1.2 Единство измерений

Во всем мире  установлен определенный порядок, в результате которого должна обеспечиваться приблизительно одинаковая точ­ность измерений, где бы они ни производились. Коротко все это называется обеспечение единства измерений.

Под единством измерений согласно ГОСТ Р 8.000-2000 понимается «состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин и погрешности измерений  не выходят за установленные  границы с заданной вероятностью».

 Поверка средств измерений

Единство точности в определенных пределах у однотипных мер или приборов, находящихся в разных местах, достигается тем, что все приборы и меры должны проверяться как после изготовления или ремонта, так и периодически во время их использования.

Это особенно важно для современных сложных приборов, имеющих  программное обеспечение и плохую  прослеживаемость. Например, в отлие от измерения штангенциркулем или микрометром, где пользователь понимает, что и как он измеряет,  при измерении на КИМ оператор должен доверять полученному результату, часто не представляя как он получен (по какому алгоритму проводятся измерения, как ПО обрабатывает результаты). Поэтому очень важно полное соблюдение единства измерений и проведение поверки и калибровки мер и приборов в заданные сроки.

Поверка и калибровка мер и приборов осуществляется международными, государственными и ведомствен­ными метрологическими службами и сертификационными центрами и калибровочными лабораториями фирм и заводов. При этом часто употребляется два термина поверка и калибровка.

Для осуществления  поверки и калибровки современные метрологические центры и калибровочные лаборатории снабжены эталонными средствами и мерами.

В качестве Государственного первичного эталона длины (раздел 1.1) используются, например, атомный частотный генератор, синхронизированный с всемирным координированным временем  (эталон времени и частоты) и  633 нм гелий-неоновый лазер с йодной стабилизацией и интерфереционный компаркатор. Это довольно сложные и очень точные установки, основанные на фундаментальных физических постоянных. Наличие первичного эталона длины, основанного на на фундаментальных физических постоянных и  средств его воспроизводства (приборов) обеспечивают точное и надежное  единство линейных измерений  во всей стране.

Для поверки и калибровки мер и приборов метрологические центры имеют лазерные интерферометры, лазерные компараторы, индуктивные компараторы, оптоэлектронные приборы и концевые меры длины. Эти приборы и компараторы обеспечивают при необходимости очень высокую точност калибровки, например, менее 0,05 мкм как при прямых измерениях так и методом сравнении.

Таким образом, можно утверждать, что современная международная и отечественная система единства линейных измерений полностью обеспечивает поверку и калибровку мер и приборов для линейных измерений с высокой точностью и привязкой к первичному эталону длины, основанному на фундаментальных физических постоянных.

Под поверкой средств измерения    понимается экспериментальное определение погрешности (неопределенности)  средств измерения и установление его пригодности к применению, т.е. eго I исправность.

Когда средства измерения поверяются и калибруются  после изготовления или ремонта, то это называется первичной поверкой или калибровкой, а поверка во время эксплуатации или хранения — периодической поверкой или калибровкой.

Существующая комплексная система, направленная на обеспечение единства измерений, регламентируется большим количвством стандартов, определяющих организацию и методику проведения работ по оценке и обеспечению точности измерения. Это система называется Государственной системой обеспечения един­ства измерений. Комплекс стандартов по единству измерение имеет номера, начинающиеся с цифры 8, например, ГО СТ Р 8.000—2000 и т. п.

Согласно ГО СТ Р 8.000—2000  основным документом государственного масштаба и внутри отдельных предприятий и организаций является поверочная схем.

Поверочная схема

Поверочной схемой называется официальный документ, уста­навливающий соподчинение и точность средств воспроизведения и хранения единиц некоторой физической   величины,   обеспечиваю­щий целесообразную систему передачи размера этой единицы ра­бочим средствам измерения всех существующих уровней   точности.

Другими словами, в этом документе указывается, какие рабо­чие средства измерения каким образцовым средством необходимо поверять. Такие поверочные схемы существуют отдельно по сред­ствам измерения всех физических величин, например, поверочная схемы на средства измерения линейных размеров, или угловые размеров, или температуры, или давления и т.п.

Есть общероссийские поверочные схемы  и локальные.

Общероссийской  называется поверочная схема согласно  ГОСТ Р 8.763- 2011  «Государственная поверочная схема для средств измерения длины в диапазоне до 50 м и  длин волн в диапазоне от 0,2 до 50 мкм». Эта схема охватывает все имеющиеся в стране средства измерения данной физической величины (длины).

Локальной называется поверочная схема, охватывающая средства измерения данной физической величины, имеющиеся на фирмах и заводах.

Все  поверочные  схеме построены одинаково. Из общероссийской поверочной схемы (ГОСТ Р 8.763- 2011) видно, что за значе­ние физической величины (например, линейных размеров) прини­мается значение государственного первичного  эталона длины, единого для всей страны. Это значение передается с помощью лазерных интерферометров и компараторов вторичным эталонам (также лазерным интеферометрам), а от них рабочим эталонам (концевым мерам длины разных классов точности).

В поверочной схеме фирмы или завода  в верхней части схемы находятся наиболее точные меры или образцовые приборы данного предприятия (например, на­бор концевых мер длины определенного класса точности). Передача точности размера от эталона до рабочих средств измерения осуществляет­ся через несколько ступеней с помощью образцовых средств разной точности (лазерных интерферометров и компараторов, индуктивных и оптоэлектронных приборов и компараторов, концевых мер длины),

Однако это обеспечи­вает только единство мер и приборов, а для обеспе­чения единства измерений (прослеживаемости) существуют еще стандарты и нормативные материалы, устанавливающие:

– методы оценивания погрешности и неопределенности измерений;

– порядок разработки и аттестации методик выполнения измерений;

– комплекс нормируемых метрологических характеристик средств измерений;

– методы установления и корректировки межповерочных (межкалибровочных) интервалов;

– порядок проведения поверки и калибровки средств измерений;

– методики  поверки (калибровки) средств измерений;

– методики выполнения измерений и другие нормативные документы.