авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 |

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ...»

-- [ Страница 3 ] --

В диапазоне 0,1-100 Па размер единицы давления воспроизводит мик романометр весовой колокольный (МВК). Принцип работы МВК основан на уравновешивании действия давления на колокола, которые подвешены к чашкам равноплечных весов и опущены в ванну с рабочей жидкостью (спиртом по ГОСТ 18300-87). Цилиндры колоколов выполнены из нержа веющей стали, качество их внутренней и наружной поверхностей не ниже 12 класса шероховатости. Благодаря стеклянным крышкам колоколов, герметично приклеенным к цилиндрам, можно наблюдать процесс конден сации паров и образования капель. Измерения в этом случае прекращают, и следы тумана удаляют путем продувания воздухом. Высокая точность изготовления одинаковых парных колоколов и большая площадь ванны, равная 1 м2, позволяют не учитывать влияния гидростатических сил, дей ствующих на стенки колоколов. Колокола подвешены на стальной прово локе диаметром 0,3 мм и имеют устройство для регулировки точки подвес ки, что обеспечивает вертикальное положение колоколов.

Номинальное значение площади поперечного сечения колоколов рав но 50 см2. Действительная площадь внутренних сечений колоколов рас считывалась по внутренним диаметрам, размеры которых были определе ны в лаборатории линейных измерений ВНИИМ им. Д.И.Менделеева. По грешность измерения наружного и внутреннего диаметра, а также откло нение от идеальной формы цилиндра составили 1 мкм. Уравнение изме рений разности давлений микроманометром МВК в общем случае выража ется формулой m g m g p1 p2 1 2 1 в, F F2 1 где p1, p2 – давления, подводимые к левому и правому колоколу;

m1, m2 – массы гирь на левой и правой чашках весов;

g – ускорение свободного па дения;

F1, F2 – площади внутреннего сечения левого и правого колоколов;

в – плотность воздуха;

– плотность материала грузов.

В диапазоне 50–5000 Па размер единицы давления воспроизводит микроманометр компенсационный со штриховой мерой (МКШ), принцип действия которого основан на уравновешивании давления столбом жидко сти. Микроманометр состоит из двух сосудов, соединенных гибким трубо проводом. Один сосуд установлен неподвижно, а другой с помощью элек тромеханического привода передвигается в пределах 0,5 м. Погрешность отсчета установки подвижного сосуда на заданную высоту по штриховой мере составляет 1 мкм. Рабочей жидкостью микроманометра является дистиллированная вода.

Оптическая система микроманометра позволяет контролировать нуле вое положение уровня жидкости в неподвижном сосуде с погрешностью 1 мкм. Оба сосуда, а также гибкий трубопровод снабжены термостати рующими кожухами, которые соединены с водяным термостатом. Такая конструкция позволяет уменьшить влияние температуры в процессе вос произведения единицы давления. Кроме того, для контроля и учета темпе ратуры был разработан, изготовлен и внедрен прецизионный многоканаль ный измеритель температуры (6 каналов, погрешность измерений темпера туры в диапазоне 10-30 С составляет не более 0,1 С).

Уравнение измерения разности давлений для микроманометра типа МКШ в общем случае имеет вид:

p1 p2 gh 1 2 1 t 20, где p1 и p2 – давления, подаваемые в неподвижный и подвижный сосуды;

1, 2 – плотность дистиллированной воды и воздуха при температуре из мерения;

h – высота подъема подвижного сосуда, отсчитанная по штрихо вой мере;

– коэффициент линейного расширения меры;

t – температура штриховой меры.

Микроманометр МКШ применяется при передаче размера единицы давления в области измерений разности давления наиболее часто по срав нению с другими микроманометрами, входящими в состав эталона ГЭТ 95 75. От МКШ размер единицы давления передается десяти из 12 вторичных эталонов, которые применяются в России и странах СНГ. В целом от ГЭТ 95-75 размер единицы давления через парк вторичных и рабочих эталонов (образцовых средств измерений) в соответствии с государственной пове рочной схемой по ГОСТ 8.187-75 передается нескольким миллионам средств измерений разности давлений.

Опыт эксплуатации микроманометров МКШ, входивших в состав эта лона ГЭТ 95-75, в период с 1975 по 1990 гг. выявил нестабильность их по казаний. Было установлено, что одна из составляющих погрешности изме рения пропорциональна величине l tg, где l – расстояние между верти кальными осями подвижного и неподвижного сосудов, – угол наклона штриховой меры микроманометра от вертикальной оси. В связи с этим с конца 80-х годов начались работы по совершенствованию микроманомет ров типа МКШ.

В начале 90-х годов созданы микроманометры МКШ-М оригинальной конструкции: оси подвижного и неподвижного сосудов были совмещены.

Структурная схема такого микроманометра и его общий вид показаны на рисунках 4.3 и 4.4.

1 р2 р h Рис. 4.3. Структурная схема микроманометра МКШ-М:

1 – штриховая мера, 2 – неподвижный сосуд, 3 – подвижный со суд, 4 – рабочая жидкость, 5 – гибкий трубопровод С 1993 г. по 1996 г. были проведены исследования МКШ-М, результа ты которых показали, что СКО и НСП не превышают, соответственно, 0,08 Па и 0,3 Па. Исследования также подтвердили высокий метрологиче ский уровень вновь созданных микроманометров МКШ-М, особенно в части стабильности во времени воспроизведения единицы давления для разности давлений в диапазоне 50–5·103 Па.

Рис. 4.4. Общий вид микроманометра МКШ-М Было отмечено, что в МКШ-М вышеупомянутая составляющая по грешности измерений, пропорциональная расстоянию между осями под вижного и неподвижного сосудов, присущая МКШ старой конструкции, исключена, так как оси в МКШ-М совмещены. Кроме того, опыт эксплуа тации микроманометров МКШ-М показал, что они, обладая высокой ста бильностью воспроизведения единицы давления, не требуют трудоемких операций по предварительной настройке и установке, а также контроля своего положения после каждой серии измерений. По точности измерений МКШ-М превосходят зарубежные аналоги. Один из вновь созданных МКШ-М №1 в 1997 г. введен в состав эталона ГЭТ 95-75 вместо МКШ.

В диапазоне 103–4104 Па размер единицы давления воспроизводит микроманометр грузопоршневой с нецилиндрическим поршнем (МГЦП) на газовой смазке, принцип действия которого описан в работе [5]. Мик романометр МГЦП разработан и создан под руководством канд. техн. наук С.М. Кессельман (сотрудницы ВНИИМС) и введен в состав ГЭТ 95-75 в 1997 г. вместо грузопоршневого микроманометра.

Метрологические характеристики микроманометров, входящих в со став эталона ГЭТ 95-75, подтверждаются результатами международных сличений. Так, в рамках проекта КООМЕТ 19/RU/92 совместно со специа листами ВНИИМС проводились сличения национальных эталоном России и Германии в диапазоне 20-1600 Па. Систематическое расхождение между эталонами в диапазоне до 100 Па не превышало 0,02 Па, а в диапазоне 100 1600 Па – 0,066 Па, что находится в пределах НСП сличаемых эталонов.

Результаты проведенных сличений свидетельствуют о согласованно сти размера единицы давления в диапазоне 20-1600 Па в России и Герма нии. В настоящее время проводятся ключевые сличения эталона ГЭТ 95- в диапазоне 100-5000 Па в рамках проекта КООМЕТ. М.Р.–К14.

Таким образом, с 1997 г. эталон ГЭТ 95-75 практически полностью обновился за счет включения в его состав в установленном порядке мик романометров новых конструкций МКШ-М и МГЦП – взамен устаревших.

Более того, как показал опыт эксплуатации эталона ГЭТ 95-75 в последние годы, точность воспроизведения единицы давления в диапазоне 50-5000 Па микроманометром МКШ-М фактически более чем в 2 раза выше заявляе мой. Эталон ГЭТ 95-75 в настоящее время по своим метрологическим ха рактеристикам полностью удовлетворяет потребности отечественной про мышленности в области микроманометрии.

Размер единицы давления от эталона ГЭТ 95-75 передается согласно поверочной схеме по ГОСТ 8.187 (приложение №10) вторичным эталонам, эталонным (образцовым) средствам измерений и далее рабочим средствам измерений. Рассмотрим более подробно эти уровни поверочной схемы:

4.3.1. Вторичные эталоны 1.1. В качестве рабочих эталонов применяют переносные микроманометры с диапазоном измерений 1·102–4·103 Па (10–4·102 кгс/м2).

1.2. Средние квадратические отклонения результата поверки рабочих эта лонов не должны превышать 0,1 Па.

1.3 Рабочие эталоны применяют для поверки эталонных (образцовых) средств измерений 1-го разряда непосредственным сличением.

4.3.2. Эталонные (образцовые) средства измерений 2.1. Эталонные (образцовые) средства измерений 1-го разряда.

