Похідні одиниці системи Сі, що мають спеціальну назву
Кратна (дольная) одиниця - одиниця фізичної величини, в ціле число разів перевищує (зменшує) системну або позасистемна одиницю.
Еталони. Для забезпечення єдності вимірювань необхідна тотожність одиниць, в яких повинні бути проградуйовані всі існуючі засоби вимірювань однієї і тієї ж фізичної величини.
Це досягається шляхом точного відтворення та зберігання в спеціалізованих установах встановлених одиниць фізичних величин і передачі їх розмірів застосовуваних засобів вимірювання за допомогою еталонів.
Еталон - засіб вимірювань (або комплекс засобів вимірювань), призначене для відтворення і зберігання одиниці фізичної величини (кратних або часткових значень одиниці цієї величини) з метою передачі її розміру іншим засобам вимірювань даної фізичної величини.
Класифікація, призначення і загальні вимоги до створення, зберігання та застосування еталонів встановлює ГОСТ 8.057-80 «ГСИ. Еталони одиниць фізичних величин. Основні положення".
Еталон повинен володіти взаємопов'язаними властивостями: відтворюваністю, незмінністю і слічаемостью.
Відтворюваність - можливість відтворення одиниці фізичної величини (на основі її теоретичного визначення) з найменшою похибкою для існуючого рівня развітіяізмерітельной техніки. Це досягається постійним дослідженням еталона з метою визначення систематичних похибок і їх виключення шляхом введення відповідних поправок.
Незмінність - властивість еталона утримувати незмінним розмір відтворюється їм одиниці протягом тривалого інтервалу часу, при цьому всі зміни, що залежать від зовнішніх умов, повинні бути строго визначеними функціями величин, доступних точному виміру. Реалізація цих вимог призвела до ідеї створення «природних» еталонів різних величин, заснованих на фізичних постійних.
Слічаемост' - можливість забезпечення звірення нижчестоящих по повірочної схемою, в першу чергу вторинних еталонів, з найвищою точністю для існуючого рівня розвитку техніки вимірювання. Це властивість передбачає, що еталони за своїм устроєм і дії не вносять будь-яких спотворень в результати звірень і самі не зазнають змін при проведенні звірення.
За своїм метрологічного призначенням еталони поділяються на первинні, спеціальні та вторинні.
Первинний еталон забезпечує відтворення і зберігання одиниці фізичної величини з найвищою в країні (в порівнянні з іншими зразками тієї ж величини) точністю. Первинні еталони - це унікальні засоби вимірювань, які представляють собою складні вимірювальні комплекси, створені з урахуванням новітніх досягнень науки і техніки. Первинні еталони становлять основу державної системи забезпечення єдності вимірювань.
Спеціальний еталон забезпечує відтворення одиниці фізичної величини в особливих умовах, в яких пряма передача розміру одиниці від первинного еталона з необхідною точністю не здійсненна і для цих умов замінює первинний еталон.
Первинний або спеціальний еталон, офіційно затверджені в якості вихідного для країни, називаються державним еталоном. Його твердження проводить головний метрологічний орган країни - Федеральне агентство з технічного регулювання і метрології.
Вторинні еталони є частиною підлеглих засобів зберігання одиниць і передачі їх розмірів, створюються і затверджуються в тих випадках, коли це необхідно для організації поверочнихработ, а також для забезпечення схоронності та найменшого зносу державного еталону.
Вторинні еталони за своїм метрологічного призначенням поділяються на еталони-копії, еталони порівняння і еталони-свідки.
Еталон-копія - призначений для передачі розміру едініцирабочім стандартам. Еталон-копія являє собою копію дер-жавного стандарту тільки з метрологічного призначенням, тому він завжди є його фізичної копією.
Еталон порівняння - застосовується для порівняння еталонів, які з тих чи інших причин не можуть бути безпосередньо слічаеми один з одним.
Еталон-свідок - призначений для перевірки збереження і незмінності державного еталону і заміни його у разі псування або втрати.
Робочий еталон - застосовується для передачі розміру одиниці від еталону-копії зразковим засобам вимірювання і в окремих випадках - найбільш точним робочим засобам вимірювань.
Способи вираження похибок еталонів встановлює ГОСТ 8.381-80 «ГСИ. Еталони. Способи вираження похибок ».
