Основы обеспечения единства измерений

Однако, при учете квантового характера движения электронов в магнитном поле возникает другая ситуация. Согласно квантовой механике, энергия электронов в плоскости слоя может принимать только дискретные значения.

Рисунок 12 - Холловская структура типа металл-диэлектрик-полупроводник

Таким образом, движение электрона оказывается квантованным по всем трем координатам. Следствием этого является наличие на зависимости R_H от плотности электронов в слое _e плоских участков - плато с квантованными значениями согласно приведенной выше формулы (рис. 13). На практике величину _e регулируют, изменяя U_В. Этот эффект называется квантовым эффектом Холла.

Полученные экспериментальные результаты делают этот метод воспроизведения сопротивления предпочтительным по сравнению с другими. Среднеквадратическое отклонение воспроизведения единицы сопротивления с помощью квантового эталона не превышает 3^.10^-8 при неисключенной систематической погрешности 3^.10^-7.

Рисунок 13 - Зависимость холловского сопротивления от плотности электронов в слое

14. Передача размеров единицы ФВ от эталонов рабочим СИТ

Основные принципы

Как уже говорилось, третьей задачей обеспечения единства измерений является передача размера единицы ФВ от эталонов рабочим СИТ.

Известно, что информация о размерах единиц должна быть заложена в СИТ при его выпуске в обращение в виде номинального значения меры, шкалы СИТ или в градуировочных таблицах и графиках. Правильность и точность этой информации устанавливается на государственных испытаниях головных образцов СИТ, предназначенных для серийного производства, либо при метрологической аттестации нестандартизованных СИТ, т.е. выпускаемых в единичном экземпляре. Сохранность же информации контролируется при первичной и всех последующих поверках СИТ. Когда при непосредственной передаче информации о размере единиц мерам и отметкам шкал отсчетных устройств приписываются значения, выраженные в этих единицах, то эта процедура называется градуировкой.

Использовать для градуировки, аттестации и поверки рабочих СИТ непосредственно государственные первичные эталоны нельзя. Эти эталоны являются национальным достоянием и используются чрезвычайно редко, чтобы исключить их выход из строя. Поэтому, производительность их невелика и для передачи информации о размере единиц обширному парку рабочих СИТ приходится прибегать к многоступенчатой процедуре, схема которой показана на рис. 13.

Передача размеров единиц рабочим СИТ осуществляется посредством рабочих эталонов (РЭ).

РЭ, которые имеют наивысшие метрологические свойства среди эталонов на предприятии или в организации называются исходными. В зависимости от точности, РЭ подразделяют на разряды.

РЭ находятся в метрологических институтах или лабораториях Государственной метрологической службы.

Поверочные схемы

Для обеспечения правильной передачи информации о размере единиц ФВ во всех звеньях метрологической цепи должен быть установлен определенный порядок. Этот порядок приводится в поверочной схеме.

Поверочная схема представляет собой нормативный документ, регламентирующий метрологическое соподчинение СИТ, которые принимают участие в передаче размеров единицы ФВ от эталона к другим рабочим СИТ с указанием методов и погрешностей передачи.

В зависимости от области распространения, поверочные схемы подразделяются на государственные, ведомственные, локальные.

Государственные схемы распространяются на весь парк СИТ в стране и утверждаются в виде ГОСТов.

Поверочные схемы состоят из текстовой части и чертежа. На чертеже указываются:

- наименования СИТ;

- диапазон значений ФВ;

- обозначения и оценки погрешностей СИТ;

- наименования методов и погрешности передачи размера единицы.

Наименования эталонов и СИТ указываются в прямоугольниках, причем первичный эталон заключают в прямоугольник, образованный двойной линией.

Наименования методов передачи размеров единиц помещают в горизонтальные овалы между наименованиями поверяемого рабочего СИТ и соответствующего РЭ. Погрешность метода поверки указывается в том же овале.

Чертеж поверочной схемы состоит из полей, расположенных друг над другом и разделенных штриховыми линиями, число которых зависит от структуры поверочной схемы. Поля имеют наименования, указываемые в левой части чертежа, отделенной вертикальной сплошной линией. Пример компоновки элементов ведомственной (локальной) поверочной схемы показан на рис. 14.

Передача размера единиц от эталонов рабочим СИТ осуществляется путем поверки или калибровки.

Рисунок 14 - Схема многоступенчатой процедуры передачи информации о размере единицы от эталона СИТ

Поверка СИТ - установление пригодности СИТ, на которые распространяется государственный метрологический надзор, к применению на основании результатов контроля их метрологических характеристик.

Рисунок 15 - Поверочная схема для СИТ времени и частоты

Калибровка СИТ - определение в известных условиях или контроль метрологических характеристик СИТ, на которые не распространяется государственный метрологический надзор.

Различают первичную, периодическую, внеочередную, инспекционную и выборочную поверки.

Первичная поверка выполняется при выпуске СИТ из производства, или их ремонта, а также, в случае необходимости, при введении в эксплуатацию.

Периодическая поверка выполняется на протяжении эксплуатации через установленный промежуток времени, называемый межповерочным интервалом.

Внеочередная поверка выполняется до срока очередной периодической поверки.

Инспекционная поверка осуществляется при проведении государственного метрологического надзора.

Выборочная поверка - поверка группы СИТ, отобранных из партии определенным образом, по результатам которой устанавливается пригодности всей партии.

Методы поверки (калибровки) подразделяются на:

- непосредственное сличение поверяемого СИТ с РЭ того же вида;

- сличение поверяемого СИТ с однородным РЭ с помощью компаратора;

- прямое измерение поверяемым СИТ величины, воспроизводимой эталонной мерой;

- прямое измерение величины, воспроизводимой поверяемой мерой эталонным СИТ;

- косвенное измерение величины, воспроизводимой мерой с помощью подвергаемым поверке СИТ;

- независимая поверка, т.е. поверка СИТ относительных величин, не требующих передачи размера от эталонов;

- поэлементная поверка, при которой метрологические характеристики СИТ устанавливают по метрологическим характеристикам его элементов или частей.

Литература

Димов Ю.В. Метрология, стандартизация и сертификация. Учебник для вузов. 2-е изд. - СПб.: Питер, 2009. - 432 с.

Допуски и посадки: Справочник в 2-х ч. - 7-е изд., перераб. и доп. - Л.: Политехника, 2007.

Кузнецов В.А., Ялунина Г.В. Основы метрологии: Учебное пособие - М.: Изд-во стандартов, 2008, - 280 с.

Сергеев А.Г., Латышев М.В., Терегеря В.В. Метрология, стандартизация и сертификация. Учеб. пособие. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Логос, 2008. - 560 с. ил.

Федеральный закон РФ "О техническом регулировании" от 27.12.2002 № 184-ФЗ.

Закон РФ "Об обеспечении единства измерений" от 27.04.93 №4871-1 (в редакции 2003 г.)

ГОСТ 25346-89. Основные нормы взаимозаменяемости. ЕСДП. Общие положения, ряды допусков и основные отклонения.

Тартаковский Д.Ф. Ястребов А.С. Метрология, стандартизация и технические средства измерений: Учебник для вузов -.М.: Высш. шк., 2009

Нефедов В.И Метрология и радиоизмерения. М: Высш. шк., 2008

Размещено на Allbest.ru