2.1.1. В качестве эталонных (образцовых) средств измерений 1-го разряда применяют микроманометры с диапазоном измерений 1·102– 4·103 Па (10–4·102 кгс/м2) и 1·103–4·104 Па (1·102–4·103 кгс/м2).

2.1.2. Класс точности эталонных (образцовых) средств измерений 1-го разряда – 0,01.

2.1.3. Эталонные (образцовые) средства измерений 1-го разряда приме няют для поверки эталонных (образцовых) средств измерений 2-го разряда непосредственным сличением.

2.2. Эталонные (образцовые) средства измерений 2-го разряда.

2.2.1. В качестве эталонных (образцовых) средств измерений 2-го раз ряда применяют микроманометры с диапазонами измерений 2– 1·102 Па (0,2–10 кгс/м2), 40–4·104 Па (4–4·103 кгс/м2) и 2– 2,5·103 Па (0,2–2,5·102 кгс/м2).

2.2.2. Классы точности эталонных (образцовых) средств измерений 2-го разряда – 0,02–0,16.

2.2.3. Эталонные (образцовые) средства измерений 2-го разряда приме няют для поверки рабочих средств измерений непосредственным сличением.

2.2.4. Соотношение погрешностей эталонных (образцовых) средств из мерений 1 и 2-го разрядов при одном и том же значении давления должно быть не более 1:2.

4.3.3. Рабочие средства измерений 3.1. В качестве рабочих средств измерений применяют микроманометры с диапазоном измерений 2–1·102 Па (0,2–10 кгс/м2) и 2–2,4·103 Па (0,2– 2,4·102 кгс/м2) с наклонной трубкой, микроманометры с диапазонами измерений 1–2,5·103 Па (0,1–2,5·102 кгс/м2) и 2–2,5·103 Па (0,2– 2,5·102 кгс/м2) с микрометрическим винтом, напоромеры, тягомеры, тягонапоромеры и дифференциальные манометры с верхними преде лами измерений от 4·102 до 4·104 Па (от 40 до 4·103 кгс/м2), дифферен циальные манометры-расходомеры и манометры-перепадомеры с верхними пределами измерений от 10 до 2,5·104 Па (от 1 до 2,5·103 кгс/м2) и манометры избыточного давления с верхними преде лами измерений до 4·104 Па (до 4·103 кгс/м2).

3.2. Классы точности рабочих средств измерений – 0,06–4,0.

3.3. Соотношение погрешностей эталонных (образцовых) и рабочих средств измерений при одном и том же значении давления должно быть не более 1:3.

Государственный специальный эталон единицы давления для разно сти давлений ГЭТ 95-75 применяется в научно-исследовательском отделе государственных эталонов и научных исследований в области давления ФГУП «ВНИИМ им. Д.И.Менделеева».

4.4. Государственный специальный эталон единицы давления для абсолютных давлений в диапазоне 2,7·102-1300·102 Па Государственный специальный эталон единицы давления для абсо лютных давлений ГЭТ 101-76 так же, как и государственный первичный эталон единицы давления ГЭТ 23-79, основан на принципе неуплотненно го поршня.

Общий вид государственного специального эталона ГЭТ 101-76 пред ставлен на рисунке 8.1. Эталон ГЭТ 101-76 состоит из комплекса следую щих средств измерений:

двух грузопоршневых манометров абсолютного давления МАД- (№№ 1 и 2);

специальной аппаратуры для создания и поддержания измеряемых дав лений.

Грузопоршневой манометр МАД-5 состоит из измерительной части, основания и фотоэлектрического микроскопа.

Измерительная часть манометра смонтирована на стальной плите, ус тановленной на жестком основании, имеющем регулировочные ножки.

Рис. 4.5. Общий вид ГСЭ единицы давления ГЭТ 49- Чувствительный элемент прибора – поршневая пара с простым порш нем – вмонтирован в корпус, приваренный снизу к плате. Зазор между поршнем и цилиндром имеет порядок 10 мкм. Снизу цилиндр закрыт крышкой, имеющей штуцер для подвода измеряемого абсолютного давле ния. На верхнем торце поршня закреплены грузоприемная тарелка и шток, соединенный с неравноплечим рычагом. На плате установлена герметич ная крышка с окнами для визуального наблюдения за подвижными эле ментами манометра, образующая с платой вакуумную камеру над порш нем. Крышка снабжена четырьмя штуцерами, к которым герметично при креплены измерительные термопарные и ионизационные преобразователи вакуумметра. В вакуумной камере размещены: неравноплечий рычаг, гру зы и устройство для автоматического наложения их на грузоприемную та релку. Вес поршня с прикрепленными к нему деталями уравновешивает упомянутый рычаг с противовесом. Цилиндр поршневой пары снабжен термостатирующим кожухом, в котором циркулирует вода, подаваемая из термостата.

Система принудительного вращения в момент измерения отключает ся, и поршень с наложенными на него грузами вращается свободно.

Положение равновесия поршня определяют с помощью фотоэлектри ческого микроскопа.

Манометры принадлежат к измерительным устройствам компенсаци онного принципа действия и позволяют воспроизводить 10 фиксирован ных значений абсолютного давления.

Диапазон значения давления, воспроизводимых эталоном, составляет 2,7–130 кПа со средним квадратическим отклонением результата измере ний не превышающим 0,3 Па и неисключенной систематической погреш ностью не более 2 Па.

В соответствии с государственной поверочной схемой размер едини цы давления передается с помощью грузопоршневых, жидкостных и де формационных манометров абсолютного давления и барометров. Парк ра бочих средств измерений абсолютного давления составляет несколько миллионов экземпляров. Поверочная схема приведена в приложении №11.

Поверочная схема состоит из нескольких уровней:

4.4.1. Вторичные эталоны В качестве эталонов сравнения применяют переносные грузопоршне 1.1.

вые манометры абсолютного давления с диапазоном измерений 670·102–1300·102 Па.

Средние квадратические отклонения результата поверки эталонов 1.2.

сравнения не должны превышать 0,5 Па.

Эталоны сравнения применяют для передачи размера единицы рабо 1.3.

чим эталонам непосредственным сличением.

В качестве рабочих эталонов применяют грузопоршневые манометры 1.4.

абсолютного давления с диапазоном измерений 2,7·10 2–1300·102 Па (2–1000 мм рт. ст.) и ртутные барокамеры с диапазоном измерений 970·102–1050·102 Па (730–790 мм рт. ст.).

Средние квадратические отклонения результата поверки рабочих эта 1.5.

лонов не должны превышать 1,3 Па.

Рабочие эталоны применяют для поверки эталонных (образцовых) 1.6.

средств измерений 1-го разряда непосредственным сличением.

4.4.2. Эталонные (образцовые) средства измерений 2.1. Эталонные (образцовые) средства измерений 1-го разряда.

2.1.1. В качестве эталонных (образцовых) средств измерений 1-го разряда применяют грузопоршневые манометры абсолютного давления с диапазонами измерений 2,7·102–2900·102 Па (2–2200 мм рт. ст.), 2,7·102–1300·102 Па (2–1000 мм рт. ст.) и 1300·102–4000·102 Па (1000–3000 мм рт. ст.) и грузопоршневые барометры с диапазоном измерений 2,7·102–1040·102 Па (24–780 мм рт. ст.).

2.1.2. Пределы допускаемых абсолютных погрешностей, эталонных (образцовых) средств измерений 1-го разряда составляют от 6,7 до 40 Па в зависимости от типа средства измерений и диапазона изме рений.

2.1.3. Эталонные (образцовые) средства измерений 1-го разряда приме няют для поверки эталонных (образцовых) средств измерений 2 и 3-го разрядов и рабочих средств измерений высшей точности непо средственным сличением.

2.2. Эталонные (образцовые) средства измерений 2-го разряда.

2.2.1. В качестве эталонных (образцовых) средств измерений 2-го разряда применяют грузопоршневые манометры абсолютного давления с диапазонами измерений 670·102–1100·102 Па (500–825 мм рт. ст.), 2,7·102 –1300·102 Па (2–1000 мм рт. ст.) и 1300·102–4000·102 Па (1000 –3000 мм рт. ст.) и ртутные барометры с диапазоном измере ний 880·102–1090·102 Па (880–1090 мбар).

2.2.2. Пределы допускаемых абсолютных погрешностей эталонных (об разцовых) средств измерений 2-го разряда составляют от 20 до 80 Па в зависимости от типа средства измерений и диапазона изме рений.

2.2.3. Эталонные (образцовые) средства измерений 2-го разряда приме няют для поверки эталонных (образцовых) средств измерений 3-го разряда и рабочих средств измерений повышенной точности непо средственным сличением.

2.2.4. Соотношение пределов допускаемых абсолютных погрешностей эталонных (образцовых) средств измерений 1 и 2-го разрядов при одном и том же значении давления должно быть не более 1:1,5.

2.3. Эталонные (образцовые) средства измерений 3-го разряда.

