Державні первинні еталони похідних електричних величин

Результати вимірювань мають виражатися в узаконених одиницях і з потрібною точністю. За інших рівних умов точність вимірювань визначається метрологічними характеристиками використовуваних ЗВТ. Тому всі ЗВТ підлягають обов'язковій державній або відомчій верифікації (перевірці). Верифікація ЗВТ полягає в офіційному ствердженні їх придатності для застосування за призначенням на підставі результатів контролю їх характеристик, переважно метрологічних, на відповідність вимогам НТД.

З погляду верифікаціі всі ЗВТ ієрархічно поділяються на еталони, зразкові та робочі ЗВТ.

Еталон (еталон одиниці) - ЗВТ (або комплекс ЗВТ), що забезпечує відтворення і (або) зберігання одиниці ФВ з метою передачі її розміру тим ЗВТ, що стоять нижче за схемою перевірки, і офіційно затверджений в установленому порядку як еталон. Наприклад, комплекс ЗВТ для відтворення метра через швидкість поширення світла у вакуумі, затверджений як державний еталон метра.

Засоби вимірювання, що використовуються для вимірювань у різних галузях народного господарства, але не служать для перевірки інших ЗВТ, називаються ро­бочими ЗВТ.

Зразковими називаються ЗВТ, які служать для перевірки інших ЗВТ і офіційно за­тверджені як зразкові. Наприклад, зразкова міра, зразковий вимірювальний перетворювач, прилад. До зразкових ЗВТ належать також зразкові речовини та стандартні зразки.

Зразкова речовина - зразкова міра у вигляді речовини з відомими властивостями, кі шдініціюються при додержанні умов приготування, що вказані в затвердженій пацифікації. Наприклад, чиста вода, чисті гази (водень, кисень), чисті метали (цинк, рібло, золото), сплави, неметали.

Стандартний зразок - міра для відтворення розмірів величин, що характеризують ластивості або склад речовин і матеріалів. Наприклад, стандартний зразок складу евної руди для контролю правильності визначання вмісту її компонентів, градуювання имірювальної апаратури; стандартний зразок властивостей феромагнітних матеріалів; тандартний зразок легованої сталі для контролю правильності аналізу її складу і т.д.

Отже, стандартні зразки є мірами, які відтворюють властивості зразко-нх речовин.

Зразкові ЗВТ, як і робочі, атестують і перевіряють за допомогою інших, точніших)азкових ЗВТ. Так здійснюється передача розмірів одиниць ФВ від еталона до)азкових і робочих ЗВТ.

Треба пам'ятати, що робочі ЗВТ не можна застосовувати для перевірки інших ВТ, якщо вони навіть точніші, ніж наявні зразкові засоби, оскільки вони не затверджені фіційно як зразкові. З іншого боку, зразкові ЗВТ не дозволяється використовувати як абочі для виконання практичних вимірювань навіть у найсприятливіших умовах їх ксплуатації. Порушення цих правил може призвести до непередбачених негативних аслідків економічного характеру і до загрози здоров'ю чи навіть життю.

.

Розділ З ЗАСОБИ ВИМІРЮВАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ (ЗВТ)

3.1. Поняття і види засобів вимірювальної техніки

Основою технічної бази метрологічного забезпечення є засоби вимірювальної техніки. Засобами вимірювальної техніки називають технічні засоби, які викорис­товуються при вимірюваннях і мають нормовані метрологічні характеристики. Метрологічними називаються ті характеристики ЗВТ, від яких залежить точність ре­зультатів, одержаних за їх допомогою. Нормування метрологічних характеристик полягає в законодавчому регламентуванні їх складу і норм значень.

Під видами ЗВТ розуміємо: міри, їх набори і магазини, вимірювальні пере­творювачі, прилади, установки і системи.

Міра - ЗВТ, що призначені для відтворення ФВ заданого розміру (однозначна міра) або ряду розмірів (багатозначна міра).

Набір мір - це спеціально підібраний комплекс конструктивно відокремлених мір, які можна використовувати не тільки окремо, але й у різних комбінаціях для відтворення ряду розмірів даної ФВ, наприклад набір гир, вимірювальних резисторів, конденсаторів. Набір мір, конструктивно об'єднаних в одне ціле з пристроєм для вмикання їх у різних комбінаціях, називається магазином мір. Наприклад, магазин опору, ємності, індуктивності.

