеспечение единства измерений

1.4.1 Правовые основы обеспечения единства измерений

 

1.4.1.1 Нормативно – правовая база метрологии:

- конституционная норма по вопросам метрологии;

- законы об обеспечении единства измерений и о техническом регулировании;

- постановления Правительства РФ по отдельным вопросам (направлениям) метрологической деятельности;

- нормативные документы Росстандарта: технические регламенты (ТР), стандарты (ГОСТ, ГОСТ Р), руководящие документы (РД), методические инструкции (МИ), правила (ПР), рекомендации (Р), в том числе межгосударственные (РМГ);

- рекомендации государственных научных метрологических центров Росстандарта.

Конституционная норма устанавливает, что в федеральном ведении находятся стандарты, эталоны, метрическая система и исчисление времени, и закрепляет централизованное управление основными вопросами законодательной метрологии: единицы ФВ, эталон и связанные с ними другие метрологические основы. В развитие этой конституционной нормы были приняты законы об обеспечении единства измерений и о техническом регулировании, детализирующие основы метрологической деятельности.

 

 

1.4.1.2 В зависимости от цели различают трисоставляющие метрологии:

- теоретическая (фундаментальная) метрология,задачами которой являются разработка фундаментальных основ этой науки (изучение проблем измерений в целом, а также образующих измерения элементов: средства измерений (СИ), физические величины (ФВ) и их единицы, методы и методики измерений, результаты и погрешности измерений);

- законодательная метрология, задачами которой является установление обязательных технических и юридических требований по применению единиц ФВ, эталонов, методов и средств измерений, направленных на обеспечение единства и необходимой точности измерений в интересах общества.

Гармонизация установленных правил и норм с рекомендациями и документами международных организаций с целью развития международных экономических и торговых связей и содействия взаимопонимания в международном метрологическом сотрудничестве;

-прикладная (практическая) метрология, задачами которой являются вопросы практического применения разработок теоретической метрологии и положений законодательной метрологии [метрологическое обеспечение (МО) юридических и физических лиц].

1.4.2 Основные положения закона РФ «Об обеспечения единства измерений» от 26.06.2008 № 102 – ФЗ

1.4.2.1Цели метрологии:

а) обеспечение единства измерений;

б) защита прав и законных интересов граждан, общества и государства от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений;

в) обеспечение потребности граждан, общества и государства в получении объективных, достоверных и сопоставимых результатов измерений, используемых в целях защиты жизни и здоровья граждан, охраны окружающей среды, животного и растительного мира, обеспечения обороны и безопасности государства, в том числе экономической безопасности;

г) содействие развитию экономики и научно – техническому прогрессу.

Единство измерений – это такое состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах, размеры которых в установленных пределах

равны размерам единиц, воспроизводимых первичными эталонами, а погрешности результатов измерений известны и с заданной вероятностью не выходят за установленные пределы.

Обеспечение единства измерений – деятельность метрологических служб, направленная на достижение и поддержание единства измерений в соответствии с законодательными актами, а также правилами и нормами, установленными государственными стандартами и другими нормативными документами по обеспечению единства измерений.

 

Закон регулирует отношения, возникающие при выполнении измерений, установлении и соблюдении требованиям к измерениям, единицам величин, эталонам единиц величин, стандартным образцам (СО), СИ, методик (методов) измерений. Закон регулирует также отношения при осуществлении деятельности по обеспечении единства измерений, предусмотренной законодательством РФ об обеспечении единства измерений, в том числе при выполнении работ и оказании услуг по обеспечению единства измерений.

1.4.2.2 Сфера государственного регулирования обеспечения единства измерений распространяются на измерения, к которым в целях, предусмотренных пунктами а) – г), установлены обязательные требования в части промышленной деятельности:

- при осуществлении деятельности в области охраны окружающей среды;

- при выполнении работ по обеспечению безопасных условий и охраны труда;

- при осуществлении производственного контроля над соблюдением

установленных законодательством РФ требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта;

- при осуществлении торговли и товарообменных операций, выполнении работ при расфасовке товаров;

- при осуществлении геодезической и картографической деятельности;

- при выполнении работ по оценке соответствия промышленной продукции обязательным требованиям, установленным законодательством РФ;

- при осуществлении мероприятий государственного контроля (надзора);

- при измерениях, предусмотренных законодательством РФ о техническом регулировании.

Сфера государственного регулирования обеспечения единства измерений распространяется также на единицы величин, эталоны единиц величин, стандартные образцы и СИ, к которым установлены обязательные требования.

1.4.2.3 Форма государственного регулирования в области обеспечения единства измерений:

- утверждение типа стандартного образца (СО) или типа СИ;

- поверка СИ;

- метрологическая экспертиза;

- государственный метрологический надзор;

- аттестация методик и методов измерений;

- аккредитация юридических лиц и индивидуальных предпринимателей на выполнение работ и (или) оказания услуг в области обеспечения единства измерений.

В областях, где надзор и контроль не распространяются, используются правила и положения, введенные Российской системой калибровки.

1.4.3 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ)

1.4.3.1 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ) создана с целью обеспечить единство измерений в пределах страны.

Государственная система обеспечения единства измерений реализуется, координируется и управляется Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт). Росстандарт является государственным органом исполнительной власти в сфере метрологии.

Система обеспечения единства измерений выполняет следующие задачи:

- обеспечивает охрану прав и законодательно закрепленных интересов граждан;

- обеспечивает охрану утвержденного правопорядка;

- обеспечивает охрану экономики.

Указанные задачи система обеспечения единства измерений выполняет посредством устранения негативных последствий недостоверных и неточных измерений во всех сферах жизнедеятельности человека и общества с использованием конституционны норм, нормативных документов и постановлений правительства Российской Федерации.

1.4.3.2 Государственная система обеспечения единства измерений включает в себя:

- правовую подсистему;

- техническую подсистему;

- организационную подсистему.

 

Правовая подсистема– это совокупность связанных между собой актов (утвержденных законодательно и подзаконных), имеющих одни и те же цели и утверждающих согласованные между собой требования к определенным, связанным между собой объектам системы обеспечения единства измерений.

Техническая подсистема– это совокупность:

- международных эталонов;

- государственных эталонов;

- эталонов единиц измерения физических величин;

- эталонов шкал измерений;

- стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов;

- стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и

материалов;

- средств измерений и других приборов, используемых для метрологического контроля;

- зданий и помещений, предназначенных специально для проведения измерений высокой точности;

- научно—исследовательских лабораторий;

- калибровочных лабораторий.