2.3.1. В качестве эталонных (образцовых) средств измерений 3-го разряда применяют ртутные манометры абсолютного давления с диапазо ном измерений 2·102–1070·102 Па (2–1070 мбар), ртутные баромет ры с диапазоном измерений 570·102 –1070·102 Па (570–1070 мбар) и деформационные манометры абсолютного давления с диапазоном измерений 10·102–1080·102 Па (84–815 мм рт. ст.).

2.3.2. Пределы допускаемых абсолютных погрешностей эталонных (об разцовых) средств измерений 3-го разряда составляют от 30 до 80 Па в зависимости от типа средства измерений и диапазона изме рений.

2.3.3. Эталонные (образцовые) средства измерений 3-го разряда приме няют для поверки рабочих средств измерений непосредственным сличением.

2.3.4. Соотношение пределов допускаемых абсолютных погрешностей эталонных (образцовых) средств измерений 2 и 3-го разрядов при одном и том же значении давления должно быть не более 1:1,5 при поверке ртутных средств измерений и не более 1:4 при поверке де формационных средств намерений.

4.4.3. Рабочие средства измерений 3.1. В качестве рабочих средств измерений применяют деформационные барометры с диапазонами измерений 580·102–1090·102 Па (580– 1090 мбар) и 400·102–1090·102 Па (400–1090 мбар), ртутные измери тельные преобразователи атмосферного давления с диапазоном изме рений 680·102–1070·102 Па (680–1070 мбар), деформационные измери тельные преобразователи атмосферного давления с диапазонами из мерений 450·102–1050·102 Па (450–1050 мбар), 570·102–1090·102 Па (570–1090 мбар) и 5·102–1060·102 Па (5–1060 мбар), деформационные манометры абсолютного давления с диапазонами измерений 2,7·10 2– 4000·102 Па (2–3000 мм рт. ст.) и 200·102–1060·102 Па (150–800 мм рт. ст.), деформационные барометры и барографы с диапазоном изме рений 780·104–1060·102 Па (780–1060 мбар), ртутные барометры с диапазоном измерений 680·102–1070·102 Па (680–1070 мбар), дефор мационные микробарометры и микробарографы с диапазоном измере ний 400·102–1060·102 Па (400–1060 мбар), ртутные манометры абсо лютного давления с диапазоном измерений 1,3·102–1250·102 Па (1– 930 мм рт. ст.) и деформационные измерительные преобразователи абсолютного давления с диапазонами измерений 0–6000 Па (0– 600 кгс/м2) и 0–4000·102 Па (0–40000 кгс/м2).

3.2. Пределы допускаемых абсолютных погрешностей рабочих средств из мерений составляют от 26 до 10000 Па в зависимости от типа средства измерений и диапазона измерений.

3.3. Соотношение пределов допускаемых абсолютных погрешностей эта лонных (образцовых) и рабочих средств измерений при одном и том же давлении должно быть не более 1:1,5 при поверке ртутных средств измерений и не более 1:4 при поверке деформационных средств изме рений.

Государственный специальный эталон единицы давления ГЭТ 101- находится во ФГУП «ВНИИМ им. Д.И.Менделеева».

4.5. Государственный специальный эталон единицы давления в диапазоне измерений 2500·105-15000·105 Па Государственный специальный эталон единицы давления ГЭТ 43- создан во ВНИИФТРИ (1968-1973 гг.) и утвержден Госстандартом СССР в 1973 г.

В основу построения эталона положен метод неуплотненного поршня, позволяющий с высокой точностью задавать требуемое высокое избыточ ное давление. Эталон монтируется на генераторе гидростатического дав ления до 1600 МПа.

Государственный специальный эталон единицы давления состоит из комплекса следующих средств измерений:

комплект из трех грузопоршневых манометров с измерительным муль типликатором на интервалы (1000–6000)·105, (6000–10000)·105 и (10000– 15000)·105 Па с обозначениями Э-6;

Э-10 и Э-15 соответственно;

набор эталонных (образцовых) гирь 3-го разряда с номинальными мас сами от 5·10-5 до 0,5 кг;

набор специальных гирь с номинальными массами от 0,5 до 5 кг, опре деленными с погрешностью не более 1·10-5;

установка для создания и поддержания гидростатического давления;

компаратор давления.

Государственный специальный эталон обеспечивает воспроизведение единицы давления в диапазоне от 2500·105 до 15000·105 Па со средним квадратическим отклонением результата измерений (S0), не превышающим 4·10-5 при неисключенной систематической погрешности (0), не превы шающей 2·10-4. Для обеспечения воспроизведения единицы давления с указанной точностью должны соблюдаться правила хранения и примене ния эталона, утвержденные в установленном порядке Эталон ГЭТ 43-73 передает размер единицы давления в соответствии с государственной поверочной схемой, приведенной в приложении № 12.

Поверочная схема имеет следующие уровни:

4.5.1. Эталон-копия 1.1. Эталон-копия предназначен для передачи размера единицы давления эталонным (образцовым) манометрам с верхними пределами измере ний от 10000·105 до 25000·105 Па, а также в особых случаях для непо средственного измерения давления.

1.2. Передача размера единицы давления в диапазоне 2500·105 до 15000·105 Па эталону-копии осуществляется методом сличения при помощи компаратора давления.

1.3. Эталон-копия осуществлен в виде грузопоршневого манометра с изме рительным мультипликатором для диапазона от 1000·105 до 15000·105 Па.

1.4. Среднее квадратическое отклонение результата измерений эталоном копией не должно превышать 6·10-5 Па.

1.5. Передача размера единицы давления эталонным (образцовым) грузо поршневым манометрам осуществляется методом сличения при по мощи компаратора давления, эталонным (образцовым) манометрам сопротивления – методом непосредственного сличения.

4.5.2. Эталонные (образцовые) средства измерений 2.1. Эталонные (образцовые) средства измерений 1-го разряда.

2.1.1. К эталонным (образцовым) средствам измерений 1-го разряда отно сятся грузопоршневые манометры с верхними пределами измере ний 10000·105 Па (10000 кгс/см2) и 15000·105 Па (15000 кгс/см2) классов точности 0,1 и 0,2, грузопоршневые манометры с верхним пределом измерений 25000·105 Па (25000 кгс/см2) класса точности 0,2, манометры сопротивления с верхним пределом измерений 10000·105 Па (10000 кгс/см2) и 16000·105 Па (16000 кгс/см2) класса точности 0,2.

2.1.2. Эталонные (образцовые) манометры 1-го разряда применяют для поверки методом непосредственного сличения образцов маномет ров 2-го разряда (с экстраполяцией в необходимых случаях градуи ровочных кривых) и рабочих средств измерений (манометров со противления с верхними пределами измерений до 16000·105 Па (16000 кгс/см2) классов точности 0,4–1, деформационных маномет ров классов точности 1 и 1,5, манометров с верхним пределом из мерений 25000·105 Па (25000 кгс/см2) классов точности 0,6–1,5, ма нометров с верхним пределом измерений 40000·105 Па (40000 кгс/см2 классов точности 2–4), а также в обоснованных слу чаях для непосредственного измерения давления.

2.1.3. Класс точности грузопоршневых манометров и манометров сопро тивления определяет неизменный предел допускаемой относитель ной погрешности для значений давления от 10 до 100 % диапазона измерений, при значениях давления менее 10 % диапазона измере ний предел допускаемой абсолютной погрешности остается неиз менным.

2.2. Эталонные (образцовые) средства измерений 2-го разряда.

2.2.1. К эталонным (образцовым) средствам измерений 2-го разряда отно сятся манометры сопротивления с верхними пределами измерений 10000·105 Па (10000 кгс/см2) и 16000·105 Па (16000 кгс/см2) классов точности 0,4 и 0,6, манометры сопротивления с верхним пределом измерений 25000·105 Па (25000 кгс/см2) класса точности 0,6, мано метры сопротивления с верхним пределом измерений 40000·105 Па (40000 кгс/см2) класса точности 2.

2.2.2. Эталонные (образцовые) манометры 2-го разряда применяют для поверки методом непосредственного сличения рабочих средств из мерений (манометров сопротивления с верхними пределами изме рений до 16000·105 Па (16000 кгс/см2) классов точности ниже 1, деформационных манометров классов точности ниже 1,5, маномет ров с верхним пределом измерений 25000·105 Па (25000 кгс/см2) классов точности ниже 1,5 и манометров с верхним пределом изме рений 40000·105 Па (40000 кгс/см2 класса точности 6), а также в обоснованных случаях для непосредственного измерения давления.

2.2.3. Соотношение классов точности эталонных (образцовых) средств и 2-го разрядов должно быть не более 1:3.

