Средство измерений

Сре́дство измере́ний — техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени.

Законом РФ «Об обеспечении единства измерений» № 102-ФЗ от 26 июня 2008 г. средство измерений определено как техническое средство, предназначенное для измерений.

Формальное решение об отнесении технического средства к средствам измерений принимает Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии.

Классификация средств измерений

По техническому назначению:

• мера физической величины — средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью;
• измерительный прибор — средство измерений, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне;
• измерительный преобразователь — техническое средство с нормируемыми метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации или передачи;
• измерительная установка (измерительная машина) — совокупность функционально объединённых мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей и других устройств, предназначенная для измерений одной или нескольких физических величин и расположенная в одном месте;
• измерительная система — совокупность функционально объединённых мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, ЭВМ и других технических средств, размещённых в разных точках контролируемого объекта и т. п. с целью измерений одной или нескольких физических величин, свойственных этому объекту, и выработки измерительных сигналов в разных целях;
• измерительно-вычислительный комплекс — функционально объединённая совокупность средств измерений, ЭВМ и вспомогательных устройств, предназначенная для выполнения в составе измерительной системы конкретной измерительной задачи.

По степени автоматизации:

• автоматические;
• автоматизированные;
• ручные.

По стандартизации средств измерений:

• стандартизированные;
• нестандартизированные.

По положению в поверочной схеме:

• эталоны;
• рабочие средства измерений.

По значимости измеряемой физической величины:

• основные средства измерений той физической величины, значение которой необходимо получить в соответствии с измерительной задачей;
• вспомогательные средства измерений той физической величины, влияние которой на основное средство измерений или объект измерений необходимо учитывать для получения результатов измерений требуемой точности.

По измерительным физико- химическим параметрам:

• для измерения температуры;
• давления;
• расхода и количества;
• концентрации раствора;
• для измерения уровня и др.

Метрологические характеристики средств измерений

Все средства измерений, независимо от их конкретного исполнения, обладают рядом общих свойств, необходимых для выполнения ими их функционального назначения. Согласно ГОСТ 8.009-84, метрологическими характеристиками называются технические характеристики, описывающие эти свойства и оказывающие влияние на результаты и на погрешности измерений, предназначенные для оценки технического уровня и качества средства измерений, для определения результатов измерений и расчётной оценки характеристик инструментальной составляющей погрешности измерений.

Характеристики, устанавливаемые нормативно-техническими документами, называются нормируемыми, а определяемые экспериментально — действительными. Ниже приведена номенклатура метрологических характеристик:

• Характеристики, предназначенные для определения результатов измерений (без введения поправок):
  • Функция преобразования измерительного преобразователя, а также измерительного прибора с наименованной шкалой;
  • Значение однозначной меры;
  • Цена деления шкалы измерительного прибора или многозначной меры;
  • Вид выходного кода для цифровых средств измерений;
• Характеристики погрешностей средств измерений;
• Характеристики чувствительности средств измерений к влияющим величинам;
• Динамические характеристики средств измерений

Характеристики погрешностей средств измерений

Приведённая погрешность — это отношение максимально возможной абсолютной погрешности к нормирующему значению:

${\displaystyle \gamma ={\frac {\Delta x_{\textrm {max}}}{x_{\textrm {N}}}}}$

Так же как и относительная, является безразмерной величиной; её численное значение может указываться, например, в процентах.

В технике применяют приборы с заранее определённой точностью — основной погрешностью, допускаемой в нормальных условиях для данного прибора. При работе в условиях, отличных от нормальных, возникает дополнительная погрешность, увеличивающая общую погрешность прибора — например, температурная (вызванная отклонением температуры окружающей среды от нормальной), установочная (обусловленная отклонением положения прибора от нормального рабочего положения), и т. п.

Обобщённой характеристикой средств измерения является класс точности, определяемый предельными значениями допускаемых основной и дополнительной погрешностей, а также другими параметрами, влияющими на точность средств измерения; значение параметров установлено стандартами на отдельные виды средств измерений. Класс точности средств измерений характеризует их точностные свойства, но не является непосредственным показателем точности измерений, выполняемых с помощью этих средств, так как точность зависит также от метода измерений и условий их выполнения. Измерительным приборам, пределы допускаемой основной погрешности которых заданы в виде приведённых основных (относительных) погрешностей, присваивают классы точности, выбираемые из ряда следующих чисел: (1; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0)×10ⁿ, где показатель степени n = 1; 0; −1; −2 и т. д.

Прогрессирующая (дрейфовая) погрешность — непредсказуемая погрешность, медленно меняющаяся во времени. Обусловлена она нарушениями статистической устойчивости.

Статическая — погрешность системы измерения, возникающая при измерении неизменной во времени физической величины.

Динамическая — погрешность системы измерения, возникающая при измерении переменной физической величины, обусловленная несоответствием реакции системы измерения на скорость изменения измеряемой физической величины.

Аддитивная — погрешность, независящая от чувствительности прибора и являющаяся постоянной для всех значений входящей величины в пределах диапазона измерений.

Мультипликативная — погрешность, зависящая от чувствительности прибора и меняющаяся пропорционально к текущему значению входной величины.

Поверка и сертификация средств измерений

В Российской Федерации средства измерений используются для определения величин, единицы которых допущены в установленном порядке к применению в Российской Федерации и должны соответствовать условиям эксплуатации и установленным требованиям.

Решения об отнесении технического устройства к средствам измерений, внесении его в государственный реестр средств измерений, допущенных к использованию в Российской Федерации и об установлении интервалов между поверками принимает Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии.

На средство измерений утверждённого типа оформляется свидетельство (ранее — сертификат) об утверждении типа средств измерений.

Поверке подлежат только средства измерений, внесенные в государственный реестр средств измерений, допущенных к использованию в Российской Федерации. После процедуры поверки оформляется свидетельство о поверке. Остальные технические устройства подлежат калибровке. После процедуры калибровки оформляется сертификат калибровки.

Средство измерений так же может быть выбрано участниками измерений произвольно в тех случаях, когда средства измерений утверждённого типа недоступны или в них нет необходимости.

Области применения средств измерений

Согласно федеральному закону от 26.06.2008 № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений», сфера государственного регулирования в РФ распространяется на измерения, проводимые:

• в здравоохранении;
• в ветеринарии;
• в области охраны окружающей среды;
• в обеспечению безопасности при чрезвычайных ситуациях;
• в охране труда;
• в производственном контроле;
• в торговле и расфасовке товаров;
• выполнении государственных учётных операций;
• на почте и электросвязи;
• в осуществлении деятельности в области обороны и безопасности государства;
• в геодезии и картографии;
• в гидрометеорологии;
• при проведении банковских, налоговых и таможенных операций;
• в оценке соответствия;
• в спорте;
• в суде и др.;
• в государственном контроле (надзоре);
• в области атомной энергии;
• в обеспечении безопасности дорожного движения.

См. также

• Государственный реестр средств измерений
• Метрологические характеристики
• Класс точности
• Средства обнаружения
• Датчик

Литература

• ФЗ РФ № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений» от 26.06.2008
• РМГ 29-99 «ГСИ. Метрология. Основные термины и определения»
• ГОСТ 8.009-84 «ГСИ. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений»

Ссылки

• Основы метрологии и организации метрологического контроля
• Всё о средствах измерений
• Сборник НТД по метрологии