Зразкові засоби ізмереній- заходи, вимірювальні пристрої, установки, комплекси, офіційно затверджені в якості зразкових, призначені для передачі розміру одиниці фізичної величини від робочих еталонів робочим засобам вимірювань.
Зразкові засоби вимірювань зберігають і застосовують органи Державної метрологічної служби.
Зразкові засоби вимірювань поділяють на розряди, що характеризують точність атестації розмірів, виміряних цими засобами. Між розрядами існує наступна підпорядкованість: передача розміру одиниці здійснюється від зразкового засобу вимірювань 1-го розряду зразковому засобу ізмереній2-го розряду, від зразкового засобу вимірювань 2-го розряду - зразковому засобу вимірювань 3-го розряду і т.д. Для різних видів вимірювань, виходячи з вимог практики, встановлюється різне число розрядів, що визначаються стандартами на повірочні схеми для даного виду вимірювань.
Іноді окремим робочим засобам вимірювань найвищої точності розмір одиниці передається безпосередньо від робочого еталона і робочим засобам вимірювань вищої точності - від зразкового засобу вимірювань 1-го розряду.
В даний час з метою упорядкування термінології і наближення її до міжнародної в технічній літературі термін «зразкове засіб вимірювань» замінюють терміном «робочий еталон».
Одним з найпоширеніших зразкових засобів вимірювань є заходи.
Міра - це засіб вимірювань, призначений для відтворення і (або) зберігання фізичної величини одного або декількох розмірів, значення яких виражені у встановлених одиницях і відомі з необхідною точністю, наприклад; гиря 1 кг, плоскопаралельна кінцева міра 50 мм, конденсатор постійної ємності, штрихова міра довжини.
З найбільш високою точністю, за допомогою заходів відтворюються основні фізичні величини: довжина, маса, частота, напруга.
Для лінійних і кутових величин широко використовуються міри довжини і кутові заходи.
Міри довжини по конструкційним ознаками поділяють на кінцевої й штрихові.
Кінцеві міри дліни.Концевие міри довжини мають форму циліндричного стрижня (рис. 1, а) або прямокутного паралелепіпеда (рис.1, б) з двома плоскими взаємно паралельними вимірювальними поверхнями, відстань між якими відтворює певне значення довжини. Вони призначені для передачі розміру від еталону до виробу.
З їх допомогою зберігають і відтворюють розмір одиниці довжини, перевіряють і градуируют заходи і вимірювальні прилади, такі, як оптіметри, мікрометри, штангенциркулі і т.п. перевіряють калібри.
Заходи використовують також для установки на нуль при відносних вимірах, для безпосередніх вимірювань розмірів ізделцй, а також для особливо точних розмічальних робіт і налагодження верстатів.
Найбільшого поширення набули плоскопараллельние кінцеві міри довжини (см. Ріс..1, б).
Основні параметри і розміри плоскопараллельних кінцевих мepдліни і технічні вимоги до них встановлені ГОСТ9038-90.
Номінальний розмір плоскопараллельной кінцевої міри - сере-дінная довжина l (див. Ріс..1, б), яка визначається довжиною перпендикуляра, проведеного з середини однієї з вимірювальних поверхонь заходи на протилежну вимірювальну поверхню. Цей розмір наноситься на кожну міру.
Відхилення від плоскопаралельності кінцевий заходи - найбільша різниця між довжиною заходи в будь-якій точці і її серединної довжиною.
Кінцеві міри повинні володіти високою точністю, прітіраемост'ю і стабільністю.
Для кінцевих мір встановлено сім класів точності: 00; 0; 1; 2; 3; 4 і 5 (останні два класи точності використовують як правілона підприємствах).
Кінцеві міри класу точності 00 виготовляють за спеціальною угодою сторін.
Клас точності кінцевих мір визначається точністю їх виготовлення: відхиленнями, що допускаються від номінального значення і від плоскопаралельності.
Для підвищення точності вимірювань кінцеві міри ділять на 5 розрядів, які охоплюють в порядку убування точності 1; 2; 3; 4 і 5. Розподіл заходів на розряди визначається точністю їх атестації, тобто похибкою вимірювання дійсного значення довжини заходи і вимогами до її плоскопаралельності.