Организационная подсистема включает в себя метрологические службы.

 

1.4.4 Метрологическая служба

 

1.4.4.1 Метрологическая служба РФ – служба, создаваемая в соответствии с законодательством для выполнения работ по обеспечению единства измерений и для осуществления метрологического контроля и надзора.

Различают государственную метрологическую службу (ГМС), метрологические службы органов управления, метрологические службы юридических лиц (рисунок 10).

 

Рисунок 10 - Схема взаимодействия МС подразделений Росстандарта

 

Имеются иные государственные службы обеспечения единства измерений, которые осуществляют межрегиональную и межотраслевую координацию работ по ГСИ в закрепленных видах деятельности:

- государственная служба времени и частоты и определения параметров вращения Земли (ГСВЧ);

- государственная служба стандартных образцов (ГССО);

- государственная служба стандартных справочных данных (ГСССД).

 

1.4.4.2 Организационная структура ГСИ:

- Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт);

- государственная метрологическая служба РФ (ГМС);

- метрологические службы государственных органов управления РФ;

- метрологические службы юридических лиц.

1.4.4.3 Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (Госстандарт; в 2004 – 2010годах –Ростехрегулирование; с июня 2010 года – Росстандарт) – федеральный орган исполнительной власти, осуществляющий функции по оказанию государственных услуг, управлению государственным имуществом в сфере технического регулирования и метрологии. Находится в ведении Министерства промышленности и торговли РФ.

В систему Росстандарта входят: центральный аппарат, научно исследовательские институты, издательско-полиграфический комплекс, территориальные органы Росстандарта, учебные заведения, опытные заводы.

Росстандарт осуществляет свою деятельность непосредственно и через находящиеся в его ведении территориальные органы ЦСМ и С (центры стандартизации, метрологии и сертификации), а также через государственных инспекторов межрегиональных технических управлений (МТУ) по надзору за техническими регламентами, национальными стандартами и обеспечению единства измерений.

В Оренбургской области действуют Оренбургский ЦСМ (улица 60 лет октября 2а) и отдел (инспекция) Приволжского МТУ (улица Советская 1).

1.4.4.4 Государственная метрологическая служба (ГМС) – служба, выполняющая работы по обеспечению единства измерений на межрегиональном и межотраслевом уровнях и осуществляющая государственный метрологический контроль и надзор. ГМС находится в ведении Росстандарта страны и включает в себя государственные научные метрологические центры и органы ГМС на территориях субъектов страны.

1.4.4.5 Государственный научный метрологический центр (ГНМЦ) - метрологический научно-исследовательский институт, несущий в соответствии с законодательством страны ответственность за создание, хранение и применение государственных эталонов, разработку нормативных документов по обеспечению единства измерений в закрепленном виде измерений.

В состав ГМС входят семь государственных научных метрологических центров, Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы (ВНИИМС)

и около 100 центров стандартизации и метрологии.

Наиболее крупные среди научных центров:

- НПО «ВНИИ метрологии имени Д.И. Менделеева» (ВНИИМ, С-Петербург);

- НПО «ВНИИ физико-технических и радиотехнических измерений» (ВНИИФТРИ, Московская область);

- Сибирский государственный научно-исследовательский институт

метрологии (СНИИМ, Новосибирск);

 

- Уральский научно-исследовательский институт метрологии (УНИИМ, Екатеринбург).

Научные центры проводят также исследования по теории измерений и методам высокоточных измерений, разработке научно методических основ совершенствования российской системы измерений.

Чтобы обеспечить единообразие средств измерений, в стране необходима отлаженная служба передачи размеров единиц величин от государственных эталонов к соподчиненным эталонам. Для этого следует поддерживать метрологические характеристики эталонов на уровне лучших мировых образцов. Этим занимается ГНМЦ, которые хранят и совершенствуют около 120 государственных эталонов различных величин.

Самое большое количество эталонов находится в НПО «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» и НПО «ВНИИФТРИ».

1.4.4.6 Метрологическая служба государственного органа управления- метрологическая служба, выполняющая работы по обеспечению единства измерений и осуществляющая метрологический надзор и контроль в пределах данного министерства (ведомства). Ранее применяли термин «ведомственная метрологическая служба (ВМС)».

Во многих государственных органах управления создаются метрологические службы, которые функционируют в соответствии с Положением о метрологической службе, подлежащим согласованию с Росстандартом.

В центральном аппарате создается должность главного метролога, в отраслях – головные и базовые метрологические службы; на предприятиях и в организациях – калибровочные лаборатории и подразделения по ремонту СИ.

На основании Закона «Об обеспечении единства измерений» создание метрологических подразделенийобязательно в сферах:

- охраны окружающей среды;

- обеспечения безопасности труда;

- геофизических и гидрометеорологических работ;

- производства продукции, поставляемой по контрактам для государственных нужд;

- испытаний и контроля качества продукции в целях определения соответствия обязательным требованиям государственных стандартов;

- обязательной сертификации.

В соответствии с действующим законодательством к основным задачам метрологических служб относятся обеспечение единства и требуемой точностиизмерений, повышения уровня метрологического обеспечения производства, осуществления метрологического контроля и надзора путем:

- калибровки СИ;

- надзора за состоянием СИ, аттестованными методиками выполнения измерений, эталонами единиц величин, применяемыми для калибровки СИ, соблюдением метрологических правил и норм;

- выдач обязательных предписаний, направленных на предотвращение, прекращение или устранение нарушений метрологических правил и норм;

- проверка своевременности представления СИ на испытания в целях утверждения типа СИ, а также на поверку и калибровку.

В России принято типовое положение о метрологических службах. Этим Положением определено, что метрологическая служба государственного органа управления представляет собой систему, образуемую приказами руководителя государственного органа управления, которая может включать:

- структурные подразделения (службу) главного метролога в центральном аппарате государственного органа управления;

- головные и базовые организации метрологической службы в отраслях и подотраслях, назначаемые государственным органом управления;

- метрологические службы предприятий, объединений, организаций и учреждений.

1.4.4.7 Метрологическая служба юридического лица – метрологическая служба, выполняющая работы по обеспечению единства измерений и осуществляющая метрологический контроль и надзор на данном предприятии (в организации). Ранее применяли термин «метрологическая служба предприятия (МСП)».

