Эталоны единиц величин. Что такое Эталон? Значение слова Эталон в философском словаре

Эталон (стандарт измерения) может быть физической мерой, измерительным инструментом, стандартным образцом или измерительной системой, предназначенной для того, чтобы определять, реализовывать, сохранять или воспроизводить единицу или одно или более значений величины, чтобы служить в качестве эталона. Например, единице массы придана физическая форма в виде цилиндрического куска металла весом 1 кг; а отградуированные блоки представляют определенные значения длины.

Иерархия эталонов начинается с международного эталона как вершины и идет вниз до рабочего эталона. Определение этих терминов, которое дается в Международном словаре основных и общих терминов в метрологии, приведено ниже:

Международный эталон – это:

эталон, признанный международным соглашением для того, чтобы служить в международном масштабе в качестве базы для присваивания значений другим стандартам измерения рассматриваемой величины.

Хранителем международных эталонов является Международное бюро мер и весов (МБМВ) в Севре, недалеко от Парижа. Самым старым используемым стандартом измерения является эталон килограмма.

Национальный эталон – это:

эталон, признанный национальным законодательством, чтобы служить в данной стране в качестве базы для присваивания значений другим стандартам измерения рассматриваемой величины.

Обычно хранителем национальных эталонов является национальная лаборатория, называемая национальным метрологическим институтом, национальным бюро стандартов или национальным бюро весов и мер. Некоторые страны не имеют национальных эталонов.

Первичный эталон – это:

эталон, который широко признается как имеющий высочайшие метрологические качества, и значения которого принимаются без ссылок на другие эталоны той же величины.

Примеры первичных эталонов - приборы Джозефсона для реализации величины «вольт» или стабилизирующие лазеры с интерферометрами для реализации величины «длина». Эти приборы используются в качестве национальных эталонов многими национальными метрологическими институтами и некоторыми первоклассно оборудованными калибровочными лабораториями.

Вторичный эталон – это:

эталон, значение которого присваивается путем сравнения с первичным эталоном той же величины. Обычно первичные эталоны используются для калибровки вторичных.

Рабочий эталон – это:

эталон, который используется для обычной калибровки или поверки материальных мер, измерительных инструментов или стандартных образцов.

Обычно рабочий эталон калибруется на основании вторичного эталона. Рабочий эталон, используемый в повседневной работе для обеспечения правильности проведения измерений, называется проверочным эталоном.

Не существует общего требования в отношении точности рабочего эталона. В одном месте он может быть достаточно хорош в качестве исходного эталона, или даже в качестве национального эталона в другом месте.

Существуют классы весов, начиная с Е1 - как наивысшего класса, за ним следуют Е2, Fl, F2, Ml, М2, МЗ. Набор весов класса точности Е2 может служить в качестве рабочего эталона в калибровочной лаборатории для калибровки набора весов класса точности F1 или ниже. Набор Е2 может служить в качестве стандартного образца в другой лаборатории, калибрующей, в основном, весы точностью класса F2 или ниже. Набор весов класса точности Е2 может быть использован в качестве национального эталона в стране, где нет спроса на более точные измерения массы, чем F1.

Нужно отметить, что точность некоторых измерительных инструментов, используемых в промышленности, является настолько высокой, что существует необходимость в калибровке даже первичных эталонов.

Исходный эталон – это:

эталон, обладающий, как правило, наивысшими метрологическими свойствами, имеющийся в распоряжении в данном месте или в данной организации, в соответствии с которым, получают размер единицы при измерениях, выполняемых в этом месте.

Калибровочные лаборатории используют исходные эталоны для калибровки своих рабочих эталонов.

Эталон сравнения – это:

эталон, используемый в качестве промежуточного для сравнения эталонов.

Резисторы используются как эталоны сравнения для сравнения эталонов напряжения. Веса используются для сравнения рычажных весов.

Передвижной эталон – это:

эталон, иногда специальной конструкции, предназначенный для транспортировки, и используемый для сравнения эталонов между собой.

Портативный, работающий на цезиевой батарее эталон частоты, может быть использован как передвижной эталон частоты. Калиброванные динамометрические элементы (ячейки нагрузки) используются в качестве передвижных эталонов силы.

Похожая информация:

1. А. В жидком состоянии. Б. В аморфном состоянии. В. В газообразном состоянии. Г. В кристаллическом состоянии. Д. Такое расположение атомов возможно в любом состоянии вещества

Для обеспечения единства измерений необходима тождественность единиц, в которых проградуированы все средства измерений одной и той же физической величины. Это достигается путем точного воспроизведения и хранения установленных единиц физических величин и передачи их размеров применяемых средствам измерений.

Воспроизведение, хранение и передача размеров единиц осуществляются с помощью эталонов.

Эталоны делятся на первичные, вторичные и рабочие .

Первичные эталоны воспроизводят единицы физических величин с наивысшей точностью, достижимой в данной области измерений. Первичные эталоны основных единиц воспроизводят единицу в соответствии с ее определением. Разновидностью первичных эталонов являются специальные эталоны , предназначенные для воспроизведения единиц в установленных особых условиях (сверхвысокие частоты, малые и большие энергии, давления, температуры и т.п.). Первичные и специальные эталоны, официально утвержденные в качестве исходных для страны, называют госу-дарственными , на каждый из них утверждают государственный стандарт.

