﻿15. Средства измерений и их свойства 
Успех измерений зависит от грамотного использования средств измерений, от знания их свойств. В первую очередь, надо знать классификацию средств измерений, их метрологические характеристики, погрешности и причины, их порождающие. К примеру, нужно уметь уже по обозначениям на шкале измерительного прибора определить, с какой погрешностью будет измерена физическая величина.
Совершенные средства измерений не должны вносить искажения в значения измеряемых ими величин, а если этого нельзя избежать, то они должны допускать возможность учета или исключения этих искажений каким-либо приемом.

6.1. Понятие о средстве измерений. Классификация средств измерений
Понятие «средство измерений» (СИ) является одним из важнейших в метрологии. ГОСТ 16263-70 определяет средство измерений как техническое средство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические свойства. В современной метрологический литературе приводится более расширенное определение: средство измерений – это техническое средство (или их комплекс), предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимается неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени.
Данное определение раскрывает метрологическую сущность средств измерений, заключающуюся в умении хранить (или воспроизводить) единицу физической величины и в неизменности размера хранимой единицы во времени. Первое обусловливает возможность выполнения измерения, суть которого, как известно, состоит в сравнении измеряемой величины с ее единицей. Второе принципиально необходимо, поскольку при изменении размера хранимой единицы физической величины с помощью данного средства измерения нельзя получить результат с требуемой точностью.
 В зависимости от назначения средства измерений разделяют на меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы, измерительные установки и измерительные информа¬ционные системы.
Мера  – средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины установленного размера с заданной погрешностью. Раз¬личают однозначные и многозначные меры. Однозначные меры воспроизводят одно значение физической величины (например, нормальный элемент – значе¬ние э.д.с). Многозначные меры воспроизводят (плавно или дискретно) ряд значений одной и той же физической величины (например, магазины сопро¬тивлений, емкостей и др.). Некоторые меры воспроизводят одновременно зна¬чения двух физических величин.
К мерам также относятся стандартные образцы (СО) и образцовые вещества (ОВ), воспроизводящие состав и свойства веществ и материалов (чистых газов, чистых металлов, соединений и др.).
Мера необходима для выполнения сравнения с ней измеряемой величины и получения ее значения.
Измерительный преобразователь – средство измерений, предназначенное для видоизменения измеряемой величины в форму, удобную для пере¬дачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения, но недо¬ступную для непосредственного восприятия наблюдателем. Различают преоб¬разователи непрерывной величины в дискретную; первичные преобразователи (датчики), к которым подводится измеряемая величина; промежуточные, вклю¬ченные в измерительную цепь после первичного; масштабные, предназначен¬ные для изменения значения измеряемой величины в некоторое число раз; обратные, включенные в цепь обратной связи; передающие; сравнения, пред¬назначенные для сравнения измеряемой величины с мерой; выходные.
Измерительные преобразователи могут применяться как самостоятельно, так и входить в состав более сложных средств измерений.
Измерительный прибор – средство измерений, предназначенное для выработки сигналов измерительной информации в форме, доступной для непо¬средственного восприятия наблюдателем. Измерительные приборы состоят из ряда соединенных между собой определенным образом измерительных преобра¬зователей.
Измерительная установка – совокупность функционально объединен¬ных средств измерений (мер, измерительных преобразователей, измерительных приборов) и вспомогательных устройств, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации в удобной для непосредственного восприятия наблюдателем форме и расположенная в одном месте. Измерительную установку, предназначенную для испытания каких-либо изделий, называют испытательным стендом. Измерительную установку, применяемую для поверки средств измерений, называют поверочной установкой.
Измерительная информационная система – совокупность более про¬стых средств измерений и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, предназначенная для автоматического получения све¬дений об измеряемых физических величинах, их передачи, обработки и (или) использования в автоматических системах управления. Отличительными чер¬тами измерительных информационных систем являются:
а) использование каналов связи;
         б) использование в структуре системы ЭВМ и (или) других устройств (микропроцессоров, контроллеров), обеспечивающих автоматизацию процесса измерений, проведение вычислительных операций по заданным алгоритмам, слаженную работу всех функциональных блоков и (при необходимости) управ¬ление работой исследуемого объекта (процесса).
В зависимости от степени точности и области применения средства из¬мерений подразделяются на эталоны, образцовые средства измерений и рабочие средства измерений. При этом понятие "эталон" обычно распространяется на средство измерений, воспроизводящее единицу физической величины.
Эталон – это средство измерений (или комплекс средств измерений), обеспечивающее воспроизведение единицы физической величины с наивысшей  точностью и ее хранение, выполненное по особой спецификации и технологии и официально утвержденное в установленном порядке в качест¬ве эталона.
В зависимости от точности воспроизведения единицы физической величи¬ны эталоны делятся на первичные и вторичные.
Первичный эталон обеспечивает воспроизведение единицы с наивысшей точностью. Первичный эталон, официально утвержденный в качестве исходно¬го для страны, называется Государственным эталоном. Для обеспечения еди¬нства измерений в международном масштабе государственные эталоны отдель¬ных стран периодически сверяются между собой и с международными эталона¬ми, которые хранятся в Международном бюро мер и весов в Париже.
Вторичные эталоны создаются для организации поверочных работ, и их значения устанавливаются по первичному эталону. Вторичные эталоны, в свою очередь, подразделяются на эталоны-свидетели, эталоны сравнения, эталоны-копии и рабочие эталоны.
Эталон-свидетель предназначен для проверки сохранности Государствен¬ного эталона и для замены его в случае порчи или утраты.
Эталон сравнения применяется для сличения эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть сличены друг с другом непосредственно.
Эталон-копия предназначен для передачи размеров единиц рабочим эта¬лонам.
Рабочий эталон применяется для передачи размеров единицы физической величины образцовым средствам измерений  высшей точности.
Эталоны бывают одиночными и групповыми. Примерами одиночных этало¬нов могут быть эталонная гиря, эталонный конденсатор, эталонный метр. Групповой эталон – это совокупность однотипных средств измерений, при¬меняемых как одно целое для повышения точности и метрологической надеж¬ности эталона (например, групповой эталон единицы э.д.е. из серии нор¬мальных элементов). 
 Образцовыми средствами измерений называют все средства измерений (меры, измерительные преобразователи или приборы), ко¬торые применяются для поверки по ним других средств измерений и утверж¬дены в качестве образцовых. Кроме того, образцовые средства измерений могут быть также использованы непосредственно для особо точных измерений. В зависимости от точности образцовые средства измерений подразделяются на несколько разрядов. Образ¬цовые СИ 1-го разряда наиболее точны и поверяются непосредственно по ра¬бочим эталонам. Образцовые СИ 2-го разряда поверяются по образцовым СИ I-го разряда и т.д.
Как уже отмечалось, эталоны и образцовые средства измерений должны быть официально утверждены. Порядок утверждения, хранения и применения эталонов и образ¬цовых СИ в Российской Федерации установлен ГОСТ 8.057-80. Государственные эталоны РФ хранятся в метрологических институтах страны.
Рабочие средства измерений применяются для всех измерений, не связанных с передачей размера единиц. Они изготавливаются для широкого диапазона номинальных значений физических величин и используются для проведения измерений в науке, промышленности, транспорте, торговле, медицине и других отраслях народного хозяйства. В зависимости от степени точности различают рабочие СИ наивысшей точности, высшей точности, высокой точности, средней точности и низкой  точности.