4.5.3. Рабочие средства измерений 3.1. В качестве рабочих средств измерений применяются манометры со противления с верхними пределами измерений 10000·105 Па (10000 кгс/см2) и 16000·105 Па (16000 кгс/см2) классов точности 0,42,5, деформационные манометры с верхними пределами измере ний 10000·105 Па (10000 кгс/см2) классов точности 1–4, преобразова тели пневматические с силовой компенсацией с верхним пределом измерений 10000·105 Па (10000 кгс/см2) классов точности 1 и 1,5, пре образователи электрические с силовой компенсацией с верхним пре делом измерений 10000·105 Па (10000 кгс/см2) классов точности 1 и 1,5, манометры сопротивления с верхним пределом измерений 25000·105 Па (25000 кгс/см2) классов точности 0,6–2,5;

манометры со противления с верхним пределом измерений 40000·105 Па (40000 кгс/см2) классов точности 2–6.

3.2. Класс точности деформационных манометров определяется пределом допускаемой погрешности измерения, выраженной в процентах от верхнего предела измерения.

3.3. Соотношение классов точности эталонных (образцовых) средств изме рений 2-го разряда и рабочих средств измерений должно быть не бо лее 1:4 для деформационных манометров и не более 1:3 для маномет ров сопротивления.

3.4. В обоснованных случаях допускается поверка рабочих средств изме рений по эталонным (образцовым) средствам измерений 1-го разряда.

3.5. В обоснованных случаях эталонным (образцовым) средствам измере ний настоящей поверочной схемы допускается поверка рабочих при боров с верхними пределами измерении 4000·105 Па (4000 кгс/см2) и 6000·105 Па (6000 кгс/см2) в диапазоне выше 1000·105 Па (1000 кгс/см2).

Область применения эталона:

Обработка металлов давлением.

Синтез материалов в химической промышленности.

Изучение газодинамических процессов при высоких давлениях.

Государственный специальный эталон единицы давления ГЭТ 43- применяется в лаборатории давления ФГУП «ВНИИФТРИ».

4.6. Государственный первичный эталон единицы плотности По определению плотность это масса вещества, отнесенная к зани маемому им объему. Она, проявляясь как макрофизическая величина, от ражает микроструктуру веществ и материалов и определяет их качествен ные показатели. Например, качество нефти прямо связано с ее плотностью:

чем меньше плотность нефти, тем больше в ней легких фракций и тем вы ше считается ее качество.

С другой стороны плотность используется при определении количест ва веществ и продуктов. Как правило, количество газообразных и жидких веществ и продуктов оценивают в единицах объема с учетом их плотности, например, при коммерческом учете природного газа, нефти и нефтепро дуктов. При громадных объемах добычи и транспортировки точность из мерений плотности играет заметную роль при пересчете количества энер гоносителей в единицах массы.

Точность измерений плотности определяет успех при решении ряда задач фундаментальной науки. Например, в области физики твердого тела при исследованиях по уточнению постоянной Авогадро одним из главных условий решения этой задачи, было повышение точности измерений плот ности монокристалла кремния.

Диапазон плотностей веществ и сред, существующих в природе, очень широк, от 10 21 кг/м3 для межзвездной среды до 10 20 кг/м3 для нейтронных звезд. На Земле человек сталкивается с более узким диапазоном: от 0, кг/м3 для газов и до 23 10 3 кг/м3 – для металлов платиновой группы. На практике сложилось так, что наиболее востребованной промышленностью и сельским хозяйством была область жидкостей в диапазоне от 650 до кг/м3. Парк рабочих средств измерений плотности в стране насчитывает около 2,5 млн. штук. Большинство из них используются в сфере Государст венного надзора, и они должны быть обеспечены методами и средствами поверки.

Именно для этого диапазона впервые была создана государственная поверочная схема (ГПС) и государственный первичный эталон (ГПЭ) еди ницы плотности ГЭТ 18-71. ГПЭ стоит во главе ГПС для средств измере ний плотности, которая регламентирует методы передачи размера единицы плотности и погрешности образцовых и рабочих ареометров и денсимет ров различного назначения.

На ГПЭ реализован метод воспроизведения единицы плотности, осно ванный на использовании плотности дважды дистиллированной воды и прямых измерениях массы твердого тела в воздухе и воде, входящих в уравнение измерений. Погрешность метода определяется погрешностью определения плотности воды и погрешностью взвешивания. Относитель ная погрешность определения плотности воды определяется нестабильно стью ее изотопного состава и составляет около 2 10 6. Для воспроизведе ния единицы плотности служит набор эталонных стеклянных поплавков и сфера из ситалла квази - правильной геометрической формы.

В качестве средства передачи размера единицы плотности, в состав эталона входит установка для гидростатического взвешивания. Аттестация эталонных поплавков и эталонной сферы была проведена в специально приготовленной по ГОСТ 6709 дважды дистиллированной воде. Значения объема поплавков и шара были получены методом гидростатического взвешивания.

Масса стеклянных поплавков и сферы была измерена на эталонных весах методом точных взвешиваний, а объем измерен методом гидростати ческого взвешивания.

Включение в состав ГПЭ эталонной сферы из ситалла с минимальным температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР) позволяет иметь возимый эталон сравнения, обеспечивающий возможность его уча стия в международных сличениях c учетом того, что характеристики эта лонной сферы соответствуют лучшим зарубежным аналогам. Основные ее характеристики приведены в таблице 4.1.

Таблица 4. Основные характеристики эталонной сферы Масса, Объем, Ср. диа- Несферич- ТКЛР, о - кг м метр, ность С м 0,948 893 02 0,386 756 1 9,03954.10-2 2.10-5 1.10- Эталон выполнен в виде комплекса аппаратуры: эталонного поплавка из химически стойкого стекла цилиндрической формы, заполненного в нижней части стальной дробью, и с крючком в верхней его части для под вешивания к весам;

эталонной сферы из ситалла;

электромеханического подъемного устройства для снятия и установки эталонной сферы на весах;

системы двухступенчатого термостатирования на основе двух жидкостных циркуляционных термостатов модели U15;

измерительного цилиндра с дистиллированной водой, в который помещаются подвешенные к весам эталонные меры плотности;

эталонных весов 1-го класса модели XP– с нижним подвесом для подвешивания к ним эталонных мер плотности.

Двухступенчатая система термостатирования обеспечивает стабиль ность температуры воды в измерительном цилиндре с погрешностью не более 0,005оС за время измерения, что соответствует относительному изменению плотности воды 1 10 7. При этом перепад температуры в термостатах 1-й и 2-й ступенях должен быть не менее 5оС. Время выхода установки на рабочий режим составляет не менее четырех часов. Измере ния температуры воды в измерительном цилиндре осуществляется ртут ным термометром с ценой деления 0,01оС.

Единица плотности воспроизводится с помощью эталонного поплавка на основании прямых многократных измерений его массы и «кажущейся массы» в воде, входящих в уравнение измерений:

m Wt, m mW где – плотность эталонного поплавка;

Wt – плотность воды при темпе ратуре t ;

m – масса поплавка;

mW – результат измерений массы поплавка в воде – «кажущаяся масса» поплавка в воде.

Значение плотности воды Wt берут из таблиц ГСССД 2-89 в зависи мости от ее температуры.

Значения массы поплавка определяют на электронных лабораторных весах класса точности 1 по ГОСТ 24104-88, а значение «кажущейся массы»

поплавка в воде – на эталонных гидростатических весах, входящих в со став эталона по формулам:

m C X eV, для электронных весов:

mW C mГ X, для механических весов:

e C, Г где m Г – масса гирь, уравновешивающая массу эталонного поплавка;

e – плотность воздуха;

X – показания электронных весов;

X – разность по казаний механических весов при взвешивании эталонной меры и эталон ных гирь;

V – значение объема эталонной меры плотности;

Г – плот ность материала гирь.

Плотность воздуха определяют методом косвенных измерений по ре зультатам прямых измерений атмосферного давления, температуры и уп ругости водяных паров по формуле:

( H 3 h) E0 e, (1 t ) 1013, где E0 – плотность сухого воздуха при температуре 0 оС и атмосферном давлении 1013,33 ГПа;

t – температура окружающего воздуха;

– коэф фициент температурного объемного расширения воздуха;

H – атмосфер ное давление в ГПа;

h – упругость водяных паров в ГПа. Здесь E0 0,00129305 г/см 3 и 0,00367 1/оС.

4.6.1. Эталонные средства измерений В соответствии с ГПС размер единицы плотности передается РСИ (рабочим средствам измерений от ГПЭ через вторичные (ВЭ) и рабочие эталоны 1-го разряда (приложение №13).

В качестве вторичных эталонов применяют наборы тел цилиндриче ской формы, изготовленные из монокристалла кремния, или наборы стек лянных поплавков в диапазоне измерений от 650 до 2000 кг/м3.

Размер единицы от ГПЭ и вторичных эталонов передается методом сличения при помощи компаратора рабочим эталонам 1-го разряда: эта лонным ареометрам различного назначения, эталонным плотномерам и эталонным стандартным образцам. Размер единицы передается методом косвенных измерений эталонным пикнометрам для газов, жидкостей и твердых тел от вторичных эталонов единицы плотности и от эталонных ве сов и гирь, заимствованных из поверочной схемы для средств измерений массы.