Вторичные эталоны создаются для организации поверочных работ и обеспечения сохранности и наименьшего износа Государственного эталона. Значение вторичных эталонов устанавливается по первичным эталонам. По своему метрологическому назначению вторичные эталоны делятся на: 1) эталоны-копии; 2) эталоны сравнения; 3) эталоны-свидетели; 4) рабочие эталоны.

Эталон-копия представляет собой вторичный эталон, предназ-наченный для хранения единицы и передачи ее размера рабочим эталонам. Он не всегда может быть физической копией государственного эталона.

Эталон сравнения — вторичный эталон, применяемый для сли-чения эталонов, которые по тем или иным причинам не могут не-посредственно сличаться друг с другом. Примером эталона сравнения может служить группа нормальных элементов, применяемая для сличения Государственного эталона вольта СССР с эталоном вольта Международного бюро мер и весов.

Эталон-свидетель — вторичный эталон, используемый для про-верки сохранности государственного эталона и для замены его в случае порчи или утраты. Эталон-свидетель применяется лишь тогда, когда государственный эталон не воспроизводится.

Рабочие эталоны — эталоны 1-го, 2-го, 3-го и 4-го разрядов, применяемые для хранения единицы и передачи ее размера рабочим средствам измерений.

Рис.2.8. Классификация эталонов по подчиненности.

Кроме национальных эталонов, имеются международные эталоны , принадлежащие группе стран и предназначенные для поддержания единства измерений в международном масштабе путем периодического сличения национальных эталонов с международным и между собой. Международные эталоны хранит и поддерживает Международное бюро мер и весов (МБМВ).

Государственные эталоны основных единиц системы СИ:

1. Эталон единицы массы — килограмма состоит из национального прототипа килограмма (гири из платиново-иридиевого сплава) и эталонных весов, предназначенных для передачи размера единицы массы вторичным эталонам. Среднее квадратическое отклонение относительной погрешности воспроизведения эталоном единицы массы равно 7·10 -9 .

2. Эталон единиц длины — комплекс средств, воспроизводящих метр в виде 1 650 763,73 длин волн излучения в вакууме, соответствующего переходу между определенными уровнями атома криптона-86 . Эталон обеспечивает воспроизведение метра с относительным средним квадратическим отклонением результата измерений, не превышающим 5·10 -9 .

Метр был в числе первых единиц, для которых были введены эталоны. Первоначально в период введения метрической системы мер за первый эталон метра была принята одна десятимиллионная часть четверти длины Парижского меридиана. В 1799 г. на основе ее измерения изготовили эталон метра в виде платиновой концевой меры (метр Архива), представлявший собой линейку шириной около 25 мм, толщиной около 4 мм с расстоянием между концами 1 м.

Платино-иридиевый эталон метра с1889 по 1960 годы

3. Эталон единицы времени — комплекс средств, воспроизводящих секунду в виде 9 192 631 770 периодов колебаний электромагнитного излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133 . Этот эталон является также эталоном единицы частоты - герца. Он обеспечивает воспроизведение единиц с относительным средним квадратическим отклонением результата измерений, не превышающим 1·10 -13 , при неисключенной относительной систематической погрешности, не превышающей1·10 -12 .

Единица времени — секунда впервые определялась через период вращения Земли вокруг оси или Солнца. До недавнего времени секунда равнялась 1 /86400 части солнечных средних суток. За средние солнечные сутки принимался интервал времени между двумя последовательными кульминациями "среднего" Солнца. Для определения единицы времени. Средние солнечные сутки определяются с погрешностью до 10 -7 с.

4. Эталон единицы силы постоянного электрического тока - ампера - это комплекс средств, в состав которых входят токовые весы. В токовых весах, представляющих собой рычажные равноплечие весы, с одной стороны на коромысло действует сила взаимодействия двух соленоидов, обтекаемых постоянным током, а с другой стороны — гиря известной массы. При равновесии весов, сила тока определяется через массу гири, ускорение свободного падения в месте расположения весов и постоянную электродинамической системы (двух соленоидов), зависящую от формы и размеров соленоидов, диаметра сечения провода соленоидов, значения относительной магнитной проницаемости среды и т. д.). Таким образом, ампер воспроизводится через основные единицы — метр, килограмм и секунду . Эталон воспроизводит размер ампера с относительным средним квадратическим отклонением результата измерений, не превышающим 4·10 -6 , при относительной систематической погрешности, не превышающей 8·10 -6 .

5. Эталон единицы температуры кельвин был определен ХIII Генеральной конференцией по мерам и весам как единица термодинамическом температуры, равная 1/273,16 части термодинами-ческой температуры тройной точки воды.

Тройная точка воды — это точка равновесия воды в твердой, жидкой и газообразных фазах.