1.4.4.8 Метрологические службы организаций:

- осуществляют поверку и калибровку СИ в соответствии с областью аккредитации в этой сфере деятельности;

- проводят мероприятия по внедрению современных средств и методов

измерений с целью повышения эффективности работы системы МО отрасли;

- осуществляют метрологический контроль над состоянием и применением средств измерений, аттестованными методиками выполнения измерений, выполнением требований нормативных документов в области обеспечения единства измерений;

- участвуют в работе конференций, семинаров и совещаний в области МО.

Подготовка (переподготовка) специалистов-метрологов и информационное обеспечение их деятельности в отрасли осуществляется юридическими лицами, аккредитованными федеральными органами исполнительной власти по техническому регулированию и метрологии.

Обучение осуществляется по типовым учебным программам.

Метрологическая служба юридических лиц — самостоятельные структурные подразделения, в состав которых могут входить калибровочные и поверочные лаборатории, а также подразделения по ремонту СИ.

В соответствии с поставленными задачами основными обязанностями МС юридических лиц являются:

- участие в разработке программ и методик, а также аттестации средств

испытаний и контроля;

- проведение работ по МО испытаний и сертификации продукции;

 

- участие в аттестации испытательных подразделений и аналитических

лабораторий.

МС должны быть аккредитованы органами Росстандарта в соответствии с ПР 50.2.013—97, где регламентирован порядок аккредитации метрологических служб юридических лиц на право аттестации методик выполнения измерений и проведения метрологической экспертизы документов.

В составе концернов, акционерных обществ, ассоциаций, межотраслевых объединений по решению их руководящих органов создается и функционирует аналогичная структура метрологической службы.

1.4.4.9 ГСВЧ(Государственная служба времени и частоты и определения параметров вращения Земли) – сеть организаций, несущая ответственность за воспроизведение и хранение единиц времени и частоты и передачу их размеров. ГСВЧ также отвечает за обеспечение потребителей в народном хозяйстве информацией о точном времени, за выполнение измерений времени и частоты в установленных единицах и «шкалах».

1.4.4.10 ГССО (Государственная служба стандартных образцов состава и свойств вещества и материалов) – сеть организаций, которая несет ответственность за создание и внедрение стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов для обеспечения единства измерений.

1.4.4.11 ГСССД (Государственная служба стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов) - сеть организаций, несущая ответственность за получение и информационное обеспечение заинтересованных лиц данными о физических константах и свойствах веществ и материалов.

1.4.4.12Краткая характеристика метрологической службы на предприятиях. В состав метрологических служб предприятий могут входить самостоятельные калибровочные лаборатории, а также структурные подразделения по ремонту СИ (рисунок 11).

В зависимости от объема и характера выпускаемой продукции структуры метрологических служб предприятий различны.

Деятельность метрологических служб поддерживается законодательными и нормативными документами, регламентирующими различные направления, в том числе по метрологическому обеспечению производства и сертификации систем качества; эталонами и средствами измерений, контроля и испытаний; специалистами, имеющими специальную профессиональную подготовку по выполнению метрологических работ и услуг.

Метрологические службы предприятий могут быть аккредитованы на право калибровки СИ на основе договоров, заключаемых с ГМНЦ или органами ГМС.

Заинтересованные метрологические службы предприятий любой ведомственной принадлежности и формы собственности по своей инициативе могут быть аккредитованы на техническую компетентность в области обеспечения единства и требуемой степени точности измерений.

Рисунок 11 - Структура промышленного предприятия

 

 

Эта деятельность может определяться и как метрологическая услуга, оказываемая юридическим и физическим лицам.

Метрологические службы предприятий особое внимание уделяют состоянию измерений, соблюдений метрологических правил и норм при испытаниях контроле качества

выпускаемой продукции, в целях определения соответствия обязательным требованиям государственным стандартам РФ при выполнении работ по обязательной сертификации продукции и услуг, поставляемой по контрактам для государственных нужд в соответствии с законодательством РФ.

Задачи и функции МО подразделений предприятия:

- анализ состояния МО на предприятии;

- планирование МО;

- разработка и внедрение методик выполнения измерений (МВИ);

- аттестация МВИ;

- становление номенклатуры СИ и поверочных средств;

- разработка и изготовление нестандартного оборудования;

- проведение метрологической аттестации и поверок;

- организация учета, хранения и распределения СИ;

- контроль над состоянием и применением СИ;

- метрологическая экспертиза нормативной документации (НТД);

- внедрение НТД по МО;

- повышение квалификации кадров в области МО;

- оценка экономической эффективности от мероприятий по МО.

1.4.5 Эталоны, рабочие и образцовые средства измерений

1.4.5.1 По метрологическому предназначению средства измерения делятся на:

- рабочие средства измерения;

- эталоны.

Рабочие средства измерения(РСИ)– это средства измерения, используемые для осуществления технических измерений.

Рабочие средства измерения могут использоваться в разных условиях. Выделяют:

- лабораторные средства измерения, которые применяются при проведении научных исследований;

- производственные средства измерения, которые применяются при осуществлении контроля над протеканием различных технологических процессов и качеством продукции;

- полевые средства измерения, которые применяются в процессе эксплуатации самолетов, автомобилей и других технических устройств.

К каждому отдельному виду рабочих средств измерения предъявляются определенные требования:

- к лабораторным рабочим средствам измерения – это высокая степень точности и чувствительности;

 

- к производственнымРСИ – высокая степень устойчивости к вибрациям, ударам, перепадам температуры;

- к полевым РСИ – устойчивость и исправная работа в различных температурных условиях, устойчивость к высокому уровню влажности.

Эталоны – это средства измерения с высокой степенью точности, применяющиеся в метрологических исследованиях для передачи сведений о размере единицы. Более точные средства измерения передают сведения о размере единицы и так далее, таким образом образуется своеобразная цепочка, в каждом следующем звене которой точность этих сведений чуть меньше, чем в предыдущем.

Сведения о размере единицы предаются во время проверки средств измерения. Проверка средств измерения осуществляется с целью утверждения их пригодности.

Существует также понятие «Образцовые средства измерений», которые используются для закономерной трансляции размеров единиц в процессе поверки средств измерения и используются лишь в подразделениях метрологической службы.

Разряд образцового средства измерения определяется в ходе измерений метрологической аттестации одним из органов Росстандарта.

При необходимости особо точные рабочие средства измерения в вышеуказанном порядке могут быть аттестованы на обусловленный период как образцовые средства измерения. И наоборот, образцовые средства измерения, не прошедшие очередную аттестацию по разным причинам, используются как рабочие средства измерения.

