Правовая основа обеспечения единства измерений

Классификация средств измерений.

К средствам измерений относятся:

• меры,

• измерительные преобразовате­ли,

• измерительные приборы,

• измерительные установки и системы,

• измеритель­ные принадлежности.

Меройназывают средство измерения, предназначенное для воспроизведения физических величин заданного размера. К данному виду средств измерений отно­сятся гири, концевые меры длины и т.п. На практике используют однозначные и многозначные меры, а также наборы и магазины мер. Однозначные меры вос­производят величины только одного размера (гиря). Многозначные меры воспро­изводят несколько размеров физической величины. Например, миллиметровая линейка дает возможность выразить длину предмета в сантиметрах и в милли­метрах.

Наборы и магазины представляют собой объединение (сочетание) однозначных или многозначных мер для получения возможности воспроизведения некоторых промежуточных или суммарных значений величины. Набор мер представляет собой комплект однородных мер разного размера, что дает возможность применять их в нужных сочетаниях. Например, набор лабораторных гирь. Магазин мер — со­четания мер, объединенных конструктивно в одно механическое целое, в котором предусмотрена возможность посредством ручных или автоматизированных пере­ключателей, связанных с отсчетным устройством, соединять составляющие магазин меры в нужном сочетании. По такому принципу устроены магазины электрических сопротивлений.

В качестве рабочих эталонов длины широко используются штриховые меры (подобие первоначального эталона метра), а также плоскопараллельные концевые меры длины, аттестованные по высшему разряду.

Плоскопараллельные концевые меры длины выпускаются в виде стандартных наборов, содержащих обычно 83 или 112 прямоугольных брусков и пластин единого формата 9x30 (35) мм, но различной длины:

от 1 до 1,49 мм с интервалом 0,01 мм;

от 1,5 до 2 мм с интервалом 0,1 мм;

от 2 до 10 мм с интервалом 0,5 мм;

от 10 до 100 мм с интервалом 10 мм.

В других наборах градация мер может составлять 0,001 мм и иметь другие диапазоны длин. Кроме того, концевые меры требуемых длин выпускаются по специальным заказам предприятий.

Плоскопараллельные концевые меры длины изготавливаются на специализированных заводах из углеродистой стали и твердых сплавов; ведутся работы по применению керамических материалов с целью повышения износостойкости концевых мер. Главная задача при производстве плоскопараллельных концевых мер заключается в обеспечении высокой точности размеров, точности формы рабочих плоскостей, точности их взаимного расположения и высокой чистоты обработки.

В зависимости от точности размеров, достигнутой при изготовлении, концевые меры подразделяются на классы точности:

для стальных мер - 00; 01; 0; 1; 2; 3;

для твердосплавных - 00; 0; 1; 2; 3.

Изношенные и поврежденные концевые меры могут быть отнесены к 4 или 5 классам точности. Эти меры в дальнейшем могут использоваться в промышленности в качестве рабочих средств измерений.

Отклонения формы рабочих плоскостей мер оцениваются допуском плоскостности; измерение отношений выполняется на интерферометре. Отклонения расположения двух противолежащих рабочих плоскостей мер оцениваются допусками параллельности.

Нормированные требования к точности формы и расположения относятся ко всей плоскости меры, кроме участков, отстоящих от краев на 0,8мм для мер длиной более 29 мм.

Чистота обработки рабочих поверхностей мер очень высока и оценивается параметром шероховатости К_а = 0,016 мкм Высокое качество поверхностей обеспечивает очень важное свойство концевых мер - притираемость, т.е. способность плотного (без зазора) прилегания, обеспечивающего прочное сцепление плиток при надвигании их друг на друга с небольшим давлением. При этом гарантируется сила сдвига, необходимая для разъединения притертых плиток, 29,4-78,5 Н. Благодаря притираемости плоскопараллельные концевые меры соединяются в блоки нужного размера, при этом размер блока оказывается равным сумме размеров соединенных мер.

Перед соединением в блок концевые меры обезжиривают спиртом и протирают чистой салфеткой. Притирку концевых мер начинают с наибольших размеров, поочередно присоединяя к ним меньшие концевые меры в порядке убывания размеров. После использования блок разбирают, плитки покрывают тонким слоем нейтральной защитной смазки и укладывают в гнезда классера. При составлении блока необходимо использовать минимальное число мер, для этого подбор необходимых мер следует начинать с концевой меры, у которой номинальный размер оканчивается на последнюю цифру собираемого размера. Затем из собираемого размера вычисляют размер первой выбранной меры и продолжают подбор следующих по тому же правилу.

Например, если требуется составить блок концевых мер размером 59,935 мм, то вначале берут меру, содержащую значения 0,005.

Такой мерой в наборе является 1,005 мм. Оставшийся размер находим вычитанием 59,935-1,005=58,930. Второй мерой, содержащей значение 0,03, является 1,03 мм. Продолжаем вычитание: 58,930-1,030=57,900 мм. Выбираем третью меру 1,9 мм. Находим остаток 57,900—1,900=56,0 мм, который обеспечивается мерами 6 мм и 50 мм. Стандартный набор составлен так, что любой размер может быть собран из 5 концевых мер и менее с минимальной градацией 0,005 мм. Если потребуется собрать размер с точностью 1 мкм, используются дополнительные наборы концевых мер с градацией размеров через 0,001 мм.