В атестаті вказують номінальний розмір, дійсні відхилення кожної заходи від її номінального розміру, розряд, до якого належить набір заходів, засіб вимірювання, використане при атестації з його похибкою і поправка до кожної міру.
Чим точніше методи і засоби вимірювань при атестації кінцевої міри, тим вище її розряд.
Наприклад, виготовлені дві кінцеві міри розміром 60 мм по класу точності 0. При їх атестації дійсний розмір кожної із заходів виявився рівним 60,001 мм. Однією міру було визначено 1-й розряд, так як похибки методу і засобу вимірювань не перевищували ± 0,03 мкм, а інший - 2-й розряд, тому що вона атестується методом і засобом вимірювання, похибки яких не перевищували ± 0,09 мкм .
При користуванні атестованими заходами за дійсний розмір кожної з них приймається розмір, зазначений в атестаті.
Застосування заходів по розрядам дозволяє виробляти більш точні вимірювання.
Заходи, яким присвоєні розряди, використовують як зразкові, службовці тільки для перевірки і градуювання.
Інша властивість кінцевих мір довжини, що забезпечує їх широке застосування - прітіраемост' - здатність кінцевих мір міцно зчіплюватися своїми вимірювальними поверхнями при насування однієї заходи на іншу (рис.1, в).
Зчеплення заходів викликається міжмолекулярними силами при наявності найтоншого шару мастила між заходами (0,02. 0,05 мкм), яка залишається після їх промивання в бензині. Абсолютно знежирені або покриті товстим шаром мастила кінцеві заходи не притираються. Зусилля зсуву притертих кінцевих мір становить не менше 100Н.
Завдяки Прітіраемость кінцевих мір з них можна складати блоки будь-якого розміру до третього десяткового знака.
При складанні блоку необхідного розміру з кінцевих мір необхідно прагнути до того, щоб блок складався з можливо меншого числа заходів. Спочатку вибирають заходи, що дозволяють отримати тисячні частки міліметра, потім соті, десяті і, нарешті, цілі міліметри. Наприклад, для отримання блоку розміром 26,385 мм необхідно з набору № 1 взяти кінцеві міри в такій послідовності: 1,005 + 1,38 + 4,0 + 20,0 = 26,385. При меншій кількості заходів точність блоку вище. Кількість кінцевих мір в блоці не повинно перевищувати чотирьох-п'яти.
Шорсткість вимірювальних поверхонь мір довжини повинна бути по параметру Rz не більше 0,065 мкм, для неробочих поверхонь по параметру Ra 0,63 мкм.
Кінцеві міри комплектують в різні набори по їх числу і розмірам номінальних довжин. Промисловістю випускається 21 набір плоскопаралельних кінцевих мір з кількістю заходів в наборі від 4 до 112 і градаціями 0,001-0,01-0,1-0,5-1-10-25-50 і 100 мм в наборах від № 1 до № 18 .
Найбільш поширеними розмірами плиток є:
від 1,001 до 1,009 мм через 0,001 мм - 9 заходів;
від 1,01 до 1,49 мм через 0,01 мм - 49 заходів;
від 0,5 до 9,5 мм через 0,5 мм - 19 заходів;
від 10 до 100 мм через 10 мм - 10 заходів і ін.
На кожній кінцевій мірі нанесено значення її номінальної довжини, причому на заходи 5,5 мм і менше значення номінальної довжини наноситься на одну з вимірювальних поверхонь, а на заходи понад 5,5 мм - на неробочий поверхні.
У кожен набір, крім того, входять дві пари додаткових (захисних) заходів з номінальним розміром 1 і 1,5 (або 2) мм Захисні заходи притираються до кінців блоку завжди однієї і тієї ж стороною і служать для запобігання основних заходів набору зносу і пошкодження: на відміну від основних заходів набору мають зрізаний кут і додаткову буквену маркування.
Для розширення області застосування кінцевих мір при контрольних і розмічальних операціях випускають набори приладдя, які служать для установки і кріплення блоків кінцевих мір.
Основні положення про методи, засоби та умови повірки кінцевих мір довжини встановлені ГОСТ 8.166-75.
У табл. 4 представлені засоби, методи і похибки повірки та атестації кінцевих мір довжини.