Все вопросы, связанные с хранением, применением и созданием эталонов, а также контроль за их состоянием, решаются по единым правилам, установленным Росстандартом.

Классифицируются эталоны по принципу подчиненности. По этому параметру эталоны бывают первичные и вторичные.

Первичный эталон должен служить целям обеспечения воспроизведения, хранения единицы и передачи размеров с максимальной точностью, которую можно получить в данной сфере измерений.

В свою очередь, первичные могут быть специальными первичными эталонами, которые предназначены для воспроизведения единицы в особых условиях, когда непосредственная передача размера единицы с необходимой достоверностью практически не может быть осуществлена, например, для малых и больших напряжений, СВЧ и ВЧ. Их утверждают в виде государственных эталонов.

Поскольку налицо особая значимость государственных эталонов, на любой государственный эталон утверждается государственный стандарт.

Другой задачей этого утверждения становится придание данным эталонам силы закона. На Росстандарт возложена обязанность создавать, утверждать, хранить и применять государственные эталоны.

Вторичный эталон воспроизводит единицу при особенных условиях, заменяя при этих условиях первичный эталон. Он создается и утверждается для целей обеспечения минимального износа государственного эталона. Вторичные эталоны могут делиться по признаку назначения. Так, выделяют:

- эталоны—копии, предназначенные для передачи размеров единиц рабочим эталонам;

- эталоны—сравнения, предназначенных для проверки невредимости государственного эталона, а также для целей его замены при условии его порчи или утраты;

- эталоны—свидетели,предназначенные для сличения эталонов, которые по ряду различных причин не подлежат непосредственному сличению друг с другом;

- рабочие эталоны,которые воспроизводят единицу от вторичных эталонов и служат для передачи размера эталону более низкого разряда. Вторичные эталоны создают, утверждают, хранят и применяют министерства и ведомства.

Существует также понятие «эталон единицы», под которым подразумевают одно средство или комплекс средств измерений, направленных на воспроизведение и хранение единицы для последующей трансляции ее размера нижестоящим средствам измерений, выполненных по особой спецификации и официально утвержденных в установленном порядке в качестве эталона.

Есть два способа воспроизведения единиц по признаку зависимости от технико—экономических требований:

- централизованный способ– с помощью единого для целой страны или же группы стран государственного эталона. Централизованно воспроизводятся все основные единицы и большая часть производных;

- децентрализованный способ воспроизведения– применим к производным единицам, сведения о размере которых не передаются непосредственным сравнением с эталоном.

Трансляция размера может происходить разными методами поверки.

Как правило, передача размера осуществляется известными методами измерений. С одной стороны, существует определенный недостаток передачи размера ступенчатым способом, который подразумевает, что порой происходит потеря точности. С другой стороны, есть здесь и свои положительные моменты, которые подразумевают, что данная многоступенчатость помогает оберегать эталоны и передавать размер единицы всем рабочим средствам измерения.

1.4.6 Поверочная схема для средств измерений

 

Для обеспечения правильной передачи размеров единиц измерения от эталона к рабочим средствам составляют поверочные схемы, устанавливающие метрологические соподчинения государственного эталона, разрядных эталонов и рабочих СИ.

 

Поверочная схема для СИ – нормативный документ, устанавливающий соподчинение СИ, участвующих в передаче размера единицы от эталона рабочим СИ (с указанием методов и погрешности при передаче).

Государственные поверочные схемы распространяются на все СИ этого вида, применяемые в стране (рисунок 12).

Локальные поверочные схемы предназначены для метрологических органов министерств, распространяются они также и на СИ подчиненных предприятий. Кроме того, может составляться и локальная схема на СИ, используемая на конкретном предприятии.

Все локальные поверочные схемы должны соответствовать требованиям соподчиненности, которая определена государственной поверочной схемой. При разработке конкретных поверочных схем необходимо следовать приведенной схеме.

Государственные поверочные схемы разрабатываются научно- исследовательскими институтами Росстандарта, держателями государственных эталонов. Государственные поверочные схемы утверждаются Росстандартом, а локальные – ведомственными метрологическими службами или руководством предприятия.

Рабочие СИ в зависимости от их степени точности (т.е. погрешности измерений) подразделяются на 5 категорий: наивысшейточности, высшейточности, высокой точности, средней точности, низшей точности. Наивысшая точность обычно соизмерима со степенью погрешности СИ государственного эталона.

Передача размеров единиц ФВ от эталонов рабочим мерам и измерительным приборам осуществляется с помощью рабочих эталонов. На каждой ступени передачи информации о размере единицы точность теряется 3…5 раз (иногда в 1,25…10 раз).

Значит, при многоступенчатой передаче эталонная точность не доходит до потребителя. Поэтому для высокоточных СИ число ступеней может быть сокращено вплоть до передачи им информации непосредственно от рабочих эталонов 1-го разряда.

Основным показателем достоверности передачи единицы величины является соотношение погрешностей СИ между вышестоящей и нижестоящей ступенями поверочной схемы.

В идеале это соотношение должно быть 1: 10, однако на практике достичь его не удается, и минимальным соотношением принято считать 1: 3. Чем больше величина этого соотношения, тем меньше уверенность в достоверности показаний измерительного прибора.

1.4.7 Поверка и калибровка средств измерений. Методы поверки СИ

1.4.7.1 Поверка СИ – совокупность операций, выполняемых органами ГМС или другими уполномоченными на то органами и организациями с целью определения и подтверждения соответствия СИ установленным техническим требованиям.

 

 

Рисунок 12 - Общий вид государственной поверочной схемы

 

 

В соответствии с Законом «Об обеспечении единства измерений» СИ, подлежащие

ГМН, подвергаются поверке при выпуске из производства или ремонта, при ввозе по импорту и эксплуатации. Допускаются продажа и выдача на прокат только поверенных СИ.

Поверке подвергаются только те СИ, которые входят в сферу влияния ГМК и Н.

Поверку СИ осуществляют органы ГМС, ГНМЦ, а также аккредитованные метрологические службы юридических лиц.

Поверка проводится физическим лицом, аттестованнымв качестве поверителя.

Результат поверки – подтверждение пригодности СИ или признание СИ непригодным к применению.

Если СИ по результатам поверки признано пригодным к применению, то на него и (или) техническую документацию наносится оттиск поверительного клейма и (или)

выдается «Свидетельство о поверке».

Если по результатам поверки СИ признано непригодным к применению, оттиск

поверительного клейма и (или) «Свидетельство о поверке» аннулируютсяи выписывается

«Извещение о непригодности» или делается соответствующая запись в технической

документации.