VII Генеральная конференция по мерам и весам в 1927 г. приняла, а IX Генеральная конференция в 1948 г. утвердила Международную практическую температурную шкалу, воспроизводимую по определенным постоянным реперным точкам. Реперные точки воспроизводят, реализуя состояние равновесия между фазами чистых веществ. Точность воспроизведения кельвина и градуса Цельсия различна в различных интервалах температур. Наибольшая точность воспроизведения достигается в тройной точке воды 273,16 К ±0,0002 К (или +0.01 ±0,0002 °С). В качестве эталонных приборов применяются платиновый термометр сопротивления в диапазоне температур 13,81 К и 630,74° С; термопара платинородий-платина в диапазоне, между 630,74 и 1064,43 °С

В эталоне используются ампулы реперных точек Международной температурной шкалы 1990 года (МТШ-90):

• тройной точки (- 38,8344 °С);
• тройной точки воды (0,01 °С);
• точки плавления галлия (29,7646 °С);
• точек затвердевания: индия (156,5985 °С), олова (231,928 °С), цинка (419,527°С), алюминия (660,323 °С), серебра (961,78 °С)

6. Эталон единицы силы света - кандела - это сила света, испускаемая с площади 1/600000 м 2 сечении полного излучателя, в перпендикулярном к этому сечению направление при температуре излучателя, равной температуре затвердевания платины при давлении 101325Па.

Кандела наиболее точно воспроизводится при помощи эталонного устройства — полного излучателя. Полный излучатель, называемый иногда абсолютно черным телом (рис. 2.9), представляет собой небольшую трубочку из окиси тория внутренним диаметром около 2,5 мм, погруженную в чистую платину. Платина в свою очередь находится в сосуде, спрессованном из порошка плавленой окиси тория, окруженном порошком из окиси тория. Все это помещено во внешний сосуд из плавленого кварца.

Внешний сосуд окружен небольшим числом витков медной охлаждаемой водой трубки. По трубке пропускается ток высокой частоты (около 250 кГц), который нагревает платину до ее расплавления. Вместе с платиной нагревается и трубочка из тория. Свет излучается из полости трубочки через отверстие в верхней ее части. Яркость полного излучателя при температуре затвердевания платины сравнивается с помощью фотометра с яркостью особых ламп накаливания, используемых в качестве вторичных эталонов.

Воспроизведению канделы приписана погрешность ±0,5% по результатам международных сличений.

Рис.2.9. Полный излучатель:

1 - высокочастотный генератор, 2 - полный излучатель, 3 - призма полного внутреннего отражения, 4 - фотометр, 5 - эталонная лампа накаливания.

Словарь Ушакова

Эталон

этало н , эталона, муж. (франц. étalon). Образец меры, служащий для проверки измерительных приспособлений, находящихся в обращении (тех. , физ. ). Эталон метра.

| перен. Шаблон, готовая мерка для чего-нибудь (книж. ).

Современный экономический словарь. 1999

ЭТАЛОН

Словарь экономических терминов

Эталон

образцовая мера, образец для сравнения.

Толковый переводоведческий словарь

Эталон

1. Точный образец установленной единицы измерения; сама такая точная мера.

2. Мерило, стандарт, образец.

Тезаурус русской деловой лексики

Эталон

Syn: образец, стандарт, стандартный образец, оригинал

Энциклопедический словарь

Эталон

(франц. etalon),..

1. мера или измерительный прибор, служащий для воспроизведения, хранения и передачи единиц какой-либо величины. Эталон, утвержденный в качестве исходного для страны, называется Государственным эталоном...
2. (В переносном смысле) - мерило, образец. Международный эталон единицы массы - килограмма - эталонная платино-иридиевая гиря в форме цилиндра диаметром и высотой 39 мм.

Словарь Ожегова

ЭТАЛО Н, а, м.

1. Точный образец установленной единицы измерения, сама такая точная мера. Метр-э. Международный э. единицы массы. Радиотехнический э.

2. перен. Мерило, образец. Э. красоты. Э. поведения.

| прил. эталонный, ая, ое (к 1 знач.). Эталонное время.

Словарь Ефремовой

Эталон

1. м.
   1. :
      1. Точная мера или точный измерительный прибор, служащие для воспроизведения, хранения и передачи единицы измерения чего-л.
      2. Измерительный прибор большой точности, предназначенный для проверки других таких же приборов.
   2. перен. Мерило, образец для подражания, сравнения.