Вимірювальний перетворювач - ЗВТ, що призначений для перетворення вхідного вимірювального сигналу на вихідний сигнал, який зручний для подальшого пере­творення, обробки, зберігання чи передавання вимірювальної інформації, але не для безпосереднього сприймання спостерігачем. Наприклад, калібрований шунт, вимірю­вальний трансформатор, атестована термопара.

Вимірювальний прилад - ЗВТ, вихідний сигнал якого придатний для без­посереднього сприймання вимірювальної інформації спостерігачем, завдяки наявності відлікового пристрою (шкала з вказівником, цифрове табло). Наприклад: вольтметр, ватметр, термометр. Вимірювальні перетворювачі і прилади об'єднують спільною назвою - вимірювальні пристрої.

Вимірювальна установка - сукупність функціонально об'єднаних ЗВТ (мір, вимірювальних пристроїв) і допоміжних технічних засобів (стабілізуючих, перемикаючих),

.ішопана в одному місці і призначена для одержання вимірювальних сигналів, ратних для безпосереднього сприймання вимірювальної інформації спостерігачем, риклад, установка для випробувань феромагнітних матеріалів, для вимірювання імого електричного опору електротехнічних матеріалів.

Вимірювальна система - сукупність ЗВТ і допоміжних пристроїв, що з'єднані їлами зв'язку, призначена для вироблення сигналів у формі, придатній для штичної обробки, передавання і (або) використання вимірювальної інформації в >матизованих системах управління. Вимірювальні системи є різновидом інфор-ійно-вимірювальних систем (ІВС), до яких належать також системи автоматичного ■ролю, технічної діагностики, розпізнавання образів. ІВС входять до складу штизованих систем управління.

3.2. Класифікація вимірювальних приладів

Серед усіх видів ЗВТ найбільшого поширення набули вимірювальні прилади, и різноманітні за призначенням, принципом дії, метрологічними та експлуатаційними актеристиками. Тому їх можна класифікувати за багатьма ознаками, але з погляду альшого викладу доцільно обмежитись розглядом найзагальніших класифікацій-ознак.

За формою вимірювальної інформації, що міститься в інформативному параметрі Ідного сигналу, вимірювальні прилади поділяються на аналогові та цифрові, їлоговим називається прилад, інформативний параметр вихідного сигналу якого є лчним аналогом вимірюваної величини - інформативного параметра вхідного налу. Наприклад, переміщення рухомої частини електродинамічного вольтметра -лог середнього квадратичного значення вимірювальної напруги.

Цифровим називається прилад, вихідний сигнал якого цифровий, тобто містить ормацію про значення вимірюваної величини, закодовану в цифровому коді. Покази логових приладів також цифрові, але їх аналогові вихідні сигнали квантує і кодує у зровому коді сам спостерігач (експериментатор) під час відліку показів, а в зровому приладі - операції виконуються автоматично.

Вимірювальний прилад, що допускає тільки відлік показів, називається пока-ічим, а прилад, в якому передбачена автоматична фіксація вимірювальної інфор-VI, - реєструючим. Залежно від виду фіксації реєструючі прилади поділяються на юписні та друкуючі. Самописний прилад (самописець) записує вимірювальну юрмацію в аналоговій формі у вигляді діаграми, а друкуючий друкує вимірювальну юрмацію в цифровій формі.

Залежно від виду значення вимірюваної величини, тобто інформативного параметра вхідного сигналу, відрізняють прилади миттєвих та інтегральних (середнє за модулем, середнє квадратичне) значень, а також інтегруючі та підсумовуючі прилади. Інтегруючий прилад інтегрує вхідний сигнал за часом або іншою незалежною змінною. Наприклад, лічильник електричної енергії інтегрує миттєву потужність за часом. Підсумовуючим називається прилад, покази якого функціонально пов'язані з сумою двох або декількох величин, що підводяться до нього різними каналами, наприклад ватметр для вимірювання потужності декількох генераторів.

Класифікаційними ознаками вимірювальних приладів служать вимірювана ве­личина або її одиниця, що відображаються в назві вимірювального приладу, наприклад, вологомір або гігрометр, висотомір або альтметр, частотомір або герцметр, вольтметр, мілівольтметр тощо.