В России применяются следующие виды поверок СИ: первичная, периодическая, внеочередная, инспекционная и экспертная.

1.4.7.2 Калибровка СИ – это совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик и (или) пригодности к применению СИ, не подлежащих ГМК и Н.

Под пригодностью СИ подразумевается соответствие его метрологических характеристик ранее установленным техническим требованиям, которые могут содержаться в нормативном документе или определяться Заказчиком.

Вывод о пригодности устанавливает калибровочная лаборатория. Калибровка

заменила ранее существовавшую в нашей стране ведомственную поверку и метрологическую аттестацию СИ.

В отличие от поверки, которую осуществляют органы ГМС, калибровка может проводиться любой метрологической службой (или физическим лицом) при наличии

надлежащих условий для квалифицированного выполнения этой работы.

Калибровка – добровольная операция и ее может выполнить также и метрологическая служба самого предприятия. Это еще одно отличие от поверки, которая обязательна и подвергается контролю со стороны органов ГМС.

Однако добровольный характер калибровки не освобождает метрологическую службу предприятия от необходимости соблюдать определенные требования.

Главное из них – прослеживаемость,т. е. обязательная «привязка» рабочего СИ к национальному (государственному) эталону.

 

МС юридических лиц могут быть аккредитованы в РСК.

Российская система калибровки (РСК) базируется на таких принципах, как добровольность вступления, обязательная передача размеров единиц от государственных эталонов рабочим СИ, самоокупаемость.

Членами Совета РСК могут быть руководители аккредитирующих органов, руководители аккредитованных метрологических служб, представители отраслевых союзов, предприятий, НИИ, а также других заинтересованных в РСК обществ и объединений.

Вся деятельность субъектов РСК осуществляется на договорной основе.

 

1.4.7.3 Методы поверки СИ. По способу проведения различают комплектный и поэлементный виды поверок.

Комплектный способ состоит в том, что СИ поверяют в полном комплекте его составных частей в реальных (или приближенных к ним) условиях эксплуатации. Это позволяет в ходе поверки выявить сопутствующие дефекты (монтажа СИ и вспомогательных устройств, неисправности коммутационной аппаратуры и т. п.).

Поэлементный способ поверки заключается в предварительном определении погрешностей отдельных составных частей СИ. Затем по полученным данным расчетным путем определяют погрешности всего СИ. Кроме того, этот способ широко используют при поверке СИ, сложных по конструкции (например, многодиапазонных СИ для измерения различных ФВ).

Предпочтительным является комплектный способ поверки, развитие которого и является одной из основных задач МС юридических лиц. Этот способ более приспособлен и для реализации комплексной автоматизации поверочных работ.

Указанные способы поверки могут быть осуществлены различными методами:

- метод непосредственного сличения без промежуточных приборов довольно прост и широко используется при поверке СИ невысокой точности, таких как штриховые меры длины (линейки, рулетки); меры вместимости (мерные колбы, бюретки); приборы для непосредственного измерения тока, напряжения, частоты; СИ механических величин и т.д. При этом одна и та же ФВ х измеряется проверяемым СИ хn и рабочим эталоном х0 СИ.

Разность их показаний ∆ = хn - х0 является абсолютной погрешностью проверяемого СИ. Приводя ее к нормированному значению хN , получают приведенную погрешность γ = (∆/хN)∙100 % проверяемого СИ.

 

Метод сличения с помощью компаратора (прибора сравнения) более точен и позволяет косвенно сравнить две однородные или разнородные ФВ методами противопоставления или замещения. Сам по себе компаратор не содержит образцовых мер или СИ.

Наиболее широкое применение имеют следующие компараторы:

- образцовые весы – для поверки гирь;

- мосты переменного и постоянного тока – для поверки электрических емкостей, индуктивностей, сопротивлений;

- потенциометры – для поверки ЭДС.

Основные требования к компараторам - высокая чувствительность и стабильность.

Метод прямого измерения по образцовым мерам есть разновидность метода непосредственного сличения и наиболее широко используется при поверке мер электрических и магнитных величин.

Метод косвенных измерений заключается в использовании прямых измерений и соответствующего пересчета погрешности в соответствии с известной функциональной зависимостью. При этом необходимо учитывать,

что конечный результат всегда содержит составляющие погрешности косвенного измерения.

Независимая (автономная) поверка без применения рабочих эталонов используется при поверке особо точных СИ, при фактическом отсутствии более точных СИ. Как правило, этот метод используется для поверки приборов сравнения – компараторов. Он заключается в сравнении величин, воспроизводимых компаратором, с опорной величиной, воспроизводимой самим компаратором. Например, при поверке m – й декады потенциометра необходимо убедиться в равенстве падений напряжения на каждой n – й ступени этой декады. Выбрав в качестве опорной величины сопротивлений первой ступени декады с помощью компаратора, поочередно сравнивают с ней падения напряжения на каждой n – й ступени. Этот метод трудоемок, но позволяет определять поправки с высокой точностью непосредственно на месте эксплуатации поверяемого СИ.

В процессе поверки ведут протокол, куда вносят номинальные характеристики и параметры, в том числе реквизиты рабочего эталона и проверяемого СИ (заводской номер, тип, обозначение и др.), результаты каждого измерения. В дальнейшем результаты обрабатывают и на основании этого делают заключение о годности СИ к эксплуатации.

1.4.8 Государственный метрологический надзор и контроль

1.4.8.1 Государственный метрологический надзор (ГМН) – деятельность, осуществляемая органами ГМС по надзору за выпуском, состоянием и применением СИ (включая рабочие эталоны), за аттестованными методиками измерений, соблюдений метрологических правил и норм, за количеством товаров при продаже, а также за количеством фасованных товаров в упаковках любого вида при их расфасовке и продаже (рисунок 13).

Государственный метрологический контроль (ГМК) – деятельность, осуществляемая органами ГМС по утверждению типа СИ, поверке СИ (включая рабочие эталоны), по лицензированию работы юридических и физических лиц по изготовлению,

ремонту, продаже и прокату СИ.

Государственный метрологический контроль и надзор (ГМК и Н) осуществляет свою деятельность только в сферах, установленных законом.

