 |
13. Независимое воспроизведение основных единиц (длины, времени и частоты, массы, силы тока).
|
|
|
|
13. Независимое воспроизведение основных единиц (длины, времени и частоты, массы, силы тока).
Главной задачей современной метрологии является создание полной системы взаимосвязанных естественных эталонов на основе использования фундаментальных физических констант и высокостабильных квантовых явлений.
Важный шаг в решении этой проблемы сделан 17-ой генеральной конференцией по мерам и весам, принявшей в 1983 г. новое определение метра как длины пути, проходимого светом в вакууме за промежуток времени =ый 1/299 792 458 сек. При таком подходе единица длины может воспроизводиться и децентрализовано с помощью фундаментальной физической const-ты скорости света и единицы времени – секунды, определяемой через период эталонной частоты, передаваемой по радио.
Единицы времени и частоты воспроизводятся сейчас с наименьшим среднеквадратическим отклонением.
Принимая во внимание, что масса микрообъекта соответствует определенной длине волны 
, можно определить единицу массы через единицу длины и значения фундаментальных физических констант (постоянная Планка и скорость света). Необходимо отметить, что переход от массы микрообъекта к массе макрообъекта достаточно сложен, поэтому обсуждается и другая идея определения килограмма через некоторое количество молекул вещества, например, кремния.
Единица электрического U-я определяется с помощью эффекта Джозефсона, состоящего в том, что U-е, приложенное к сверхпроводникам, разделенных тонкой пленкой, связанное с частотой эл/м-го излучения соотношением 
, где h - постоянная Планка, е – заряд электрона.
Через гиромагнитное отношение протона 
и эталонную частоту 
можно установить единицу силы тока: 
, где К – постоянная соленойда.
|
|
|
На этом пути встречается много трудностей, связанных в частности с определением значений физических констант. Такие работы сейчас ведутся во многих лабораториях мира. Эти величины постоянно уточняются.
14. Вторичные эталоны, эталоны-свидетели, эталоны сравнения, эталоны-копии, рабочие эталоны.
Эталоны, воспроизводящие единицы, значения которых устанавливаются по первичному эталону называются вторичными. Среди вторичных эталонов различают: 1) эталоны-свидетели, предназначенные ля проверки сохранности государственного эталона и замены его в случае порчи или утраты; 2) эталоны-сравнения, применяемые для сличения эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличимы друг с другом; 3) эталоны-копии, используемые для передачи информации о размере единиц рабочим эталонам.
Рабочим эталоном называют эталон, от которого непосредственно получают информацию о размере единицы нижестоящие по схеме технические средства измерения.
СПИ-средсва передачи информации.
15. Передача информации о размере единиц (ГОСТ 8. 417-2002). Средства передачи информации о размере единицы 1-го разряда, 2-го и 3-го разряда. Средства измерений.
Исходная информация о размере единиц содержится в ГОСТах. Как и любая информация она может передаваться письменно или устно, с применением технических средств (радио, телевидение) или без них. На заводы-изготовители средств измерения информация о размере единиц поступает в виде конструкторской документации. Правильность и точность передачи этой информации устанавливается при аттестации средств измерения, при государственных испытаниях головных образцов средств измерения, а также при первичной поверке средств измерения.
Во время этих работ метрологические характеристики средств измерения определяются экспериментально, посредством сравнения их показания с заранее более точно известным значением измеряемой величины.
|
|
|
Иерархия специальных технических средств, обеспечивающих передачу информации, определяются рисунком.
Средства, предназначенные для дальнейшей передачи информации о единице, расположены под полем эталонов. По точности они подразделяются на несколько разрядов. Номенклатура и количество этих средств должны обеспечивать передачу информации о размере единицы всем без исключения средствам измерения. Средсва измерения располагаются на нижнем поле в порядке понижения их точности.
Следует подчеркнуть условность различия между средствами измерения и средствами передачи информации о размере единиц.
В качестве средств передачи информации аттестуются обычные средства измерения, отличающиеся высокой стабильностью и улучшенными метрологическими характеристиками. Применять для практических измерений средства передачи информации о размере единиц и эталоны запрещается.
В качестве методов передачи информации о размере единицы используются методы непосредственного сличения, т. е. сличение меры с мерой или показания 2-х приборов без применения специальных технических средств, а также сличения с помощью компараторов. Это обычные методы измерений, при которых возникает неопределенность результата. Для того, чтобы при практических измерениях ею можно было бы пренебречь, информация о размере единицы должна передаваться с неопределенностью как минимум в 3 раза меньшей неопределенности измерений с помощью средств, находящихся в нижнем поле.
Специалистам на производстве эталоны недоступны. А средства измерения, какой бы точностью они не располагали, не могут быть аттестованы по более высокому классу точности, чем средства, с помощью которых они аттестуются. Между тем, на любой ступени передачи информации о размере единицы, неопределенность ее значения возрастает в 3-5 раз. Т. о. при многоступенчатой передачи эталонная точность не доходит до потребителя. В этом и есть особенность централизованного способа передачи информации.
Схемы, регламентирующие передачу информации о размере единиц всему парку средств измерений в стране, называются государственными; охватывающие средства измерений, находящиеся в обращении министерства или ведомства – ведомственными; закрепленные за конкретным метрологическим органом – локальными.
|
|
|
В результате передачи информации о размере единиц, отметкам шкал отсчетных устройств средств измерений приписываются значения, выраженные в этих единицах. Такая процедура называется градуировкой.
Если высокоточным мерам и показаниям устройств прецизионных средств измерения уже приписаны определенные значения, то в ходе из аттестации определяются поправки, которые должны прибавляться к результатам измерения. Без таких поправок результаты измерения будут неправильными.
|
|
|