Електровимірювальні прилади, що дозволяють вимірювати дві і більше різних за фізичною природою величини, називають комбінованими приладами або мульти-метрами, а прилади, що придатні для вимірювань у колах постійного і змінного струмів -універсальними приладами.

3.3. Загальні відомості про нестандартизовані ЗВТ

При розробці методик виконання вимірювань, як правило, формулюють технічні вимоги до засобів вимірювальної техніки. У зв'язку з тим, що номенклатура загальнопромислових ЗВТ обмежена і уніфікована, розробнику методики далеко не завжди вдається вибрати із каталогів засоби вимірювання, які б повністю задовольняли задані умови одержання вимірювальної інформації. Буває, що при розробці науково-обгрунтованих методик окремі властивості потрібних ЗВТ відрізняються від тих, якими володіють ЗВТ загальнопромислового призначення. В одних випадках - це метрологічні характеристики, в других - габаритні розміри або маса, в третіх - умови експлуатації тощо. Нерідко бувають випадки, коли вибрані із каталогів ЗВТ, хоча і задовольняють пред'явлені до них вимоги, застосовувати економічно недоцільно, оскільки не всі технічні можливості цих засобів раціонально використовуються при вимірюваннях або їх вартість (часто універсальних засобів) перевищує економічний показник від впровадження самого технологічного або випробовуючого процесу тощо.

Безумовно, вибір ЗВТ при розробці методики повинен спиратися на техніко-економічну основу. З одного боку, не повинні бути допущені втрати обсягу або точності інформації, з іншого - неповне використання яких-небудь інформативних параметрів або

істивостей ЗВТ, призводить до необгрунтованих витрат матеріальних ресурсів. Все примушує розробників методик виконання вимірювань ставити питання про орення ЗВТ з специфічними експлуатаційними характеристиками або, як їх іменують, стандартизованих".

До нестандартизованих ЗВТ належать засоби, які виготовляються одиничними імірниками або разовими партіями і піддаються замість державних випробовувань рологічній атестації. Хоча наведене поняття нестандартизованих ЗВТ далеко не є іконалим, але воно з достатньою повнотою характеризує цю категорію ЗВТ за альним принципом, який відрізняє їх від ЗВТ загальнопромислового призначення, есених в Держреєстр засобів вимірювальної техніки.

Досвід показує, що, незважаючи на систематичне збільшення виробництва засо-вимірювальної техніки загальнопромислового призначення, введення нестандар-ованих засобів розглядається як закономірне явище в практиці метрологічного забез-іення винаходів і виробництва. Потреба в них виникає на підприємстві при освоєнні юї техніки, розробці унікального обладнання, виконанні дослідно-конструкторських ііт, вирішенні вузьких завдань контролю якості продукції, яку випускають. Здебільшого є основними, розрахованими на одержання надійної вимірювальної інформації.

Важливість і величезні масштаби застосування нестандартизованих ЗВТ, їх іпосередній вплив на якість продукції, яка випускається, вимагають встановлення ого порядку при розробці, виготовленні, введенні в експлуатацію і експлуатації цих юбів, при якому буде повністю виключена ймовірність застосування засобів, які б не іезпечували достовірних результатів вимірювань.

Цей порядок при розробці і виготовленні нестандартизованих засобів вимірю-іьної техніки повинен враховувати, з одного боку, науково-технічну і економічну ■рунтованість методу, з іншого - задовольняти вимоги системи управління якостями юбів вимірювальної техніки в експлуатації. ЗВТ повинні витримувати всі необхідні іробовування, володіти постійністю експлуатаційних характеристик, які підтверджені і метрологічній атестації, безвідмовністю в експлуатації, здатністю до періодичної)евірки і ремонтопридатністю.