Парк рабочих средств измерений плотности в стране насчитывает около 2,5 млн. штук. Большинство из них используются в сфере Государ ственного надзора, и они должны быть обеспечены методами и средства ми поверки.

Диапазон измерений плотности, перекрываемый ГПС, лежит в преде лах от 0,5 до 23000 кг/м3, охватывая газы, жидкости и твердые тела. По грешность РСИ плотности также меняется в широких пределах: от 1.10-3 до 20 кг/м3. Поверочная схема охватывает не только существующий в на стоящее время парк РСИ плотности, но и учитывает перспективы его раз вития. В нее включены автоматические плотномеры жидкости и газов, стандартные образцы плотности жидкости.

Таким образом, единство измерений плотности в стране обеспечива ется государственным эталоном. Способы и средства передачи размера единицы регламентированы государственной поверочной схемой (прило жение №13) и следующими нормативными документами:

ГСССД 2-89 «Вода, плотность при атмосферном давлении и температу рах 0…100 оС»;

ГОСТ 6709- 72 «Вода дистиллированная. Технические условия»;

ГОСТ 22524-77 «Пикнометры стеклянные. Технические условия»;

ГОСТ 3900-85 «Нефть и нефтепродукты. Методы определения плотно сти»;

МИ 2153-91 «ГСИ. Рекомендация. Плотность нефти при учетно расчетных операциях. Методика выполнения измерений ареометром»;

МИ 2326-95 «ГСИ. Датчики плотности жидкости вибрационные поточ ные фирмы Шлюмберже. Методика поверки».

Рис. 4.8. Датчик плотности жидкости вибрационной поточной фирмы Шлюмберже.

Принцип действия ВЭ основан на измерениях плотности жидкости компаратора – (далее-поверочная жидкость) методом гидростатического взвешивания. Плотность жидкости определяют на основе результата взве шивания полностью погружнной в жидкость эталонной меры плотности, с известными массой и объмом. Результат взвешивания входит в формулу расчта плотности жидкости:

пж = (Мп –Рпж)/Vп, кг/м3, где пж – плотность поверочной жидкости, кг/м3;

Рпж – результат взвеши вания эталонной меры плотности в поверочной жидкости, кг;

Мп – масса эталонной меры плотности2, кг;

Vп – объм эталонной меры плотности3 при 20С, м3.

Поверка рабочих эталонов 1-го разряда всех типов на ВЭ осуществля ется в одной поверочной жидкости методом гидростатического взвешива ния, с установкой уровня Меры плотности выполнены в виде герметичных полых тел из хими чески стойкого стекла, заполнены в нижней части металлической дробью и имеют в верхней части крюк для крепления к подвесу. Подвес изготовлен из тонкой проволоки, имеет крючки на концах. Материал проволоки и крючков – нержавеющая сталь. Верхний крючок подвеса крепится к удли нителю, изготовленному из металлической цепочки, который крепится не посредственно к нижнему крючку грузопримной чашки весов;

Внутренняя и внешняя термостатные ванны изготовлены из прозрач ного стекла. Внутренняя ванна помещается во внешнюю термостатную ванну с дистиллированной водой и заполняется поверочной жидкостью. В Приведены в сертификате на эталонную меру плотности.

Приведены в сертификате на эталонную меру плотности.

поверочную жидкость погружаются подвешенные к весам меры плотности из состава ВЭ и поверяемые рабочие эталоны 1-го разряда;

Система термостатирования представляет собой жидкостной цирку ляционный термостат, посредством гибких трубопроводов подключнный к внешней термостатной ванне. Система термостатирования обеспечивает поддержание температуры поверочной жидкости 20С во внутренней ван не с погрешностью не более ± 0,02С, что соответствует относительному изменению плотности жидкости не более чем ± 1,710-5 г/см3. Время выхо да установки на рабочий режим составляет не менее трех часов. Измерения температуры жидкости во внутренней ванне осуществляется с помощью ртутного термометра с ценой деления 0,01С;

Электромеханическое подъемное устройство обеспечивает точное подведение уровня поверочной жидкости к отметкам шкал поверяемых ареометров посредством подъма или погружения в цилиндр с поверочной жидкостью вытеснителя цилиндрической формы, изготовленного из хими чески стойкого стекла;

Эталонные весы, класс точности 1 по ГОСТ 24104-2001, модели XP– 504, с диапазоном измерений до 0,51 кг, снабжнных нижним подвесом для крепления эталонных мер плотности и поверяемых ареометров.

В качестве поверочной жидкости используется спирт этиловый рек тифицированный высшей очистки по ГОСТ 5962-51 или ГОСТ 18300-87 с номинальным значением плотности жидкости 807,480 кг/м3 при 20С.

4.6.2. Рабочие средства измерений Основная масса рабочих средств измерений плотности жидкости представлена ареометрами. Форма ареометров, их типы и цена деления шкалы установлены ГОСТ 18481-81. Среди автоматических СИ плотности наибольшее распространение в лабораторной практике таких отраслей промышленности, как нефтехимическая, пищевая, фармацевтическая и ряде других получили вибрационные плотномеры.

Принцип действия плотномеров основан на измерении частоты коле баний U-образной измерительной трубки, вызываемых электромагнитным генератором. Под воздействием возбуждающего поля пустая измеритель ная трубка колеблется с собственной частотой, а при заполнении трубки исследуемым веществом частота колебаний изменяется в зависимости от массы (плотности) исследуемого вещества. Для исключения влияния тем пературы на результат измерения измерительная трубка термостатирована.

Частота собственных колебаний трубки зависит от ее конструктивных особенностей и определяется в процессе калибровки при заполнении ее веществом с известной плотностью. Калибровка плотномеров производит ся по результатам измерения частоты колебания измерительной трубки на двух стандартных веществах – сухой воздух и бидистиллированная дега зированная вода. Результаты калибровки сохраняются в памяти прибора до следующей калибровки.

Преимуществом таких приборов является хорошая воспроизводи мость результата измерений и маленький объем пробы жидкости (до 3 мл), подлежащей тестированию.

4.7. Государственный первичный эталон единицы кинематической вязкости Вязкость является важнейшим свойством текучих сред, определяю щим их качество, возможность переработки и транспортирования.

Измерения вязкости осуществляются во многих отраслях промыш ленности для управления технологическими процессами, в которых вяз кость является одним из контролируемых параметров конечного продукта, а также при исследованиях новых материалов. В России эксплуатируются десятки миллионов средств измерения вязкости.

Номенклатура средств измерений вязкости очень разнообразна. Это капиллярные вискозиметры, применяемые в лабораториях контроля каче ства продукции, ротационные лабораторные и поточные приборы, шари ковые и колебательные, используемые для контроля вязкости в потоках транспортируемой по трубопроводам жидкости.

Диапазоны вязкости указанных приборов лежат в пределах от 1,0 до 1·10 мПа·с и более.

Единство измерений вязкости в России осуществляется в соответст вии с поверочной схемой, регламентируемой МГОСТ 8.025 и международ ным документом МОЗМ МД 17 (приложение №14).

Во главе поверочной схемы стоит государственный первичный эталон единицы кинематической вязкости, от которого размер единицы вязкости передается рабочим эталонам и от них рабочим средствам измерения вяз кости.

Государственный первичный эталон единицы кинематической вязко сти (ГЭТ 17-96) создан на основе капиллярного метода измерения вязко сти, реализуемого набором капиллярных вискозиметров с висячим уров нем (рис.2) и воспроизводит единицу кинематической вязкости в диапазо не от 1,0 до 105 мм2/с со средним квадратическим отклонением (СКО) ре зультата измерений, не превышающим 1,5·10-4 и неисключенной система тической погрешностью (НСП), не превышающей 2·10 -3.

Состав ГПЭ единицы кинематической вязкости:

эталонная установка ТОВ-1, предназначенная для измерения и поддер жания температуры жидкости в эталонных вискозиметрах;

набор из 30 штук эталонных стеклянных капиллярных вискозиметров, упакованных в 5 футляров;

аппаратура для измерения времени течения жидкости в капиллярных вискозиметрах, секундомеры-таймеры типа СТЦ-2.

Принцип действия эталона основан на измерении времени течения определенного объема жидкости через капилляр вискозиметра.

Рис. 4.9. Капиллярный вискозиметр.

Для капиллярного вискозиметра имеет место следующая зависимость между вязкостью, размерами прибора и временем течения жидкости:

r4 g H m V e (1 ), (4.2) 8V L nr 8 ( L nr) где кинематическая вязкость жидкости, мм2/с;

H – разность уровней жидкости в коленах вискозиметра, мм;

r –радиус капилляра, мм;

V – объем измерительного резервуара, мм3;

L – длина капилляра, мм;

– время исте чения жидкости из измерительного резервуара, с;

g – ускорение свободно го падения, мм/с2;

3,14 – безразмерный коэффициент;

m – безразмер ный коэффициент, учитывающий «поправку на потерю жидкостью кине тической энергии»;

n – поправка Куэтта.