Энциклопедия Брокгауза и Ефрона

Эталон

Эталонами называют образцы мер, содержащие возможно точно определенное число единиц той меры, образцом которой должен служить Э. Измерение большинства принятых в науке и технике величин может быть, как известно, сведено к измерению длин, масс и промежутков времени. Для этих основных величин первоначально были избраны идеальные единицы: для единицы длины - одна десятимиллионная часть четверти парижского земного меридиана (метр) и одна сотая доля его (сантиметр); для единицы массы - масса одного кубического сантиметра чистой воды при температуре наибольшей плотности ее (грамм) и тысяча таких единиц (килограмм); для единицы промежутков времени - одна секунда или 86400-ая часть средних солнечных суток. По мере усовершенствования методов измерения все более и более вкоренялось убеждение, что вышеприведенные идеальные единицы не могут считаться определенными, так как всякий исследователь, который пожелает воспроизвести эти единицы на основании их определений, получит величину единиц, отличную от прежних и более или менее отличающуюся от идеальных, в зависимости от умения исследователя и от точности измерительных приемов и приборов, которыми он располагает. Ввиду этого международный конгресс, собравшийся в Париже в 1875 г., постановил принять в качестве единиц длины и массы некоторые произвольные единицы, а именно: 1) в качестве единицы длины - метра - прототип метра, хранящийся в Париже (см. Меры) и чрезвычайно близкий к идеальному метру, и 2) в качестве единицы массы - прототип килограмма, хранящийся тоже в Париже (см. Меры) и чрезвычайно близкий по величине к идеальному килограмму. Образцы длин и масс, точно сверенные с прототипами, имеются во всех государствах и являются нормальными эталонами ; об устройстве их см. Меры. С нормальными Э. сравниваются все остальные Э., применяемые для точных измерений; это сравнение дает возможность узнать точную величину Э. в единицах прототипа. Э. для промежутков времени не существует; единица времени все еще является идеальной, но точность, с которой она может быть определена, более чем достаточна при настоящем положении науки, и величина единицы всегда очень просто может быть проконтролирована сравнительно несложными астрономическими наблюдениями; всякие хорошие астрономические часы можно считать за Э. времени.

Большинство остальных единиц, принятых в науке и технике, могут быть приведены к основным единицам длины, массы и времени. Так, например, за электростатическую единицу количества электричества принимают такое его количество, которое, действуя в пустоте на равное ему количество, расположенное от него на расстоянии единицы длины , отталкивает его с силой, равной единице силы; за единицу силы принимают силу, которая, действуя на единицу массы , сообщает ей равномерно-ускоренное движение с единицей ускорения; за единицу ускорения принимают такое ускорение движения тела, когда скорость тела в единицу времени увеличивается на единицу скорости; наконец, за единицу скорости принимают скорость движения тела, проходящего единицу длины в единицу времени.

Таким образом измерение большинства физических величин могло бы быть произведено при пользовании исключительно мерами длины, массы и времени. Но в большинстве случаев методы такого абсолютного измерения величин чрезвычайно сложны и, если желательно достижение значительной точности, требуют особых приборов, особой обстановки и чрезвычайной тщательности в работе. Между тем методы сравнения двух однородных величин обыкновенно значительно проще, не требуют столь сложной обстановки и в общем обладают значительно большей точностью, чем измерения абсолютные. Так, например, абсолютное измерение электрического сопротивления, путем приведения его к измерению длин, масс и времени, чрезвычайно сложно, между тем как сравнение сопротивлений представляет относительно простую задачу, которую легко выполнить даже со значительной точностью. Ввиду этого в науке стремятся, где возможно, заменить абсолютное измерение величин сравнением их с однородными, величина которых раз и навсегда была точно определена в абсолютной мере. Для этой цели создают Э. тех величин, абсолютное измерение которых представляет затруднения. Так, например, в электрических измерениях (см.) создают эталоны разности потенциалов (нормальные элементы, см.), сопротивления, емкости (конденсаторы с известной емкостью), самоиндукции (катушки с точно определенной самоиндукцией) и т. д. Эти Э. раз навсегда измеряются с большой точностью в абсолютной мере; копируя их, создают другие Э., а сравнивая с ними однородные, подлежащие измерению величины, определяют и последние в абсолютной мере. Так как с большой точностью можно сравнивать лишь однородные величины приблизительно одного и того же порядка величины, то стараются обыкновенно иметь эталоны одной и той же физической величины различных порядков. Обыкновенно эталоны, когда это возможно, стараются построить так, чтобы в них заключалось простое кратное число единиц или простое подразделение единицы, характеризуемой эталоном величины; так, например, Э. сопротивления, единицей которого является 1 ом, бывают в 0,01, 0,1, 1, 100, миллион ом. Не всегда это возможно; так, например, Э. разности потенциалов - нормальные элементы - дают обыкновенно разность потенциалов, не находящуюся в каком-либо простом отношении к единице разности потенциалов - вольту, но все же совершенно точно определенную. Еще более важную роль играют Э. при измерении тех физических величин, которые не удалось привести к основным мерам длины, массы и времени. Примером такой величины является сила света, за единицу которой принимают силу света произвольно выбранного, но точно установленного источника света (см. Фотометрия). Абсолютного измерения таких Э. существовать не может, и единственной гарантией определенности такого Э. является точное изготовление его по определенным, раз и навсегда установленным предписаниям, и применение его в раз и навсегда точно определенных условиях. Наиболее важным свойством всякого Э. является его возможная неизменяемость от времени и окружающих условий. Поэтому при конструкции Э. их стараются построить из материалов, по возможности мало подвергающихся изнашиванию, стараются придать им формы, гарантирующие наибольшую сохранность их и наименьшее влияние на них окружающих условий. Кроме того, если влияние внешних условий (например, температуры) неизбежно, то старательно изучают это влияние, так чтобы известно было, какой абсолютной величиной обладает данный Э. при всякой возможной комбинации внешних условий. При пользовании Э. необходимо точно знать характер этих влияний и стараться поставить Э. в такие условия, чтобы это влияние было либо по возможности незначительным, либо было точно определенным.