Поэтому разрабатываемые, производимые, поступающие по импорту и находящиеся в эксплуатации СИ делятся на две группы:

- предназначенные для применения и применяемые в сферах распространения

ГМК и Н. Эти СИ признаются годными для применения после их испытаний и утверждения типа и последующих первичной и периодической поверок;

- не предназначенные для применения и не применяемые в сферахраспространения ГМК и Н. За этими СИ надзор со стороны государства (Росстандарта) не проводится. Юридические и физические лица – владельцы такого рода СИ сами должны устанавливать систему поддержания их в работоспособном состоянии, в том числе в рамках российской системы калибровки и добровольной сертификации СИ.

Рисунок 13 - Государственный метрологический контроль и надзор

 

 

Государственный инспектор по обеспечению единства измерений (государственный инспектор) – должностное лицо Росстандарта, осуществляющее функции

государственного метрологического контроля и надзора на соответствующей территории.

Государственные инспекторы, осуществляющие поверку СИ, проходят аттестацию в качестве поверителей.

1.4.9 Тип средства измерения (СИ). Утверждение типа СИ

1.4.9.1 Тип СИ – совокупность СИ одного и того же назначения, основанных на одном и том же принципе действия, имеющих одинаковую конструкцию и изготовленных по одной и той же документации и технологии.

1.4.9.2 Утверждение типа – правовой акт ГМС, заключающийся в признании типа СИ пригодным для серийного выпуска в стране. Утверждение типа СИ проводится в целях обеспечения единства измерений в стране, постановки на производство и выпуск в обращение СИ, соответствующих требованиям, установленным в нормативных документах.

При испытаниях СИ для целей утверждения типа проверяют соответствие технической документации и технических характеристик СИ требованиям ТЗ, проекта ТУ и

распространяющихся на них нормативных и эксплуатационных документов, а так же

обеспеченность СИ методиками и средствами поверки.

В соответствии с международными соглашениямиРоссии Росстандарт может принять решение о признании результатов испытаний и утверждения типа, проведенных в зарубежной стране. Это обязательное условие для внесения типа импортируемого СИ в Государственный реестр и его применения в России.

1.4.10 Стандартные образцы (СО)

Стандартные образцы(СО) принадлежат к однозначным мерам. Различают два вида стандартных образцов:

- стандартные образцы состава;

- стандартные образцы свойств.

Стандартный образец состава или материала– это образец с фиксированными значениями величин, количественно отражающих содержание в веществе или материале всех его составных частей.

Стандартный образец свойств вещества или материала – это образец с фиксированными значениями величин, отражающих свойства вещества или материала (физические, биологические и др.).

Каждый стандартный образец в обязательном порядке должен пройти метрологическую аттестациюв органах метрологической службы, прежде чем начнет использоваться.

Стандартные образцы могут применяться на разных уровнях и в разных сферах.

Выделяют:

- межгосударственные СО;

- государственные СО;

- отраслевые СО;

- СО организации (предприятия).

1.4.11 Лицензирование деятельности юридических и физических лиц по изготовлению, ремонту, продаже и прокату средств измерений

Под лицензированием понимается выполняемая в обязательном порядке процедура выдачи лицензии юридическому или физическому лицу на осуществление им деятельности, не запрещенной действующим законодательством и подлежащей обязательному лицензированию.

Лицензия на изготовление (ремонт, продажу, прокат) СИ представляет собой документ, удостоверяющий право заниматься указанными видами деятельности и выдаваемый органом ГМС. Лицензия действительна на всей территории РФ.

Основанием для выдачи лицензии служит заявление юридического или физического лица и положительные результаты проверки условий осуществления лицензируемого вида деятельности, которые должны соответствовать предъявляемым требованиям. Лицензия на изготовление СИ дает право лицензиату на ремонт, продажу и прокат данного СИ.

В выдаче лицензии может быть отказано, если в документах, прилагаемых к заявлению, содержатся недостоверные сведения или условия осуществления лицензируемой деятельности не соответствуют требованиям.

Лицензия выдается на срок не более 5 лет. Орган, выдавший лицензию, обязан проводить периодический контроль над соблюдением условий осуществления лицензируемой деятельности в порядке, устанавливаемым им самим.

При обнаружении нарушений он может приостановить действие лицензии на срок до устранения нарушений или аннулировать лицензию, изъяв ее. Лицензиат при этом может обжаловать решение компетентного органа в арбитражном суде по месту выдачи лицензии.

1.4.12 Основы метрологического обеспечения

1.4.12.1 Общее понятие метрологического обеспечения. Метрологическое обеспечение – это утверждение и использование научно - технических и организационных основ, технических приборов, норм и стандартов с целью обеспечения единства и установленной точности измерений. Метрологическое обеспечение в своем научном аспекте базируется на метрологии.

Выделяют следующие цели метрологического обеспечения:

- достижение более высокого качества продукции;

- обеспечение наибольшей эффективности системы учета;

- обеспечение профилактических мероприятий, диагностики и лечения;

- обеспечение эффективного управления производством;

- обеспечение высокого уровня эффективности научных работ и экспериментов;

- обеспечение более высокой степени автоматизации в сфере управления транспортом;

- обеспечение эффективного функционирования системы нормирования и контроля условий труда и быта;

- повышение качества экологического надзора;

- улучшение качества и повышение надежности связи;

- обеспечение эффективной системы оценивания различных природных ресурсов.

1.4.12.2 Метрологическое обеспечение технических устройств– это совокупность научно—технических средств, организационных мероприятий и мероприятий, проводимых соответствующими учреждениями с целью достижения единства и требуемой точно-сти измерений, а также установленных характеристик технических приборов.

Задачи и функции МО:

- анализ состояния МО;

- планирование МО;

- разработка и внедрение методик выполнения измерений (МВИ);

- аттестация МВИ;

- становление номенклатуры СИ и поверочных средств;

- разработка и изготовление нестандартного оборудования;

- проведение метрологической аттестации и поверок;

- организация учета, хранения и распределения СИ;

- контроль над состоянием и применением СИ;

- метрологическая экспертиза нормативной документации (НТД);

- внедрение НТД по МО;

- повышение квалификации кадров в области МО;

- оценка экономической эффективности от мероприятий по МО.

 

2 ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА

 

2.1 Средства измерений

2.1.1 Классификация СИ

Средство измерения (СИ) – техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу ФВ, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени (рисунок 14).

Средства измерений чрезвычайно многообразны. Однако для этого множества можно выделить некоторые общие признаки, присущие всем средствам измерений независимо от области применения.

2.1.1.1 По роли, выполняемой в системе обеспечения единства измерений, средства измерений делят на метрологическиеи рабочие.

Метрологические СИ предназначены для метрологических целей - воспроизведения единицы и (или) ее хранения или передачи размера единицы рабочим СИ.