Если все неизменные величины для данного прибора обозначить через «С» и «В» то формулу (4.2) можно представить в следующем виде:

e B С (1 ), где r4 g H С=, 8V ( L nr) m B=. (4.3) 8 ( L nr) Постоянную В вычисляют из выражения (4.3), а постоянную С нахо дят экспериментально, пользуясь жидкостью с известной вязкостью.

Второй член в уравнении (4.2) определяется изменением кинетиче ской энергии жидкости во время течения по капилляру и составляет ма ленькую величину по сравнению с первым членом.

Строго говоря, второй член уравнения (4.2) не является постоянной величиной, т.к. множитель m, входящий в выражение для В, изменяется с увеличением числа Рейнольдса (Re). Величина m= 0,58, была выбрана из критериального соотношения:

m = 0,37 (Re)0,5, где d U Re =, d – Диаметр капилляра, U – средняя скорость течения, кинематическая вязкость жидкости.

Влияние второго члена в выражении (11.1) на результат измерения вязкости минимальное при условии В 0,0005. Это соотношение позволяет выбрать геометрические параметры приборов.

В таблице 4.2 приведены конструктивные параметры эталонных вис козиметров, рассчитанные, исходя из приведенных выше рассуждений.

Таблица 4. Конструктивные параметры эталонных вискозиметров № Диаметр ка- Объем измеритель- Постоян- Диапазон вязко груп- пилляра, мм ного резервуара, ная сти, 3 мм пы мм В, мм 1 0,33 2 0,09 0,4- 2 0,43 3 0,12 2- 3 0,59 3 0,12 6- 4 0.87 3 0,21 20- 5 1,18 5 0,21 60- 6 1,68 7 200- 7 2,28 7 600- 8 3,28 10 2000- 9 4,44 10 6000- 10 6,43 15 20000- Достижение высокой точности воспроизведения времени течения жидкости по капилляру вискозиметра обусловлено применением автома тической системы слежения за положением мениска жидкости, а также расположением эталонных приборов в термостатной ванне.

Метрологические характеристики и степень эквивалентности ГПЭ единицы кинематической вязкости подтверждены международными сли чениями, проведенными по Программе сличений Консультативного Коми тета по Массе и связанных с ней величин (ССМ) Международного Бюро Мер и Весов (МБМВ), расположенного в Севре под Парижем.

4.7.1. Рабочие эталоны Размер единицы кинематической вязкости от эталона ГЭТ 17–96 в со ответствии с поверочной схемой ГОСТ 8.025 передается Рабочему эталону первого разряда. Это тоже капиллярные стеклянные вискозиметры (набор из 9 штук). Конструктивные параметры вискозиметров Рабочего эталона 1 го разряда приведены в таблице 4.3.

Таблица 4. Конструктивные параметры вискозиметров Рабочего эталона 1-го разряда № Диаметр ка- Объем измеритель- Постоян- Диапазон вязко груп- пилляра, мм ного резервуара, ная сти, 3 мм пы мм С, мм 0,33±0, 1 2 0,0017 0,4-3. 0,48±0, 2 3 0,005 1- 0,65±0, 3 3 0,017 3,4- 0.97±0, 4 5 0,05 10- 1,33±0, 5 5 0,17 34- 1,88±0, 6 7 0,5 100- 2,55±0, 7 7 1,7 340- 4,15±0, 8 15 5,0 1000- 5,50±0, 9 15 17,0 3400- Вискозиметры первичного и рабочего эталона являются приборами капиллярного типа с висячим уровнем. Отличаются по геометрическим размерам капилляра и объема измерительного шарика, кроме того длина капилляра у первичного эталона составляет 550 мм, у рабочего эталона 1 разряда – 300 мм, Большая длина капилляра первичного эталона позволяет минимизи ровать влияние эффектов, обусловленных потерей жидкостью кинетиче ской энергии при течении по капилляру. Неопределенность измерений вязкости с помощью Рабочего эталона 1-го разряда составляет 0,1%.

Рабочие эталоны 1-го разряда применяются для аттестации государст венных стандартных образцов (ГСО) вязкости жидкостей, являющихся в соответствии с поверочной схемой Рабочими эталонами 2-го разряда.

Аттестованное значение ГСО вязкости жидкости определено с по грешностью 0,2%.

Рабочие эталоны 2-го разряда применяют для калибровки и поверки рабочих средств измерений (РСИ) вязкости.

4.7.2. Рабочие средства измерений Методы измерений вязкости достаточно разнообразны. Их можно разделить на две группы: дающие результат измерения в условных едини цах и абсолютные, позволяющие выразить вязкость в единицах длины, массы и времени. Сначала появились приборы для обеспечения первой группы методов измерения. Принцип действия условных вискозиметров заключается в измерении времени вытекания жидкости через сопло ворон ки определенного диаметра. В России распространены приборы типа ВУ (Энглера) и типа ВЗ. Главная причина, по которой эти приборы еще изго тавливаются, – простота устройства и применения. Однако они пригодны лишь для грубых сравнительных измерений.

Методы измерения вязкости, позволяющие выразить результат изме рения в трех основных единицах, базируются на решенных задачах гидро механики о течении вязкой жидкости, ограниченной твердой стенкой. Эти методы могут быть разделены на два: для приборов, с установившемся и не установившемся течением.

К первому могут быть отнесены:

1. Капиллярный метод – течение жидкости в круглой трубе;

2. Ротационный метод – течение жидкости между двумя соосными (вра щающимися) цилиндрами, конусами или сферами;

3. Метод падающего шара – движение шара в жидкости;

4. Метод параллельных неподвижных или перемещающихся пластин.

Методы, основанные на теории неустановившегося течения жидкости, сводятся к измерениям параметров колебательных процессов. Наиболее востребованный из них – вибрационный, основанный на измерении зату ханий колебаний зонда в жидкости.

Подавляющее большинство измерений вязкости производят в настоя щее время с помощью капиллярных вискозиметров свободного течения жидкости. Технические требования к характеристикам капиллярных вис козиметров и методы их испытаний изложены в ГОСТ 10028 и ИСО 3105.

Поверка и калибровка вискозиметров осуществляется в соответствии с МИ 265.

Второе место после капиллярных по частоте их применения получили вискозиметры, с помощью которых определяют вязкость по известным за конам течения жидкости в кольцевом зазоре между соосными цилиндрами.

Из гидромеханики известен следующий закон для установившегося тече ния жидкости:

4L( w) R 2 r М, R2 r где М – момент, действующий на цилиндры на определенном отрезке дли ны L;


R и r – радиусы наружного и внутреннего цилиндров;

– угловая скорость вращения наружного цилиндра;

w – угловая скорость вращения внутреннего цилиндра;

– динамическая вязкость жидкости.

Конструктивно ротационные вискозиметры очень разнообразны. Их изготавливают с неподвижным наружным ( 0 ) или неподвижным внутренним цилиндром (w = 0). Имеются десятки способов измерения кру тящего момента и методов исключения влияния концевых эффектов. По грешности ротационных вискозиметров лежат в диапазоне (1–5)% в зави симости от исполнения и метода калибровки.

Принцип работы вискозиметров с падающим шаром основан на при менении закона Стокса. Для очень малой скорости движения шара в вязкой среде Стокс вывел зависимость между силой F, действующей на шар, вяз костью среды и скоростью движения шара v:

F 6 rш v (4.4) где rш – радиус шара.

Метод Стокса получил развитие в основном для случая, когда шар движется под действием силы тяжести. Сила F тогда может быть подсчи тана как разность между силой веса и архимедовой силой. В этом случае, если в формуле (4.4) заменить F на: 4 / 3 rш g ( ш ж ), где ш и ж – плотность материала шара и жидкости.

Наибольшее распространение для измерений вязкости, основанных на применении закона Стокса, во всем мире получили вискозиметры типа Гепплера. В этом вискозиметре предусмотрен наклон трубки, чтобы вме сто трудно осуществимого движения шара по оси трубки он скользил бы по ее стенке. Прибор снабжается шариками разного диаметра, что позво ляет измерять вязкость жидкости в диапазоне 1–8·105 мПа·с.

Для вискозиметра Гепплера существует следующая зависимость меж ду вязкостью и временем движения шара между кольцевыми рисками на трубке вискозиметра.

K (ш ж ) t, где К – коэффициент, определяемый для каждого шара экспериментально по жидкостям, вязкость которых измерена с помощью рабочих эталонов.

Относительная погрешность измерения вязкости жидкости методом падающего шара не превышает 1,0%.