Абсолютное измерение Э. и сравнение их друг с другом представляет столь сложную задачу, что она иногда не по силам не только отдельным наблюдателям, но и прекрасно обставленным лабораториями. Ввиду этого все работы этого рода стараются в последнее время сосредоточить в особых правительственных, специально к тому приспособленных учреждениях. Первым таким учреждением явилось Bureau des Poids et Mesures в Севре близ Парижа; в Германии аналогичным учреждением является Physikalisch-Technische Reichsanstalt в Шарлоттенбурге близ Берлина, в России - Главная палата мер и весов в СПб.

А. Г.

Словари русского языка

Эталон

- неизменность

- воспроизводимость

- сличаемость

Эталон классифицируется на следующие:

Первичный эталон - эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы с наивысшей в стране (по сравнению с другими эталонами той же единицы) точностью.

Вторичный эталон - эталон, значение которого устанавливают по первичному эталону.

Специальный эталон - эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы в особых условиях и заменяющий для этих условий первичный эталон.

Государственный эталон - первичный или специальный эталон, официально утвержденный в качестве исходного для страны.

Эталон-свидетель - вторичный эталон, предназначенный для проверки сохранности государственного эталона и для замены его в случае порчи или утраты.

Эталон-копия - вторичный эталон, предназначенный для передачи размеров единиц рабочим эталонам.

Эталон сравнения - вторичный эталон, применяемый для сличения эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличаемы друг с другом.

Рабочий эталон - эталон, применяемый для передачи размера единицы образцовым средствам измерения высшей точности и в) отдельных случаях - наиболее точным рабочим средствам измерений.

11. Эталон. Поверочные схемы.

Эталон - средство измерения (или комплекс средств измерении), обеспечивающее воспроизведение и (или) хранение единицы с целью передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений, выполненное по особой спецификации и официально утвержденное в установленном порядке в качестве эталона.

Эталон должен отвечать трем основным требованиям:

- неизменность (способность удерживать неизменным размер воспроизводимой им единицы в течение длительного интервала времени);

- воспроизводимость (воспроизведение единицы с наименьшей погрешностью для данного уровня развития измерительной техники);

- сличаемость (способность не претерпевать изменений и не вносить каких-либо искажений при проведении сличений).

Поверочная схема представляет собой исходный документ, устанавливающий метрологическое соподчинение эталонов, образцовых средств измерений и порядок передачи размера единицы образцовым и рабочим средствам измерений.

Поверочные схемы подразделяются на государственные и локальные (отдельных органов государственной метрологической службы или ведомственных метрологических служб)

Методы поверки, указываемые на поверочной схеме, должны отражать специфику поверки данного вида средств измерений. Они соответствуют одному из следующих общих методов:

Непосредственному (без компараторов) сличению поверяемого средства измерений с образцовым средством измерений того же вида;

Сличению поверяемого средства измерений с образцовым средством измерений того же вида при помощи компаратора;

Прямому измерению поверяемым измерительным прибором величины, воспроизведенной образцовой мерой;

Прямому измерению образцовым измерительным прибором величины, воспроизведенной подвергаемой поверке мерой;

Косвенным измерениям величины, воспроизведенной мерой или измеряемой прибором, подвергаемым поверке;

Независимой поверке, т.е. поверке средств измерений относительных (безразмерных) величин, не требующих передачи размеров единиц от эталонов или образцовых средств измерений, проградуированных в единицах размерных величин.

Общие положения. Для обеспечения единства измерений необходима тождественность единиц, в которых должны быть проградуированы все существующие средства измерений одной и той же физической величины.

Это достигается путем точного воспроизведения и хранения в специализированных учреждениях установленных единиц физических величин и передачи их размеров применяемым средствам измерения с помощью эталонов.

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

Классификация, назначение и общие требования к созданию, хранению и применению эталонов устанавливает ГОСТ 8.057-80 ГСИ. Эталоны единиц физических величин. Основные положения.

Эталон должен обладать взаимосвязанными свойствами: воспроизводимостью, неизменностью и сличаемостью.

Воспроизводимость - возможность воспроизведения единицы физической величины (на основе ее теоретического определения) с наименьшей погрешностью для существующего уровня развития измерительной техники. Это достигается постоянным исследованием эталона в целях определения систематических погрешностей и их исключения путем введения соответствующих поправок.

Неизменность - свойство эталона удерживать неизменным размер воспроизводимой им единицы в течение длительного интервала времени, при этом все изменения, зависящие от внешних условий, должны быть строго определенными функциями величин, доступных точному измерению. Реализация этих требований привела к идее создания естественных эталонов различных величин, основанных на физических постоянных.

Сличаемость - возможность обеспечения сличения нижестоящих по поверочной схеме, в первую очередь вторичных эталонов, с наивысшей точностью для существующего уровня развития техники измерения. Это свойство предполагает, что эталоны по своему устройству и действию не вносят каких-либо искажений в результаты сличений и сами не претерпевают изменений при проведении сличения.

По своему метрологическому назначению эталоны делятся на первичные, специальные и вторичные.