Плоскопараллельные концевые меры подвергаются аттестации государственной метрологической службой как после изготовления, так и периодически в процессе их эксплуатации. В зависимости от точности аттестации концевые меры подразделяются на 5 разрядов. Допускаемая погрешность аттестации в мкм по ГОСТ 8.020-75 описывается формулами, в которых Ч номинальный размер концевой меры в мм:

Плоскопараллельные концевые меры 1-3 разрядов применяются для поверки и градуировки других средств измерений и называются образцовыми мерами. Меры 1-го разряда поверяют по эталонам длины, меры каждого следующего разряда - по концевым мерам предыдущего, более высокого разряда с помощью образцовых измерительных приборов - компараторов. Новые концевые меры нулевого класса точности аттестуются по 1 разряду, 1-го класса — по 2 разряду и т.д. Рабочие концевые меры длины 4 и 5-го классов аттестуются по 5 разряду.

К однозначным мерам относят стандартные образцы и стандартные вещества. Стандартный образец — это должным образом оформленная проба вещества (материала), которая подвергается метрологической аттестации с целью установле­ния количественного значения определенной характеристики. Эта характеристика (или свойство) является величиной с известным значением при установленных условиях внешней среды. К подобным образцам относятся, например, наборы минералов с конкретными значениями твердости (шкала Мооса) для определения этого параметра у различных минералов.

Стандартным образцом является образец чистого цинка, который служит для воспроизведения температуры 419,527°С по международной температурной шкале МТШ-90.

При пользовании мерами следует учитывать:

• номинальное и действительное значения мер,

• погрешность меры

• ее разряд.

Номинальным назы­вают значение меры, указанное на ней. Действительное значение меры должно быть указано в специальном свидетельстве как результат высокоточного из­мерения с использованием официального эталона.

Разность между номинальным и действительным значениями называется по­грешностью меры. Величина, противоположная по знаку погрешности, представ­ляет собой поправку к указанному на мере номинальному значению.

Поскольку при аттестации (поверке) также могут быть погрешности, меры подразделяют на разряды (1-го, 2-го и т.д. разрядов) и называют разрядными эталонами (образ­цовые измерительные средства), которые используют для поверки измеритель­ных средств. Величина погрешности меры служит основой для разделения мер на классы, что обычно применимо к мерам, употребляемым для технических из­мерений.

Измерительный преобразователь — это средство измерений, которое слу­жит для преобразования сигнала измерительной информации в форму, удоб­ную для обработки или хранения, а также передачи в показывающее устройство.

Измерительные преобразователи либо входят в конструктивную схему измери­тельного прибора, либо применяются совместно с ним, но сигнал преобразова­теля не поддается непосредственному восприятию наблюдателем. Например, преобразователь может быть необходим для передачи информации в память компьютера, для усиления напряжения и т.д. Преобразуемую величину назы­вают входной, а результат преобразования — выходной величиной. Основной метрологической характеристикой измерительного преобразователя считается соотношение между входной и выходной величинами, называемое функцией преобразования.

Преобразователи подразделяются на:

первичные (непосредственно вос­принимающие измеряемую величину),

передающие, на выходе которых вели­чина приобретает форму, удобную для регистрации или передачи на расстояние;

промежуточные, работающие в сочетании с первичными и не влияющие на изменение рода физической величины.

Измерительные приборы — это средства измерений, которые позволяют получать измерительную информацию в форме, удобной для восприятия пользо­вателем. Различаются измерительные приборы прямого действия и приборы сравнения.

Приборы прямого действия отображают измеряемую величину на показы­вающем устройстве, имеющем соответствующую градуировку в единицах этой величины. Изменения рода физической величины при этом не происходит. К приборам прямого действия относят, например, амперметры, вольтметры, термометры и т.п.

Приборы сравнения предназначаются для сравнения измеряемых величин с величинами, значения которых известны. Такие приборы широко используются в научных целях, а также и на практике для измерения таких величин, как яр­кость источников излучения, давление сжатого воздуха и др.

Измерительные установки и системы — это совокупность средств измере­ний, объединенных по функциональному признаку со вспомогательными устройст­вами, для измерения одной или нескольких физических величин объекта изме­рений. Обычно такие системы автоматизированы и обеспечивают ввод инфор­мации в систему, автоматизацию самого процесса измерения, обработку и ото­бражение результатов измерений для восприятия их пользователем. Такие уста­новки (системы) используют и для контроля (например, производственных про­цессов), что особенно актуально для метода статистического контроля.

Измерительные принадлежности — это вспомогательные средства измерений величин. Они необходимы для вычисления поправок к результатам измерений, если требуется высокая степень точности. Например, термометр может быть вспомогательным средством, если показания прибора достоверны при строго регламентированный температуре; психрометр — если строго оговаривается влажность окружающей среды.

Следует учитывать, что измерительные принадлежности вносят определенные погрешности в результат измерений, связанные с погрешностью самого вспомогательного средства.

Основополагающим правовым актом в области метрологической деятельности в Российской Федерации является Закон «Об обеспечении единства измерений».

Вопросами метрологического обеспечения в стране заняты Государственная метрологическая служба, Государственная служба обеспечения единства измерений, метрологические службы органов государственного управления и юридических лиц.

Органы ГМС осуществляют государственный контроль и надзор за средствами измерений в сферах деятельности, установленных Законом. Средства измерений, применяемые в прочих сферах деятельности, подлежат калибровке, осуществляемой в рамках Российской системы калибровки (РСК).

Метрологическая деятельность осуществляется не только на национальном, но и на международном уровне. Крупнейшими международными метрологическими организациями являются МОМВ и МОЗМ.

Дата добавления: 2014-01-03