Рассмотренные выше приборы – капиллярные, с соосными цилиндра ми и с падающим шаром – являются лабораторными. Измерение вязкости на них (вместе с подготовкой прибора) занимает целый рабочий день. В настоящее время для автоматизации производства различных жидких и полужидких материалов применяют вискозиметры непрерывного дейст вия, позволяющие следить за качеством продукции на различных этапах ее приготовления.

Разработкой методов и средств метрологического обеспечения виско зиметров непрерывного действия (поточных), представляющих собой дос таточно сложную задачу, занимается ФГУП «ВНИИМ им.Д.И. Менделее ва».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Эталонная база России является, с одной стороны, самостоятель ной и независимой, а с другой стороны, адаптированной в европейскую и мировую системы обеспечения единства измерений. Результаты сличений ГЭ России с лучшими зарубежными эталонами подтверждают их высокую точность и правильность воспроизведения единиц и позволяют утвер ждать, что, несмотря на имеющиеся в стране трудности, эталонная база России остается одной из самых развитых в мире.

Основными направлениями развития эталонной базы России в на стоящее время являются [32]:

- оптимизация эталонной базы по составу и структуре;

- создание системы взаимосвязанных эталонов, в том числе «естест венных», основанных на фундаментальных физических константах и ста бильных физических исследованиях в области воспроизведения основных и важнейших производных единиц;

- создание систем эталонов, в которых разумно сочетаются централи зованное и децентрализованное воспроизведение единиц;

- поиск, исследование и внедрение новых физических явлений и тех нологий, способных обеспечить научный прорыв при создании эталонов;

- разработка предельных по точности методов и средств измерений эталонного значения.

Эти направления конкретизированы в научно-технической про грамме «Эталоны России». Главная цель программы – создание новых и совершенствование существующих ГЭ в таких важнейших областях науки и техники, как механика, электромагнетизм, термодинамика, оптика, хи мия, ядерная физика и др.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Афанасьев С.Н., Казаков В.Г., Рыжов В.А., Супрунюк В.В. Оценка по грешности вторичного эталона единицы давления для области абсо лютных давлений в диапазоне 1 103 1 103 Па // Измерительная тех ника. – 1984. – № 9. – С. 32–34.

2. Белкин И.М., Виноградов Г.В., Леонов А.И. Ротационные приборы.

Измерение вязкости и физико-механических характеристик материа лов. М.: Машиностроение, 1968. – 272 с.

3. Гаузнер С.И. и др. Измерения массы, объема, плотности. М.: Изд-во стандартов, 1982. – 526 с.

4. Гуляев М.А., Ерюхин А.В. Измерение вакуума. М.: Изд-во стандартов, 1967. – С. 39–44.

5. Горобей В.Н. Государственный первичный эталон единицы давления для области постоянных избыточных давлений // Измерительная техни ка. – 2008. – №4. – С. 3–5.

6. Горобей В.Н. Государственный специальный эталон единицы давления для разности давлений // Измерительная техника. – 2002. – №6. – С.3–4.

7. Горобей В.Н. Государственные эталоны единицы давления. Современ ное состояние и перспективы развития // Х Международный научно технический семинар «Разработка, производство, применение и метро логическое обеспечение средств измерений давления и вакуума», ВНИИМ им. Д.И.Менделеева, С.-Петербург, ноябрь 2006 г. – С. 8-13.

8. Горобей В.Н., Киселев Ю.А. Метрологические исследования нацио нального первичного эталона единицы давления – паскаля // Измери тельная техника. – 1995. – №3. – С. 41–42.

9. Горобей В.Н. и др. Микроманометр. Авторское свидетельство № 1571445 // Б.И. – 1990. – №22.

10. Горобей В.Н., Киселев Ю.А. Сличения национальных эталонов едини цы давления в диапазоне 0,2–3 МПа с эталоном СЭВ 13-87 // Измери тельная техника. – 1990. – №1. – С. 67–69.

11. Горобей В.Н., Киселев Ю.А. Устройство для поверки поршневых сис тем грузопоршневых манометров. Авторское свидетельство № // Б.И. – 1991. – №16.

12. ГОСТ 8.021-2005 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений массы. М.: Стандартинформ, 2006.

13. Государственные эталоны России. Каталог. М.: Андреевский флаг, 2000. – 184 с.

14. Домостроева Н.Г. Результаты международных сличений образцов вяз кости // Метрология. – 1998. – №. 3.

15.Домостроева Н.Г. Сборник «Измерение массы, плотности, вязкости».

М.: Изд-во стандартов. – 1998. – 140 с.

16. Ерюхин А.В. Государственный специальный эталон единицы давления для области абсолютных давлений в диапазоне от 1 103 1 103 Па // Измерительная техника. – 1975. – № 4. – С. 43–45.

17. Жоховский М.К. Теория и расчет приборов с неуплотненным порш нем. М.: Изд-во стандартов, 1980 г. – 312 с.

18. Захаренко Ю.Г. и др. Новый государственный первичный эталон еди ницы длины – метра // Сборник научных трудов. НПО «ВНИИМ им.

Менделеева». – Л., 1986. – C. 4–10.

19. Захаренко Ю.Г., Кононова Н.А. Современное состояние воспроизведе ния единицы длины – метра // Научный журнал «Приборы». – 2007. – №8. – C. 53–55.

20. Иванов В.А., Марусина М.Я., Ткалич В.Л. Прикладная метрология:

Учебное пособие. – СПб.: СПбГИТМО(ТУ), 2003. – 104 с.

21. Казаков В.А., Афанасьев С.Н., Кукушкин В.А., Рыжов В.А., Супрунюк В.В. Оценка чувствительности мембранно-емкостного манометра // Измерительная техника. – 1986. – № 1. – С. 7–8.

22. Казаков В.Г., Кукушкин В.А., Рыжов В.А. Расчет погрешности мем бранно-емкостных манометров с электростатической автокомпенсаци ей // Измерительная техника. – 1983 г. – № 4. – С. 58–59.

23. Каменских Ю.И., Снегов В.С. Современное состояние Государствен ного первичного эталона единицы массы // Измерительная техника. – 2009. – № 6. – C.27–29.

24. Кессельман С.М. Задатчик давления «Воздух». Путь к точности // За конодательная и прикладная метрология. – 1993. – №4. – С. 25–26.

25. Кожихова Ж.Г. и др. Государственный первичный эталон единицы плотности жидкости // Измерительная техника. – 1972. – № 8. – C. 15– 19.

26. Кукушкин ВА., Рыжов В.А. Повышение верхнего предела измерения мембранно-емкостного манометра // Исследования в области механиче ских измерений. Труды метролог. институтов СССР. – 1978. –Вып. (283). – С. 36–38.

27. Марусина М.Я. Оптимизация измерительных преобразований на осно ве теоретико-группового анализа // Изв. вузов. Приборостроение. – 2005. Т. 48, № 3. – С. 27-31.

28. Марусина М.Я., Флегонтов А.В. Приложения теории размерностей и теории групп в механике // Научное приборостроение. – 2005. Т. 15, № 1. – С. 94-99.

29. Марусина М.Я., Ткалич В.Л., Воронцов Е.А., Скалецкая Н.Д. «Основы метрологии, стандартизации и сертификации». Учебное пособие. – СПб.: СПбГУ ИТМО, 2009. – 164 с.

30. Полухин Г.И. и др. Государственный специальный эталон и общесо юзная поверочная схема для средств измерений разности давлений до 4 104 Па // Измерительная техника. – 1976. – №9. – С. 5–7.

31. Полухин Г.И., Цвелик В.А. Государственный специальный эталон и общесоюзная поверочная схема для средств измерений абсолютного давления в диапазоне 2,7 102 4000 102 Па // Измерительная техника.

– 1977. – № 6. – С. 5–6.

32. Российская метрологическая энциклопедия / Под ред. д.т.н., проф.

Тарбеева Ю.В. – СПб.: «Лики России», 2001. – 840 с.

33. Российская метрологическая энциклопедия / Под ред. д.т.н., проф.

Тарбеева Ю.В. – СПб.: «Лики России», 2001. – С. 208–326.

34. Рыжов В.А. Влияние температуры на показания мембранно емкостного манометра // Измерительная техника. – 1972. – № 9. – С.

84–85.

35. Рыжов В.А. К вопросу о метрологическом обеспечении в области ва куумметрии // Метролог. служба в СССР. Н-т реферативный сборник. – М., 1989. – Вып. 3. – С. 16–20.

36. Степанов Л.П. Измерение вязкости жидкостей. М.: изд-во, 1966. – с.

37. Фридман А.Э. Основы метрологии. Современный курс. СПб: НПО «Профессионал», 2008 г. – 284 с.

38. Шатенштейн А.И. и др. Изотопный анализ воды. М.: Изд-во АН СССР, 1957. – 236 с.


39. Alexandrov V.S., Gorobey V.N. et al. Improvement of the russia's state pressure standard for the range of pressure difference and the results of its comparisons with the national pressure standard of Germany // International Сonference INA EM, St.Petersburg, May 25–28, 1997. – P. 146–147.