Первичный эталон обеспечивает воспроизведение и хранение единицы физической величины с наивысшей в стране (по сравнению с другими эталонами той же величины) точностью. Первичные эталоны - это уникальные средства измерений, которые представляют собой сложнейшие измерительные комплексы, созданные с учетом новейших достижений науки и техники. Первичные эталоны составляют основу государственной системы обеспечения единства измерений.

Специальный эталон обеспечивает воспроизведение единицы физической величины в особых условиях, в которых прямая передача размера единицы от первичного эталона с требуемой точностью не осуществима и для этих условий заменяет первичный эталон.

Первичный или специальный эталон, официально утвержденные в качестве исходного для страны, называются государственным эталоном. Его утверждение проводит главный метрологический орган страны - Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. Государственные эталоны создаются, хранятся и применяются центральными метрологическими научными институтами страны. В состав государственных эталонов включаются средства измерения, с помощью которых хранят и воспроизводят размер единицы физической величины с точностью, которая должна соответствовать уровню лучших мировых достижений и удовлетворять потребностям науки и техники, а также средства измерения с помощью которых контролируют условия измерений и неизменность воспроизводимого или хранимого размера единицы и осуществляют передачу размера единицы. Государственные эталоны России периодически сличаются с государственными эталонами других стран. Например, эталон метра и килограмма сличают один раз в 25 лет, эталон света - один раз в три года.

Вторичные эталоны являются частью подчиненных средств хранения единиц и передачи их размеров, создаются и утверждаются в тех случаях, когда это необходимо для организации поверочных работ, а также для обеспечения сохранности и наименьшего износа государственного эталона.

Вторичные эталоны по своему метрологическому назначению подразделяются на эталоны-копии, эталоны сравнения и эталоны-свидетели.

Эталон-копия - предназначен для передачи размера единицы рабочим эталонам. Эталон-копия представляет собой копию государственного эталона только по метрологическому назначению, поэтому он всегда является его физической копией.

Эталон сравнения - применяется для сличения эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличаемы друг с другом.

Эталон-свидетель - предназначен для проверки сохранности и неизменности государственного эталона и замены его в случае порчи или утраты.

Рабочий эталон - применяется для передачи размера единицы от эталона-копии образцовым средствам измерения и в отдельных случаях - наиболее точным рабочим средствам измерений.

Эталонная база России имеет около 120 государственных эталонов и более 250 вторичных эталонов единиц физических величин, размещенных в ведущих метрологических научно-исследовательских институтах страны.

В области механики в стране созданы и используются 38 государственных эталонов, в том числе первичные эталоны метра, килограмма и секунды, точность которых имеет чрезвычайно большое значение, поскольку эти единицы участвуют в образовании производных единиц всех научных направлений.

Способы выражения погрешностей эталонов устанавливает ГОСТ 8.381-80 ГСИ. Эталоны. Способы выражения погрешностей.

Эталоны единиц системы СИ. Эталон единицы длины. Метр был в числе первых единиц, для которых были введены эталоны.

В настоящие время единица длины - метр - это расстояние, которое проходит свет в вакууме за 1/299792458 долей секунды.

Это определение метра было принято на XVII Генеральной конференции мер и весов в декабре 1985 г. после утверждения единых эталонов времени, частоты и длины.

Эталон единицы времени. Единица времени - секунда - это интервал времени, в течение которого совершается 9 192 631 770 колебаний, соответствующих переходу между двумя сверхтонкими Уровнями основного состояния атома цезия-133 при отсутствии возмущения внешними полями.

Краткая история развития эталона единицы длины - метра. С общественно-экономическим развитием человеческого общества возникала потребность в измерениях, в установлении единиц измерений и использовании средств измерений различных физических величин и в первую очередь длины.

Так, измерение земельного участка, выделяемого отдельному человеку из земельного владения луговой общины производилось ступнями ног, вплотную поставленными одна впереди другой, или шагами. Отсюда произошло название единицы длины - фут (от англ. foot - нога, ступня). Таким же образом появилась единица длины - дюйм (от голл. duim - большой палец). В качестве более мелких единиц длины издревле применяли ширину зерна (особенно ячменного), толщину волоса верблюда или мула.

Приведенные единицы измерений являлись одновременно и мерами, т. е. разновидностью измерительных средств. Размеры измеряемых величин определялись сравнением с этими мерами.

Из древнерусских мер (XI -XII вв.), происхождение которых связывают с древнеегипетскими мерами длины, основными являлись верста, сажень, локоть, пядь.

Верста (приблизительно 1 140 м) использовалась для оценки относительно больших расстояний.

Сажень (около 152 см) получила широкое применение преимущественно при измерении небольших расстояний, в строительстве различных сооружений. Существовали мерные веревки, длина которых была кратна сажени.

Локоть (приблизительно 51 см) - расстояние по прямой от локтевого сгиба до конца вытянутого среднего пальца руки. Впервые локоть как мера длины упоминается во времена одного из правителей Киевской Руси Ярослава Мудрого. Локоть широко применяли в розничной торговле холстом, полотном, иноземным сукном.

