Наука, изучающая методы, инструменты измерений, обеспечивающая их достоверность, носит название метрология. Здесь важны эталоны, которые представляют собой точные стандарты для измерения различных величин. Рассмотрим, что такое эталон и зачем он нужен.
В метрологии эталоном именуется некий базис, на который опираются все измерения. Это образец или стандарт, с помощью которого выявляются размеры объектов с точностью до единицы. Он возник много лет назад, когда люди начали измерять различные величины с помощью подручных средств. Сегодня они производятся спецучреждениями и лабораториями. Их особенность – высокая степень точности и надежности. Отвечая на вопрос: «Что такое эталон?», можно с уверенностью сказать – точное измерительное устройство, позволяющее сравнивать и калибровать другие измерительные приборы. Пример – международный килограмм, метр или секунда.
Он выполняет несколько функций, обеспечивая:
- сравнимость данных;
- воспроизведение результатов;
- стабильность измерений.
Исторически первые эталоны были созданы древними цивилизациями. Люди измеряли время, длину и массу. Одним из прообразов был кубический сосуд с водой – он использовался как мера объема.
Классификация
Существует несколько классов, каждый из которых имеет свои особенности и предназначение. Ознакомимся с ними детальнее:
- Первичный – наивысший класс.
- Вторичный – этот вид применяется для калибровки измерительных приборов.
- Государственный – утвержденный государством. Нужен для калибровки прочих классов.
- Специальный – этот вид нужен для измерения одной конкретной величины или группы величин.
- Эталон-копия – точная копия первичного.
- Эталон сравнения – сличается с иными для проверки их точности.
- Эталон-свидетель – необходим для подтверждения достоверности измерений.
- Рабочий – популярный инструмент повседневной практики для калибровки измерительных приборов.
Требования в себя: сличаемость со стандартами, неизменность показаний и воспроизведение результатов.
Поверочные схемы
Для проверки точности и надежности были созданы поверочные схемы. Говоря проще, это различные методы поверки:
- непосредственное выявление размеров;
- сравнение с образцовым средством;
- прямое и косвенное измерение.
Проверка и передача показаний необходима для обеспечения точности и достоверности полученных значений размеров. Она позволяет убедиться в правильности результатов, предотвратить ошибки. Поверка проводится для подтверждения соответствия национальным и международным стандартам.
Существует 2 типа поверочных схем: государственные и локальные. Государственные контролируются госучреждениями и обеспечивают калибровку по нацстандартам. Локальные специально разрабатываются для конкретных отраслей промышленности, обеспечивая калибровку в соответствии с требованиями отрасли.
Рассмотрим 6 методов поверки:
- непосредственное сличение с первичным образцом – сравнение с более точным стандартом;
- сличение с помощью компаратора – замер малых отклонений с помощью оптического прибора;
- прямое – замер величины напрямую по шкале;
- косвенное – расчет величины на основе других данных.
Стоит упомянуть о независимой поверке для безразмерных величин, которая производится на базе сравнения с иными эталонами.
Поверочные схемы включают следующие шаги:
- калибровка;
- контрольные измерения;
- профилактическое обслуживание;
- регулярная поверка;
- запись результатов с последующей передачей.
Важно: эталоны, приведенные в классификации, должны соответствовать требованиям воспроизводимости, неизменности и сличаемости. Воспроизводимостью именуется способность давать одинаковые результаты при повторных измерениях. Неизменность выражается в постоянстве свойств во времени. Сличаемость – это возможность сопоставить один элемент с другими.
Международные стандарты
Международные стандарты устанавливают общие правила и требования, чтобы обеспечить сравнимость, эквивалентность. Стандартами называют утвержденные международными организациями нормы, определяющие единицы измерения различных физических величин. Что такое эталоны международного класса?
Они хранятся в Международном бюро BIPM во Франции. Этот орган отвечает за обеспечение единства измерений, международного признания единиц величин. Для поддержания точности, проведения поверок/калибровок измерительных приборов назначается специальный учёный-хранитель, ответственный за передачу результатов, составление соответствующих документов.
В России государственные образцы формируют базу для проведения замеров, обеспечения надежности. Информация о них вносится в Федеральный информационный фонд. Они хранятся в государственных научных метрологических институтах.
Итак, что такое эталон в метрологии некогда объяснил ёмкой фразой известный физик Альберт Эйнштейн. Он сказал: «Точность измерений зависит от точности эталонов», – и с этим не поспоришь.
