3-3. ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

Основными объектами стандартизации ГСИ являются: единицы физических величин; государственные эталоны и общесоюзные поверочные схемы; методы и средства поверки средств измерений; номенклатура нормируемых метрологических характеристик средств измерений; нормы точности измерений; способы выражения и формы представления результатов измерения и показателей точности измерений; методики выполнения измерений; организация и порядок проведения государственных испытаний, поверки, метрологической аттестации средств измерений; термины и определения в области метрологии и т. д.

Для обеспечения единства измерений ГСИ требует выполнения следующих положений. Результаты измерений должны выражаться в единицах физических величин, допущенных к применению в СССР согласно ГОСТ 8.417-81 (СТ СЭВ 1052-78) «ГСИ. Единицы физических величин». В соответствии с этим стандартом основными единицами являются: метр (м) — единица длины; килограмм (кг) — единица массы; секунда (с) — единица времени;

ампер (А) — единица силы тока; кельвин (К) — единица термодинамической температуры, моль (моль) — единица количества вещества; кандела (кд) - единица силы света.

К дополнительным единицам относят радиан (рад) — единица плоского угла и стерадиан (ср) — единица телесного угла. Кроме основных и дополнительных, система единиц предусматривает производные единицы, образуемые из основных и дополнительных при помощи определяющих уравнений. Угловые единицы не могут быть введены в число основных, так как это вызвало бы затруднение в трактовке размерностей величин, связанных с вращением (дуги окружности, площади круга, работа пары сил и т. п.). Вместе с тем они не являются и производными единицами, так как не зависят от выбора основных единиц. Допускаются к применению также внесистемные единицы.

Средства измерений, предназначенные к серийному выпуску, подлежат государственным испытаниям согласно ГОСТ 8.001-80 и ГОСТ 8.383-80. Основными целями государственных (приемочных и контрольных) испытаний является установление соответствия выпускаемых в стране серийно и закупаемых за границей средств измерений требованиям стандартов и техническим заданиям.

Средства измерений, находящиеся в пользовании, должны периодически подвергаться государственной поверке, ревизии, экспертизе согласно ГОСТ 8.002-71. Поверка средств измерений производится для установления пригодности их к применению. Ревизия средств измерений производится для установления соответствия средств и методик измерений необходимому уровню метрологического обеспечения производства. Экспертиза производится в тех случаях, когда возникают вопросы о соответствии средств измерений и методик их применения техническим условиям.

Метрологические характеристики средств измерений, подлежащие нормированию, должны соответствовать ГОСТ 8.009-84, ГОСТ 8.401-80 и ГОСТ 8.256-77 (см. § 4-3), которые устанавливают номенклатуру метрологических характеристик, средств измерений, а также способы их представления в нормативно-технической документации.

Форма представления результатов измерений должна соответствовать ГОСТ 8.011-72 (см. § 14-2). В номенклатуру устанавливаемых стандартом показателей входят функции распределения вероятности систематической и случайной погрешностей результатов измерений, числовые характеристики систематической и случайной погрешностей, а также интервалы, в которых погрешности результатов измерений находятся с заданной вероятностью.

Измерения, кормы точности которых регламентированы стандартами или нормативно-техническими документами, должны выполняться по стандартным или аттестованным методикам выполнения измерений в соответствии с ГОСТ 8.010-72 «ГСИ. Общие требования к стандартизации и аттестации методик выполнения измерений».

Государственная система обеспечения единства измерений устанавливает требования к эталонам единиц физических величин и к системе передачи размера единицы каждой величины к рабочим средствам измерений.

Построение поверочных схем определяется ГОСТ 8.061-80 «ГСИ. Поверочные схемы. Содержание и построение».

Каждое средство измерений, функционирующее в установленных условиях, обеспечивает оговоренную степень достоверности получаемых с его помощью результатов измерений. Достигается это с помощью предусмотренных ГСИ мер, основу которых составляют поверочные схемы, устанавливающие методы, средства, точность и соподчиненность средств измерений при передаче размера единицы физической величины от исходного образцового средства измерений до объекта поверки.

Поскольку поверочные схемы предназначены в общем случае для передачи размеров единиц величин от государственных эталонов до объектов поверки с обеспечением возможности проведения метрологических испытаний (контрольных, государственных, поверки, аттестации) средств самого различного класса точности, в их основу заложен многоступенчатый принцип, т. е. поверочная схема должна состоять не менее чем из двух ступеней передачи размера единицы величины.

Так как поверочная схема предусматривает многоступенчатую передачу размера единицы величины, то, кроме государственного эталона, создают эталоны-копии, рабочие эталоны, а также образцовые средства 1, 2 и 3-го разрядов. Для общесоюзной поверочой схемы в качестве исходного образцового средства выступает соответствующий государственный эталон.

В целом различаются следующие виды поверочных схем: государственные, ведомственные и локальные, отличающиеся областью их обязательного применения. Государственные поверочные схемы оформляются в виде государственного стандарта, который должен включать в себя чертеж поверочной схемы и необходимую текстовую часть. Ведомственные и локальные поверочные схемы оформляются в виде чертежа, который при необходимости можно дополнить текстовыми объяснениями.

На рис. 3-1 представлен приведенный в ГОСТ 8.061-80 пример государственной поверочной схемы, где 1 — государственный эталон; 2 — метод передачи размера единицы; 3 — эталон-копия;

Рис. 3-1. (см. скан) Пример государственной поверочной схемы

4 — эталон сравнения; 5 — рабочий эталон; 6—8 — образцовые средства соответствующих разрядов; 9 — образцовые средства измерений, заимствованные из других поверочных схем; 10 — рабочие средства измерений.

Для многофункциональных средств измерений, например для ампервольтомметров, используют несколько поверочных схем. В состав поверочных схем могут входить образцовые средства измерений, заимствованные из других поверочных схем, т. е. средства, разработанные для другой поверочной схемы. Так, например, в состав поверочной схемы средств измерений силы тока входят образцовые меры ЭДС и образцовые меры сопротивлений 2-го и 3-го разрядов.

При физической реализации поверочных схем к входящим в них образцовым и вспомогательным устройствам предъявляют требования, обеспечивающие необходимый уровень метрологического

эксперимента. Очевидно, что соотношение характеристик точности образцового средства -й ступени с характеристиками точности образцовых средств более высоких ступеней, включая точность передачи единицы от ступени к ступени, должна быть такова, чтобы именно характеристики точности образцовых средств ступени были определяющими для оценки точности дальнейшей передачи единицы. Обычно соотношение характеристик погрешности результатов измерений, получаемых образцовыми средствами смежных ступеней, устанавливается в диапазоне 3—5. Например, класс образцового средства 2-го разряда должен быть в 3—5 раз выше класса образцового средства 3-го разряда. В том же диапазоне устанавливается соотношение характеристик точности образцовых и поверяемых средств при поверке.