Пядь (18... 19 см) означало кисть руки на древнерусском языке. Это максимальное расстояние по прямой между концами вытянутых большого и указательного пальцев кисти руки. Пядь часто употребляли в обиходе для приближенного определения небольших длин, особенно размеров цилиндрических тел.

В древней Руси применялись также сугубо приближенные бытовые меры, неточные и невоспроизводящиеся материально, например перестрел (расстояние, которое пролетела выпущенная из лука стрела, около 60...70 м), день (проходимое за день расстояние).

По мере объединения и развития Государства Российского древнерусская система мер длины (1 верста = 750 саженям = 2 250 локтям = 4 500 пядям) претерпевает изменения.

Появляется заимствованный с Востока аршин (72 см), с течением времени вытеснивший локоть, и вершок (4,5 см), его доли.

Для измерений расстояний между населенными пунктами стали использовать версту в 1 000 сажен, позднее - версту в 500 сажен. В дальнейшем эта мера стала единственной русской верстой.

Использование единиц измерений, основанных на размерах человеческого тела, единиц измерений, не имеющих вещественного тела, и единиц измерений, не имеющих вещественного воплощения для непосредственного измерения (например, верста), не обеспечивало единство измерений и их достоверность.

Отдельные единицы измерений имели не только отдельные страны, но и внутри стран не было единообразия. Так, при Петре I с целью создания русского флота сложившаяся система единиц (мер) длины увеличилась введением английских мер - фута (304,8 мм), дюйма (25,4 мм), линии (2,54 мм). Это было необходимо для заказа морских судов за фаницей, составления потребных спецификаций и контроля размеров. Кроме того, помимо английского эталона и рабочим средствам измерений высшей точности - образцового средства измерений 1-го разряда.

В настоящее время с целью упорядочения терминологии и приближения ее к международной в технической литературе термин образцовое средство измерений заменяют термином рабочий эталон.

Одним из самых распространенных образцовых средств измерений являются меры.

Мера - это средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью, например-гиря 1 кг, плоскопараллельная концевая мера 50 мм, конденсатор постоянной емкости, штриховая мера длины.

С наиболее высокой точностью, посредством мер воспроизводятся основные физические величины: длина, масса, частота, напряжение.

Для линейных и угловых величин широко используются меры длины и угловые меры.

Меры длины по конструкционным признакам разделяют на концевые и штриховые.

Концевые меры длины. Концевые меры длины имеют форму цилиндрического стержня или прямоугольного параллелепипеда с двумя плоскими взаимно параллельными измерительными поверхностями, расстояние между которыми воспроизводит определенное значение длины. Они предназначены для передачи размера от эталона до изделия.

С их помощью хранят и воспроизводят размер единицы длины, поверяют и градуируют меры и измерительные приборы, такие, как оптиметры, микрометры, штангенциркули и т.п., поверяют калибры.

Штриховые меры длины. Штриховые меры длины - меры, у которых размер, выраженный в определенных единицах, а также размер их частей, определяется расстоянием между осями двух соответствующих штрихов (брусковые штриховые меры, измерительные линейки, рулетки).

Штриховые меры длины используются в качестве вторичных и рабочих эталонов, образцовых мер длины при поверке рабочих мер длины, в виде шкал измерительных устройств и станков, а также в инструментах для непосредственного измерения линейных размеров и расстояний.

Основные типы, параметры, размеры штриховых мер и технические требования к ним регламентированы ГОСТ 12069-78 Меры длины штриховые.

Штриховые меры изготавливают однозначными и многозначными.

Однозначные штриховые меры длины имеют два штриха, нанесенных по концам меры, расстояние между которыми воспроизводит длину шкалы меры (например, вторичные эталоны длины).

Многозначные штриховые меры имеют шкалу штрихов, нанесенных через определенные интервалы по всей длине меры или на отдельных ее участках. Шкалы таких многозначных штриховых мер изготовляют с дециметровыми, сантиметровыми или миллиметровыми делениями (например, линейки, рулетки, шкалы измерительных средств).

В зависимости от точности изготовления действительной длины шкалы штриховых мер для различных интервалов шкал от 100 до 4 000 мм установлено шесть классов точности в порядке понижения точности: 0; 1; 2; 3; 4; 5.

Для метрологических целей применяют образцовые штриховые меры, которые аттестуют на разряды: образцовые штриховые меры длиной 1 м 1-го и 2-го разрядов, образцовые измерительные рулетки 1-го и 2-го разрядов, образцовые шкалы 1-го и 2-го разрядов.

Образцовая штриховая мера длиной 1 м 1-го разряда - жесткая металлическая линейка 4, имеющая скошенные (один или оба) края под углом 45° или 35°. На наклонных поверхностях нанесены шкалы - основная с ценой деления 0,2 мм и вспомогательная с ценой деления 1 мм. Мера снабжена направляющим ребром 3, по которому могут перемещаться две лупы 1 с семикратным увеличением, и термометром 2, для внесения соответствующей температурной поправки при разных материалах поверяемой и образцовой меры.

Допускаемая погрешность шкалы однометровой образцовой штриховой меры 1-го разряда составляет ±0,05 мм, а погрешность аттестации ±0,01 мм.