Рабочие СИ – СИ, предназначенные для измерений, не связанных с передачей размера единицы другим СИ.

2.1.1.2 По отношению к измеряемой ФВ СИ подразделяются на основныеи вспомогательные.

Основные СИ– СИ той ФВ, значение которой необходимо получить в соответствии с измерительной задачей.

Вспомогательные СИ–СИ той ФВ, влияние которой на основное СИ или объект измерений необходимо учитывать для получения результатов измерений требуемой точности. Эти СИ применяют для контроля над поддержанием значений влияющих величин в заданных пределах.

2.1.1.3 По уровню автоматизации все СИ делят на неавтоматические (имеется в иду обычный прибор, например, рычажный микрометр), автоматическиеи автоматизированные.

Автоматические СИ – СИ, производящие без участия человека измерения величины и все операции, связанные с обработкой результатов измерений, их регистрацией, передачей данных или выработки управляющих сигналов.

Примеры: измерительные или контрольные автоматы, встроенные в автоматическую технологическую линию (технологическое оборудование, станок и др.), измерительные роботы, обладающие хорошими манипуляционными свойствами.

Автоматизированное СИ – СИ, производящее в автоматическом режиме одну или часть измерительных операций.

Например, счетчик газа (измерение и регистрация данных с нарастающим итогом).

 

Рисунок 14-Обобщенная классификация средств измерений

 

 

2.1.1.4 Средство сравнения– техническое средство или специально создаваемая среда, посредством которых возможно выполнять сравнение друг с другом мер однородных величин или показания измерительных приборов.

Компаратор – электронное средство сравнения, предназначенное для сличения мер

 

однородных величин, например, компаратор для сравнения двух напряжений.

 

2.1.1.5 Узаконенное СИ – СИ, признанное годным и допущенное для применения уполномоченным органом, например, рабочие СИ, предназначенные для серийного выпуска, узаконивают путем утверждения типа.

2.1.2 Меры и измерительные приборы

2.1.2.1 Мера ФВ – СИ, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения и передачи ФВ одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с заданной точностью.

Различают следующие виды мер:

- однозначная мера, воспроизводящая ФВ одного размера (гиря 1 кг);

- многозначная мера, воспроизводимая ФВ разных размеров. Например, штриховая мера длины (линейка);

- набор мер – комплект мер разного размера одной и той же ФВ, предназначенных для применения на практике как в отдельности,так ив различных сочетаниях. Например, набор плоскопараллельных концевых мер длины (ПКМД), набор гирь (разновесы);

- магазин мер – набор мер, конструктивно объединенных в отдельное

устройство, в котором имеются приспособления для их соединения в различных комбинациях. Например, магазин электрических сопротивлений;

-калибры – средства контроля в машиностроении, предназначенные для контроля (а не для измерения) размеров, формы, взаимного расположения осей и поверхностей, зазоров и оценки их с точки зрения установленным требованиям.

Например, предельные калибры – пробки и калибры – скобы, которые являются одним из основных технических средств контроля;

-стандартные образцы – образцы веществ и материалов с приписанными им значениями величин или условными значениями величин.

2.1.2.2 Измерительный прибор– СИ, предназначенное для получения значений измеряемой величины в установленном диапазоне и вырабатывающий сигнал измерительной информации в форме, доступной наблюдателю для непосредственного восприятия (последнее относится к показывающим приборам).

Аналоговый измерительный прибор – СИ, показания которого являются непрерывной функцией изменения измеряемой величины. Например, весы, манометр, амперметр, измерительная головка со шкальными отсчетными устройствами.

Цифровым измерительным прибором (ЦИП) называется СИ, автоматически вырабатывающее дискретные сигналы измерительной информации, показания которого представлены в цифровой форме. При измерениях с помощью ЦИП исключаются субъективные ошибки оператора.

 

2.1.2.3 Измерительная установка – совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей и других устройств, предназначенная для измерений одной или нескольких ФВ и расположенная в одном месте.

Например, поверочная установка, испытательный стенд, измерительная машина для измерения удельного сопротивления материалов.

2.1.3 Измерительные преобразователи

 

Измерительный преобразователь (ИП) – техническое средство с нормативными метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации и передачи. ИП входит в состав какого-либо измерительного прибора (измерительной установки, ИС и др.), или применяется вместе с каким – либо СИ.

Примеры ИП. Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) или аналого-цифровой преобразователь (АЦП);

Передающий преобразователь – измерительный преобразователь, служащий для дистанционной передачи сигнала измерительной информации к другим устройствам или системам (термопара в термоэлектрическом термометре);

Первичный измерительный преобразователь или просто первичный преобразователь(ПП) - измерительный преобразователь, на который непосредственно воздействует измеряемая ФВ;

Датчик – конструктивно обособленный ПП, вырабатывающий измерительные сигналы (он «дает» информацию).

2.1.4 Измерительные системы

Измерительная система (ИС) - совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, компьютеров и других технических средств, размещенных в разных точках контролируемого объекта с целью измерений одной или нескольких ФВ, свойственных этому объекту, и выработки измерительных сигналов в разных целях. Измерительная система может содержать десятки измерительных каналов.

В зависимости от назначения ИС разделяют на измерительные информационные, измерительные контролирующие, измерительные управляющие и пр.

Различают также достаточно условно информационно-измерительные системы

(ИИС) и компьютерно - измерительные системы (КИС). Измерительную систему, перестраиваемую в зависимости от изменения измерительной задачи, называют гибкой измерительной системой(ГИС).

Измерительно-вычислительный комплекс (ИВК) – функционально объединенная

 

совокупность СИ, компьютеров и вспомогательных устройств, предназначенных для выполнения в составе ИС конкретной измерительной функции.

Информационно – измерительная система (ИИС) – совокупность функционально объединенных СИ, вычислительной техники и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации о ФВ, свойственных данному объекту, в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и (или) использования в АСУ.

Компьютерно - измерительная система (КИС), иначе виртуальный прибор, состоит из стандартного или специализированного компьютера со встроенной платой (модулем) сбора данных.