Для одержання максимальної економічної ефективності від застосування ітандартизованих ЗВТ розробники методик ^бо ЗВТ повинні:

• використовувати розроблені або виготовлені нестандартизовані засоби ви-
новальної техніки;

• застосовувати будь-які категорії ЗВТ, в тому числі і загальнопромислового
означення, в аномальних для них умовах роботи, якщо при проведенні їх метро-
гічної атестації встановлені метрологічні властивості, які вимагаються;

• використовувати ЗВТ застарілих конструкцій, імпортні, які відсутні в Держ-
реєстрі, якщо при проведенні їх метрологічної атестації встановлені метрологічні
властивості, які вимагаються;

• вдосконалювати або реконструювати окремі блоки, вузли ЗВТ будь-яких видів і
категорій, якщо це економічно виправдовується;

• застосовувати ЗВТ будь-яких категорій, які знаходяться в стадії розробки або
виготовлення;

• розробляти нестандартизовані ЗВТ нових типів, якщо матеріальні витрати на
ці розробки не перевищують допустимих затрат на одержання економічного ефекту від
їх впровадження.

Систему метрологічного контролю на підприємстві за нестандартизованими ЗВТ треба впроваджувати на основі виконання таких заходів:

• проведення технічного пошуку нестандартизованих ЗВТ, що знаходяться в
застосуванні або на збереженні, при якому виявляють технічну документацію на ці засо­
би (методики виконання вимірювань, опису, креслення тощо), а також визначають їх
працездатність і комплектність;

• складання плану проведення метрологічної атестації зареєстрованих ЗВТ;

• аналіз та вивчення технічної документації, пов'язаної з застосуванням виявлених
нестандартизованих ЗВТ і проведення метрологічної експертизи цієї документації;

• розробки (або одержання від підприємств-розробників) відсутньої технічної
документації на ЗВТ, в яких вона відсутня;

• атестації або стандартизації методик виконання вимірювань;

• розробки програми і методики проведення метрологічної атестації ЗВТ;

• проведення метрологічної атестації ЗВТ і при якісних результатах оформлення
свідоцтва про придатність засобів вимірювань до застосування або виводу їх із
експлуатації, якщо результати метрологічної атестації не відповідають вимогам, які
вказані в технічному завданні на їх розробку.

Технічний пошук нестандартизованих ЗВТ найкраще проводити одночасно з пошуком методик на вимірювання, які виконуються, а також ЗВТ загальнопромислового призначення.

Хоча класифікація нестандартизованих ЗВТ ще не розроблена, але за обсягом, специфікою і характером розповсюдження їх найкраще розділити на дві основні групи: 1) ЗВТ міжгалузевого призначення 2) ЗВТ галузевого призначення. ЗВТ першої групи приймає із виробництва відділ технічного контролю і комплектує їх експлуатаційними документами. Як правило, цими засобами комплектують унікальне обладнання загаль-

юмислового призначення, яке часто піддають державним випробуванням. Однак чтовані в нього ЗВТ в силу їх обмеженого застосування державним випробуванням іддають.

Здебільшого нестандартизовані ЗВТ відображають особливості і специфічність зі, у відношенні характеру вимірюваних фізичних величин або параметрів, ггрукції, умови експлуатації, рівня надійності тощо. Ці ЗВТ можна зарахувати до ої групи. їх розробляють і виготовляють для внутрішньовідомчих потреб, а в окремих здках - для ряду суміжних за тематикою відомств.

Засоби галузевого призначення є дуже різноманітними за конструктивним інанням і функціональним призначенням, що дуже затруднює впровадження їх в стику підприємств.

Залежно від характеру застосування, виду приймання після виготовлення і іми супроводжуючих експлуатаційних документів ЗВТ галузевого призначення можна ілити на засоби загальногалузевого, вузькогалузевого і спеціально-ризначень.

Беручи до уваги, що створення цих засобів часто викликає немалі затрати еріальних ресурсів, обмежувати застосування таких засобів нема необхідності, льки їх впровадження здебільшого дає значний технічний і економічний ефект. Однак ання керування розробленням, виготовленням, впровадженням в експлуатацію ЗВТ /зевого призначення потребують до себе особливої уваги. Вихідним критерієм для робки цих ЗВТ повинна служити техніко-економічна обгрунтованість. Чіткий порядок виготовленні і експлуатації забезпечує їм високу якість і розширення сфери госування. Досвід показує, що багато засобів вимірювань галузевого призначення тійно виходять із меж вузьковідомчого застосування і переходять в широкогалузеве ористання, а потім, після проведення державних випробувань, впроваджуються як альнопромислові.

Розділ 4