По метрологическому назначению
Средства измерений, используемые в различных областях науки и техники, чрезвычайно многообразны. Средства измерений по метрологическому назначению подразделяются на рабочие средства измерений и эталоны, а по конструктивному исполнению – на меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы, измерительные установки и измерительные системы.
Рабочие средства измерений предназначены для проведения технических измерений. По условиям применения они могут быть:
– лабораторными, используемыми при научных исследованиях;
– производственными, используемыми для контроля характеристик технологических процессов, контроля качества готовой продукции, контроля отпуска товаров;
– полевыми, используемыми непосредственно при эксплуатации техники (самолетов, автомобилей, морских судов и т. п.).
Рабочие средства, которые получают размер при поверке от рабочих эталонов первого разряда, относятся к точным рабочим средствам измерений. Менее точные рабочие средства измерений получают размер от рабочих эталонов третьего и четвертого разрядов. Рабочими средствами измерений выполняют измерения при контроле качества продукции. С их помощью осуществляется получение информации, необходимой для управления технологическими процессами, контролируются характеристики инструментов и состояние оборудования.
Средства измерений, обеспечивающие воспроизведение единицы величины с максимально возможной точностью и ее хранение для передачи размера другим средствам измерений, выполненные по особой спецификации и официально утвержденные, называются эталонами. Эталоны являются высокоточными средствами измерений и поэтому используются для проведения метрологических измерений в качестве средства передачи информации о размере единиц.
Эталоны, утвержденные в качестве исходных для всей страны, называются государственными первичными эталонами. В целях проведения различных метрологических работ создаются вторичные эталоны: эталоны-свидетели, эталоны-сравнения, эталоны копии, рабочие эталоны.
Эталоны-свидетели предназначены для поверки сохранности и неизменности государственного эталона или для замены его в случае утраты или порчи.
Эталоны-сравнения применяются для сличения эталонов, которые по каким-либо причинам не могут непосредственно сличаться друг с другом.
Эталоны-копии применяются (используются) для передачи размеров единиц рабочим эталонам.
Наиболее распространенными эталонами являются рабочие эталоны (сотни тысяч). Рабочие эталоны подразделяются по разрядам (от первого до четвертого). От рабочих эталонов низшего разряда размер передается рабочим средствам измерений.
Кроме эталонов к образцовым средствам измерений относят меры, измерительные приборы и устройства, прошедшие метрологическую аттестацию и утвержденные органами государственной или ведомственной метрологических служб в качестве образцовых. Они так же, как и эталоны, предназначены для передачи размеров единиц физических величин рабочим средствам измерений и подразделяются на исходные и подчиненные. Исходными называют образцовые средства измерений, от которых размер единицы величины передается в данном подразделении метрологической службы с наивысшей точностью. Подчиненными называют средства измерений, которым передается размер единицы от исходного образцового средства измерений непосредственно или через другие образцовые средства измерений.
Передача информации о размере единиц осуществляется методом непосредственного сличения, а также сличения с помощью компаратора.
Непосредственное сличение применяют, как правило, для менее точных мер, в частности для штриховых мер длины – бюреток, пипеток, мерных колб и т. д. Для более точной поверки используют приборы сравнения, которые называются компараторами. Компаратор – измерительный прибор для сравнения измеряемой величины с эталоном (равноплечные весы, электроизмерительные потенциометры и другие приборы сравнения). Процесс передачи размера единиц осуществляется при поверке и калибровке средств измерения.
Все вышеприведенные понятия обобщает современное понятие – единство измерений, которое характеризует состояние измерений, когда их результаты выражены в узаконенных единицах, а погрешности известны с заданной вероятностью и не выходят за установленные пределы. Обеспечение единства измерений осуществляется сетью метрологических органов, которая называются метрологической службой.
Метрологическая служба – это совокупность субъектов деятельности и видов работ, направленных на обеспечение единства измерений, иначе говоря, организация, отдельное предприятие или структурное подразделение, на которое возложена ответственность за обеспечение единства измерений. Это может быть государственная метрологическая служба, метрологические службы государственных органов управления Республики Беларусь и метрологические службы юридических лиц. Деятельность этих органов направлена на обеспечение единства измерений и единообразия средств измерений путем проведения поверки, ревизии и экспертизы средств измерений. Суть поверки средств измерений заключается в нахождении погрешности средств измерений и установлении их пригодности к применению. По содержанию поверка средств измерений – это совокупность операций, выполняемых органами метрологической службы и другими уполномоченными на это органами или организациями с целью определения и подтверждения соответствия средств измерений установленным техническим требованиям. Процедура поверки регламентируется нормативными документами. Поверка носит обязательный характер и проводится в отношении средств измерений по установленному закону о поверке. Калибровка средств измерений – комплекс операций, осуществляемых с целью определения и подтверждения действительных значений характеристик пригодности к применению средств измерений, не подлежащих государственному контролю. Калибровка может осуществляться метрологической службой юридического лица или другой аккредитованной на право проведения калибровочных работ организацией. Средства измерений, прошедшие калибровку, удостоверяются соответствующим сертификатом или знаком.
Единство измерений поддерживается путем передачи единиц величин от эталона к рабочим средствам измерений, осуществляемой по ступенькам образцовых мер, измерительных приборов в соответствии с государственной поверочной схемой (рис. 1). Точность указанных мер понижается от ступеньки к ступеньке в 2–4 раза.