По образцовым штриховым мерам 1-го разряда поверяют штриховые меры 2-го разряда и высокоточные рабочие средства измерений, по штриховым мерам 2-го разряда поверяют рабочие средства измерений (рулетки, линейки, шкалы измерительных приборов).

Угловые меры. Призматические угловые меры предназначены для хранения и передачи единицы плоского угла: поверки и градуировки угломерных средств измерения, угловых шаблонов, а также для непосредственного контроля углов изделий.

Меры применяют в качестве образцовых средств для передачи размера угла рабочим мерам, угломерным приборам и устройствам и для поверочных работ.

Образцовые многогранные призмы 1-го разряда, класса точности 00 используют для передачи углового размера образцовым мерам 2-го разряда.

Образцовые угловые меры 2-го разряда, класса точности 0 используют для передачи углового размера образцовым мерам 3-го разряда.

Образцовые угловые меры 3-го разряда, класса точности 1 используют для передачи углового размера образцовым мерам 4-го разряда.

Передача размера единицы угла от эталона рабочим средствам измерения осуществляется по поверочной схеме (ГОСТ 8.016-81).

Поверочные схемы и методы поверки средств измерения. Обеспечение правильной передачи размера единиц физических величин во всех звеньях метрологической цепи осуществляется посредством поверочных схем.

Поверочная схема - нормативный документ, утвержденный в установленном порядке, который устанавливает соподчинение средств измерений, участвующих в передаче размера единицы от эталона к рабочим средствам измерений с указанием методов и погрешности. Поверочные схемы делятся на государственные, ведомственные и локальные.

Государственная поверочная схема распространяется на все средства измерений данной физической величины, имеющейся в стране. Она разрабатывается в виде государственного стандарта, состоящего из чертежа поверочной схемы и текстовой части, содержащей пояснение к чертежу.

Ведомственная поверочная схема распространяется на средства измерений данной физической величины, подлежащие ведомственной поверке.

Локальная поверочная схема распространяется на средства измерений данной физической величины, подлежащие поверке в отдельном органе метрологической службы.

Ведомственные и локальные поверочные схемы не должны противоречить государственным поверочным схемам для средств измерений одних и тех же физических величин. Они могут быть составлены при отсутствии государственной поверочной схемы И должны состоять из не менее двух ступеней передачи размера. Ведомственная и локальная поверочные схемы оформляются в виде чертежа.

Чертеж любой поверочной схемы должен содержать:
- наименование средств измерений и методов поверки;
- номинальные значения физических величин или их диапазоны;
- допускаемые значения погрешностей средств измерения;
- допускаемые значения погрешностей методов поверки. Основные положения о поверочных схемах, правила расчета параметров поверочных схем и оформление чертежей поверочных схем приведены в ГОСТ 8.061-80 ГСИ. Поверочные схемы. Содержание и построение и в инструкции МИ 83-76 Методика определения параметров поверочных схем.

Методы поверки средств измерений. Поверка - это операция, заключающаяся в установлении пригодности средства измерений к применению на основании экспериментально определяемых метрологических характеристик и контроля их соответствия предъявляемым требованиям. Основной метрологической характеристикой, определяемой при поверке средства измерений, является его погрешность. Она находится на основании сравнения поверяемого средства измерений с более точным - рабочим эталоном или образцовым средством измерений. Различают поверки: государственную и ведомственную, периодическую и независимую, внеочередную и инспекционную, комплексную и др.

Основные требования к организации и порядку проведения поверки приведены в правилах по метрологии ПР 50.2.006-94 ТСИ. Поверка средств измерений. Организация и порядок проведения.

Поверка выполняется метрологическими службами, которым Дано на это право. Средство измерений, признанное годным к применению, оформляется выдачей свидетельства о поверке, нанесением поверительного клейма или иными способами, устанавливаемыми нормативно-техническими документами.

Меры могут быть проверены путем:
- сличения с более точной мерой посредством компарирующего прибора. Сличение мер с помощью компаратора осуществляйся методами противопоставления или замещения. Общим для э. методов поверки средств измерения является выработка сигнала наличии разности размеров сравниваемых величин. Если под ром образцовой меры этот сигнал будет сведен к нулю, то peaлизуется нулевой метод измерения;
- измерения воспроизводимой мерой величины измерительными приборами соответствующего класса точности. В этом случае поверка называется градуировкой. Градуировка - нанесение отметок на шкалу, соответствующих показаниям образцового средства измерений или же определение по его показаниям уточненных значений величины, соответствующих нанесенным отметкам на шкале рабочего средства измерений;
- калибровки, когда с более точной мерой сличается лишь одна мера набора или одна из отметок шкалы многозначной меры, а действительные размеры других мер определяются их взаимным сравнением в различных сочетаниях на приборах сравнения и при дальнейшей обработке результатов измерений.

Поверка измерительных приборов проводится методами:
- непосредственного сравнения измеряемых величин и величин, воспроизводимых образцовыми мерами соответствующего разряда;
- непосредственного сличения показаний поверяемого и образцового средства измерений при измерении одной и той же величины.

Существуют и другие методы поверки, которые используются метрологическими службами гораздо реже.