Эталоны. Эталонная база РФ

Обеспечения единства измерений (ГРОЕИ)

Лекция № 9. Государственное регулирование

ЕСТЕСТВЕНЫЙ РАЗМЫВ

Местный размыв у голов струенаправляющих дамб

При обтекании дамбы в головной части на коротком участке наблюдается значительный перепад уровня воды. Это приводит к местному увеличению скорости течения и образованию вытянутой вдоль по течению воронки. Грунт, вынесенный из воронки откладывается вдоль струенаправляющей дамбы. В большинстве случаев донные наносы не поступают в воронку у головы дамбы. Окончательная глубина местного размыва у головы дамбы устанавливается после прохода нескольких паводков.

Этот размыв дна в отверстии моста обусловлен русловым процессом, свойственным участку реки, где расположен мостовой переход.

За многие годы существования мостового перехода профиль дна под мостом изменяется не только из-за общего и местного размывов. Он также меняется под действием естественных русловых процессов: движение гряд, развитие меандра и т.д.

Самая низкая отметка дна в подмостовом сечении изменяется не только по высоте, но и по ширине отверстия моста. Суммарный расчетный размыв определяется суммой естественного, общего и местного размывов.

Средства измерений не вечны. Чтобы быть уверенным в их исправности, необходимо периодически проверять значения их метрологических характеристик при помощи более точных средств измерений (эталонов). Эталоном называется средство измерений (комплекс средств измерений), предназначенное для воспроизведения и (или) хранения единицы величины и передачи ее размера менее точным средствам измерений. Такую операцию называют поверкой или калибровкой.

Воспроизведением называют совокупность операций, имеющих целью воссоздание участке (или точки) шкалы, соответствующего ее определению (спецификации). Передача – это процедура приведения шкалы рабочего средства измерений (или поверяемого эталона) в соответствие со шкалой, хранимой более точным СИ-эталоном.

Различают следующие виды эталонов. (см. след. стр.)

Классификация эталонов

Вторичный (подчиненный) эталон хранит шкалу или единицу измерения, полученную путем слияния от первичного эталона для последующей передачи рабочим эталонам

Эталон сравнения применяется для сличения эталонов (ГПЭ), которые не могут быть непосредственно сличаемы друг с другом

Эталоны-копии – создаются при большом объеме поверочных работ

Рабочий эталон 4 разрядааРа

Рабочий эталон 3 разрядааРа

Рабочий эталон 2 разряда

Рабочий эталон 1 разряда

Первичные эталоны – основа государственной системы обеспечения единства измерений (ГСИ)

Государственный эталон – первичный (ГПЭ) или специальный (ГСЭ), утвержденный в качестве исходного для страны. При международных сличениях государственные эталоны принято называть «национальными»

Первичный эталон – обеспечивает воспроизведение шкалы или единицы измерения с наивысшей в стране точностью в данной области измерений. Специальный эталон – воспроизводит шкалу (единицу) в особых условиях и для этих условий служит первичным эталоном.

Рабочие эталоны предназначены для передачи участка шкалы (размера единицы измерения) рабочим эталонам низших разрядов и рабочим С.И. Сюда же относят установки высшей точности (УВТ)

Воспроизводимое эталоном единицы измерения значение величины может отличаться как от единицы измерения, так и от ее кратного или дольного десятичного значения. Так, ГПЭ единицы электрической емкости имеет номинальное значение 0,2 пФ, ГПЭ единицы крутящего момента – диапазон от 20 до 2500 Н·м

Все эталоны занесены в Реестр эталонов. Как правило, эталон является уникальным сложнейшим измерительным комплексом, в котором использованы новейшие достижения науки, техники и технологии. Например, Государственный первичный эталон единицы длины - метра - ГЭТ 2-85 реализуется при помощи метода, основанного на определении количества длин волн светового излучения, которое укладывается в измеряемый отрезок. В составе данного эталона: источники эталонного излучения - гелий-неоновые лазеры, стабилизированные по линии насыщенного поглощения в молекулярном йоде-127 (He - Ne / J ₂ - лазеры); установка для измерения отношений длин волн источников излучения; интерференционный компаратор с лазерным интерференционным рефрактометром.

Эталонную базу РФ образуют государственные эталоны единиц величин. Государственные первичные эталоны единиц величин не подлежат приватизации. Сведения о государственных эталонах единиц величин вносятся в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений.

Государственные первичные эталоны единиц величин содержатся и применяются в государственных научных метрологических институтах. Эти эталоны подлежат периодическим сличениям с эталонами величин Международного бюро мер и весов и национальными эталонами единиц иностранных государств. Применяемые в РФ эталоны (вторичные и рабочие) должны прослеживаться к государственным первичным эталонам соответствующих единиц величин.

Эталонами обеспечены почти все основные единицы Международной системы единиц (исключение составляет единица количества вещества – моль) и многие производные единицы. В связи с освоением метрологией новых областей измерений, увеличением числа допущенных к применению единиц величин (на сегодняшний день их более 2000) и, соответственно, числа эталонов все больше внимания уделяется совершенствованию эталонной базы, в первую очередь повышению точности эталонов.

Единица измерения массы – килограмм – оказалась последней основной единицей SI, воспроизводимой вещественным, рукотворным эталоном, никак не связанным с фундаментальными физическими константами (ФФК), естественными явлениями природы.

Международный эталон килограмма ("килограмм Архива") представляет собой цилиндр из платино-иридиевого сплава диаметром и высотой 39 мм. Наличие международного эталона в единственном экземпляре не исключает возможности его утраты, вызывает необходимость периодических непосредственных сличений с ним национальных эталонов.

Наименьшая относительная погрешность измерения килограмма составляет 1·10^-9 (при абсолютной погрешности 1 мкг для верхнего предела измерения 1 кг).

Поэтому в некоторых научных метрологических центрах проводится большая работа по созданию эталона килограмма, связанного с естественными или фундаментальными константами. В первую очередь здесь стоит отметить метод, согласно которому килограмм может быть определен как 1/12 киломоля углерода при уточнении значения постоянной Авогадро (достигнутая погрешность метода 3·10^-7). Другой метод предусматривает выражение килограмма с помощью силы, развиваемой в электростатических весах. Этот метод опирается на эффект Джозефсона, значения скорости света в вакууме, ускорения свободного падения, постоянной Планка и имеет относительную погрешность 8·10^-8.

Исследования метрологов направлены на поиск и изучение высокостабильных процессов и явлений микромира, воспроизводимость которых обеспечивалась бы фундаментальными положениями физики и позволила решить проблему перехода эталонной базы на систему так называемых естественных эталонов, опирающихся на фундаментальные физические константы, глубокая связь метрологии с ФФК проявляется, в частности, в тенденции создания комплексных эталонов:

- единого эталона времени-частоты-длины на основе общего физического процесса – распространения электромагнитных волн в вакууме;

- единого эталона силы тока-напряжения-сопротивления, опирающегося на квантовые эффекты Джозефсона и Холла.

Дата добавления: 2014-01-03