2.1.5 Принципы действия измерительных устройств (приборов)

2.1.5.1 Измерительные устройства состоят из некоторого числа элементов (составных частей), предназначенных для выполнения таких, функций, как преобразование:

- поступающего сигнала по форме или виду энергии; - успокоение колебаний; - защита от несущих помехи полей; - коммутация цепей; - представление информации и т.п. К элементам измерительных устройств относят: опоры, направляющие, пружины, магниты, контакты, множительно-передаточные механизмы и т.п. Основные составные части: - преобразовательный элемент – элемент СИ, в котором происходит одно из ряда последовательных преобразований величины; - измерительная цепь – совокупность преобразовательных элементов СИ, обеспечивающая осуществление всех преобразований сигнала измерительной информации; - чувствительный элемент – первый в измерительной цепи преобразовательный элемент, находящийся под непосредственным воздействием измеряемой величины; - измерительный механизм – часть конструкции СИ, состоящая из элементов, взаимодействие которых вызывает их взаимное перемещение; - отсчетное устройство – часть конструкции Си, предназначенное для регистрации показаний. - регистрирующее устройство – часть регистрирующего измерительного прибора, предназначенная для регистрации показаний.

2.1.5.2 На рисунке 15 приведены схемы измерительных устройств прямого действия (прямого преобразования).

Работа СИ прямого действия. На рисунке 15а измеряемая физическая величина Х

 

поступает в чувствительный элемент 1, где преобразуется в другую величину, удобную

для дальнейшего использования (ток, напряжение, давление, перемещение, сила), и поступает на промежуточный преобразовательный элемент 2, который обычно либо усиливает поступающий сигнал, либо преобразует его по форме (элемент 2 может отсутствовать). Выходной сигнал элемента 2 поступает к измерительному механизму 3, перемещение элементов которого определяется с помощью отсчетного устройства 4.

Выходной сигнал Y (показание), формируемый измерительным прибором, может

быть воспринят органами чувств человека.

 

1 – чувствительный элемент (ЧЭ); 2 – промежуточный преобразовательный элемент; 3 - измерительный механизм; 4 - отсчетное устройство; 7 - выходной преобразовательный элемент.

Рисунок 15 - Структурные схемы прямого преобразования

Показаниями называют значение величины, определяемое по отсчетному устройству и выраженное в принятых единицах этой величины. Отсчетное устройство представляет собой цифровое табло или, в подавляющем большинстве случаев, шкалу с указателем.

2.1.5.3 На рисунке 16 приведены схемы измерительных устройств сравнения (уравновешивающего или компенсационного преобразования).

Схема измерительного прибора, основанного на методе уравновешивающего преобразования, показана на рисунке 16б. Отличительной особенностью таких приборов является наличие отрицательной обратной связи. Здесь сигнал Z, возникающий на выходе чувствительного элемента, поступает на преобразовательный элемент 5, который способен осуществлять сравнение двух величин (элемент сравнения, компарирующий элемент), поступающих на его вход.

Кроме величины Z на вход элемента 5 подается величина с противоположным знаком Zур (уравновешивающий сигнал), которая формируется на выходе обратного преобразовательного элемента 6. На выходе элемента 5 формируется сигнал, пропорциональный разности значения величин Z и Zур.

1 – чувствительный элемент (ЧЭ); 2 – промежуточный преобразовательный элемент; 3 - измерительный механизм; 4 - отсчетное устройство; 5 – преобразовательный элемент с функцией сравнения двух величин; 6 – обратный преобразовательный элемент; 7 - выходной преобразовательный элемент.

Рисунок 16 - Структурные схемы СИ сравнения.

 

Этот сигнал поступает в промежуточный преобразовательный элемент 2, выходной сигнал которого поступает одновременно на измерительный механизм 3 и на вход обратного преобразовательного элемента 6. В зависимости от типа промежуточного преобразовательного элемента 2 при каждом значении измеряемого параметра и соответствующем ему значении Z разность Z - Zур, поступающая на вход элемента 5, может сводиться к нулю или иметь некоторое малое значение, пропорциональное измеряемой величине.

На остальных рисунках приведены структурные схемы измерительных преобразователей, основанных соответственно на методах прямого и уравновешивающего преобразователя.

В этих схемах отсутствует измерительный механизм и отсчетное устройство. Этим определяется тот факт, что сигнал измерительных преобразователей имеет форму, недоступную для восприятия человеком.

В то же время в составе измерительных преобразователей, как правило, имеется выходной преобразовательный элемент 7, который формирует выходной сигнал (усиливает его по мощности, преобразует в частоту колебаний и т.д.) таким образом, что его можно передавать на расстояние, хранить и обрабатывать.

2.1.6 Типы измерительных сигналов

2.1.6.1 В рамках единой измерительной системы информация о значении физических величин передается от одного средства измерения к другому с помощью сигналов.

Наиболее часто в качестве сигналов используются:

- сигналы постоянного уровня (постоянные электрические токи и напряжения, давление сжатого воздуха, световой поток);

- синусоидальные сигналы (переменный электрический ток или напряжение);

- последовательность прямоугольных импульсов (электрических или световых).

Сигнал характеризуется рядом параметров. В первом случае единственным параметром сигнала является его уровень. Синусоидальный сигнал характеризуется своей амплитудой, фазой и частотой, последовательность прямоугольных импульсов - амплитудой, фазой, частотой, шириной импульсов или комбинацией импульсов различного уровня в течение определенного промежутка времени.

2.1.6.2 Для того, чтобы исходный сигнал стал измерительным, необходимо один из его параметров связать функциональной зависимостью с измеряемой физической величиной.

Параметр сигнала, выбранный в качестве такового, называется информативным, а все остальные параметры - неинформативными.

Процесс преобразования исходного сигнала в измерительный, т. е. преобразование одного из параметров исходного сигнала, генерируемого некоторым источником, в информативный параметр, называется модуляцией.

2.1.6.3 В зависимости от вида модуляции измерительные сигналы можно классифицировать следующим образом.

Сигналы постоянного уровня характеризуются лишь одним параметром и поэтому могут быть модулированы только по уровню. Уровень сигнала явля­ется при этом мерой измеряемой величины.

Синусоидальные сигналы могут быть модулированы по амплитуде, фазе или частоте. В зависимости от того, который из этих параметров сигнала является мерой измеряемой величины, говорят об амплитудно-модулированных, фазомодулированных или частотно-модулированных сигналах.

Последовательность прямоугольных импульсов может быть модулирована по амплитуде (амплитудно-импульсно модулированные сигналы), по частоте (частотно-

импульсно модулированные сигналы), по фазе (фазо-импульсно модулированные сигналы) или по ширине импульсов (широтноимпульсно модулированные сигналы).

Сигнал, в котором различным значениям измеряемой величины поставлена в соответствие определенная комбинация импульсов различного уровня, называется кодоимпульсным, или цифровым.