Государственная поверочная схема – это утвержденный документ, устанавливающий средства, методы и точность передачи размеров единиц от государственного эталона рабочим средствам измерений.
Локальная поверочная схемапредназначена для метрологических органов министерств и метрологических служб юридических лиц и должна соответствовать требованиям соподчиненности, определяемой государственной поверочной схемой.
Единообразие средств измерений – это их состояние, характеризующееся тем, что они проградуированы в узаконенных единицах, их метрологические свойства (характеристики) соответствуют нормам. Основой обеспечения единообразия средств измерений при разработке и выпуске в обращение является система их обязательных государственных испытаний.
| Государственные эталоны | |
| Рабочие эталоны | |
Образцовые средства измерений
1-го  разряда
| |
| Образцовые средства измерений 2-го разряда | |
| Образцовые средства измерений 3-го разряда | |
| Образцовые средства измерений 4-го разряда | |
| Рабочие средства измерений |
Рис. 1. Принципиальная поверочная схема средств измерений
Основу нормативной базы системы метрологического обеспечения отраслей промышленности и сельского хозяйства Республики Беларусь составляет Государственная система обеспечения единства измерений (СОЕИ) – это комплекс установленных стандартами взаимоувязанных правил, положений, требований и норм, определяющих организацию и методику проведения работ по оценке и обеспечению точности измерений, результаты которых используются в отраслях народного хозяйства. Организационная схема системы единства измерений в Республике Беларусь приведена на рис. 2.
Объектами СОЕИ являются:
1) основные понятия;
2) регулируемые отношения в области обеспечения единства измерений;
3) функции государственной управленческой деятельности, включая:
– установление правил создания, хранения и применения национальных и исходных эталонов Республики Беларусь;
– определение метрологических и других требований к средствам, методикам и результатам измерений;
– разработку методик оценивания погрешности (неопределенности) – результатов измерений и обеспечение требуемой точности;
– организацию и осуществление государственного метрологического надзора;
– руководство деятельностью государственной метрологической службы, метрологических служб республиканских органов государственного управления и метрологических служб субъектов хозяйствования;
– межрегиональную и межотраслевую координационную деятельность;
– участие в деятельности международной организации по метрологии;
4) нормативная документация, регламентирующая СОЕИ и ее элементы;
5) эталоны, включая национальный и исходный эталоны;
6) средства измерений;
7) методики выполнения измерений;
8) государственная метрологическая служба;
9) метрологические службы республиканских органов государственного управления и метрологические службы субъектов хозяйствования;
10) виды и сферы распространения государственного метрологического надзора и метрологического контроля;
11) правила и процедуры проведения государственных испытаний, утверждение типа средств измерений и стандартных образцов;
12) испытание средств измерений и стандартных образцов;
13) метрологическая аттестация средств измерений, стандартных образцов и аттестация испытательного оборудования;
14) изготовление, поверка, калибровка, ремонт, продажа и прокат средств измерений;
15) метрологическая экспертиза научно-технических программ, проектов, нормативной, конструкторской, технологической и программной документации;
16) аккредитации поверочных, калибровочных и испытательных лабораторий;
17) лицензирование и регистрация деятельности субъектов хозяйствования по изготовлению, ремонту, продаже и прокату средств измерений и стандартных образцов;
18) государственный метрологический надзор:
– за производством, испытанием и применением средств измерений и стандартных образцов, аттестацией методик выполнения измерений, соблюдением метрологических норм и правил;
– количеством товаров, отчужденных при совершении торговых операций;
– количеством фасованных товаров в упаковках любого вида при их расфасовке и продаже;
19) права, обязанности и ответственность государственной инспекции и (или) других уполномоченных должностных лиц по обеспечению единства измерений;
20) финансирование работ по обеспечению единства измерений.
Рис. 2. Организационная схема системы обеспечения единства измерений
СОЕИ включает два вида нормативных документов, регламентирующих перечисленные выше объекты: базовые нормативные документы и разработанные на их основе нормативные документы для конкретных областей измерений, измерительных процессов и средств измерений. Выражение результатов измерений в узаконенных единицах физических величин является одним из условий обеспечения единства измерений. Для обеспечения необходимой точности измерений в Республике Беларусь размер применяемых единиц физических величин хранят и воспроизводят с помощью эталонов или образцовых средств измерений. На национальном уровне таким организационно-методическим документом является стандарт, регламентирующий порядок разработки, утверждения, хранения и применения эталонов. В стандарте установлено, что национальный эталон служит для воспроизведения единицы и передачи ее размера исходным эталонам, а при необходимости образцовым средствам измерений. Необходимым этапом, обеспечивающим единство измерений, является поверка средств измерений, требования к которым также регламентируются стандартами, разработанными на основе рекомендаций МОЗМ. Порядок проведения метрологической аттестации средств измерений регламентируется аналогичными документами. Кроме того, для обеспечения требуемой точности измерений посредством градуировки, метрологической аттестации, поверки средств измерений, аттестации методики выполнения измерений применяют стандартные образцы состава, свойств и материалов, требования к которым также регламентированы стандартами (рекомендациями МОЗМ).