40. Flegontov A.V., Marusina M.J., The Comparison Method of Physical Quan tity Dimensionalities // Proc. of the 11th International Workshop, CASC 2009 Computer Algebra in Scientific Computing – Springer-Verlag Ber lin Heidelberg 2009, p. 81-88.

41. Gorobey V.N. et al. Comparison of the national pressure standards of Russia (VNIIM), Germany (PTB) and Slovakia (SMU) in the pressure range 0,2 MPa to 3 MPa. CООМЕТ Project №115/RU/95. 3rd ССМ International Сonference, Torino, Italy 3-7 may, 1999.

42. Gorobey V.N. et al. Comparison of the national pressure standards of the Russian Federation (VNIIM), Germany (PTB) and Slovakia (CMU) in the pressure range 1 MPa to 3 MPa // Metrologia. – 1999. – Vol. 36. – №6. – P.

651–655.

43.International Recommendation OIML R 111 Weights of classes E1, E2, F1, F2, M1, M1–2, M2, M2–3 and M3. INTERNATIONAL ORGANIZATION OF LEGAL METROLOGY, 2004.

44.International Recommendation OIML R 111 Weights of classes Е1, Е2 F1, F2, M1, M1–2, M2, M2–3 and М3. Part 1: Metrological and technical re quirements. INTERNATIONAL ORGANIZATION OF LEGAL ME TROLOGY, 2004.

45.Kochsiek M., Glaser M. Comprehensive Mass Metrology. WILEY-VCH.

Berlin, 2000.

46. Mana G. Volume of Quasi-Spherical Solid Density Standards // Metrologia.

– 1994. – № 31. – Р. 289–300.

47. Mills I.M., Peter J.M., Quinn T.J., Taylor B.N., Williams E.R. Redefinition of the kilogram, ampere, kelvin and mole: a proposed approach to imple menting CIPM recommendation 1 (CI-2005) // Metrologia. – 2006. – № 43.

– Р. 227–246.

48.Tanaka M., Peuto A. Density of Silicon Crystals // Metrologia. – 1994. – № 31. – P. 219–230.

ПРИЛОЖЕНИЕ МИ 2060- РЕКОМЕНДАЦИЯ Государственная система обеспечения единства измерений ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗ МЕРЕНИЙ ДЛИНЫ В ДИАПАЗОНЕ 1 10 6 50 М И ДЛИН ВОЛН В ДИАПАЗОНЕ 0,2 50 МКМ Дата введения 01.01. Настоящая рекомендация распространяется на государственную пове рочную схему для средств измерений длины в диапазоне 1 10 6 50 м и длин вол в диапазоне 0,2 50 мкм и устанавливает порядок передачи раз меров единиц длины и частоты от единого эталона единиц времени – се кунды (с), частоты – герца (Гц) и длины – метра (м) при помощи вторич ных эталонов и образцовых средств измерений рабочим средствам измере ний с указанием погрешностей и основных методов поверки.

Поверочная схема состоит из трех частей:

часть 1. Источники излучений и средства измерений длин волн (черт. 1);

часть 2. Штриховые меры длины и измерители перемещений (черт. 2);

часть 3. Плоскопараллельные концевые меры длины (черт. 3).

1. ЭТАЛОНЫ Единичный эталон единиц времени, частоты и длины применяют для воспроизведения и передачи размеров единиц времени и частоты в со ответствии с ГОСТ 8.129–83 и размеров единиц длины и частоты оп тического диапазона вторичным эталонам методом прямых измерений и сличением при помощи частотного компаратора и мер сравнения в диапазонах 10 100 мм.

В т о р и ч н ы е э т а л о н ы 1-й ч а с т и В качестве рабочих эталонов применяют комплекс средств измерений, состоящий из лазеров, стабилизированных по частоте с использованием атомных и молекулярных реперов.

Средние квадратические отклонения результатов сличений S рабочих эталонов с единым эталоном единиц времени, частоты и длины составляют от 3 10 11 до 1 10 9 при 100 независимых измерениях.

Рабочие эталоны применяют для передачи размеров единиц длины и частоты образцовым средствам измерений 1-го и 2-го разрядов сличением при помощи компаратора и методом прямых измерений, а также рабочим частотно-стабилизированным лазерам непрерывного излучения сличением при помощи компаратора.

В т о р и ч н ы е э т а л о н ы 2-й ч а с т и В качестве эталонов-копий применяют интерференционные установки для поверки штриховых мер длины в диапазоне 0,001 1000 мм, с исполь зованием излучения частотно-стабилизированных лазеров.

Средние квадратические отклонения результатов сличений S этало нов-копий с государственным первичным эталоном единицы длины не должны превышать (0,02 0,04L) мкм, где L – длина, м.

Эталоны-копии применяют для поверки рабочих эталонов четырехмет рового компаратора с набором штриховых мер длины и геодезических жезлов;

образцовых 1-го разряда штриховых мер длины, дифракционных голографических мер длины и рабочих измерителей линейных перемеще ний методом прямых измерений.

В качестве рабочих эталонов применяют штриховые меры длины и ус тановки для поверки штриховых мер длины в диапазоне 0,001 1000 мм, а также четырехметровый компаратор с набором штриховых мер длины и геодезических жезлов в диапазоне 1000 4000мм.

Доверительные абсолютные погрешности рабочих эталонов при до верительной вероятности 0,99 составляют от (0,03 0,1L) до 0,3 мкм.

Рабочие эталоны применяют для поверки образцовых 1-го разряда штриховых мер длины, дифракционных голографических мер длины мето дом прямых измерений и сличением при помощи компаратора, установок для поверки измерительных лент – методом прямых измерений.

В т о р и ч н ы е э т а л о н ы 3-й ч а с т и В качестве эталонов-копий применяют интерференционные установки для поверки плоскопараллельных концевых мер длины в диапазонах 0,1 100 и 100 1000 мм, с использованием излучения частотно стабилизированных лазеров и спектральных ламп с изотопом кадмия-114.

Средние квадратические отклонения результатов сличений S эталонов копий с государственным первичным эталоном единицы длины не должны превышать (0,01 0,04L) мкм.

Эталоны-копии применяют для поверки образцовых 1-го разряда плос копараллельных концевых мер длины и кварцевых геодезических жезлов методом прямых измерений, а также образцовых 1-го разряда приборов для поверки средств измерений внутренних размеров сличением при по мощи мер сравнения.

В качестве рабочих эталонов применяют интерференционные установки для поверки плоскопараллельных концевых мер длины в диапазонах 0,1 100 и 100 1000 мм, с использованием излучения частотно стабилизированных лазеров, спектральных ламп с изотопом кадмия-114, с естественным криптоном и гелием.

Доверительные абсолютные погрешности рабочих эталонов при до верительной вероятности 0,99 не должны превышать (0,02 0,1L) мкм.

Рабочие эталоны применяют для поверки образцовых 1-го разряда и ра бочих классов точности 00 и 01 плоскопараллельных концевых мер длины в диапазоне 0,1 1000 мм методом прямых измерений.

2. ОБРАЗЦОВЫЕ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ О б р а з ц о в ы е с р е д с т в а и з м е р е н и й 1-й ч а с т и Образцовые средства измерений 1-го разряда В качестве образцовых средств измерений 1-го разряда применяют спектральные лампы в диапазоне 0,4 0, мкм, частотно-стабилизированные лазеры и измерители длин волн в диапазоне 0,4 11 мкм.

Доверительные относительные погрешности 0 образцо вых средств измерений 1-го разряда при доверительной вероятности 0,99 составляют от 2 10 10 до 7 10 8.

Образцовые средства измерений 1-го разряда применяют для поверки образцовых средств измерений 2-го разряда и рабочих частотно-стабилизированных лазеров непрерыв ного излучения, а также источников излучения, входящих в состав измерителей линейных перемещений (часть 2), сличением при помощи компаратора, методом прямых из мерений и непосредственным сличением.

Образцовые средства измерений 2-го разряда 2.1.2.1. В качестве образцовых средств измерений 2-го разряда применяют спектральные лампы и стандартные образцы спектра поглощения и пропускания в диапазоне 0,2 мкм, частотно-стабилизированные лазеры непрерывного излучения, измерители длин волн лазеров непрерывного излучения и лазерные спектрометры в диапазоне 0,4 мкм, измерители длин волн лазеров импульсного излуче ния в диапазоне 0,4 1,2 мкм.

2.1.2.2. Доверительные относительные погрешности 0 образцо вых средств измерений 2-го разряда при доверительной вероятности 0,99 составляют от 1 10 8 до 1 10 3.

2.1.2.3. Образцовые средства измерений 2-го разряда применяют для поверки рабочих средств измерении методом прямых измерений, сличением при помощи компаратора и непо средственным сличением.

О б р а з ц о в ы е с р е д с т в а и з м е р е н и й 2-й ч а с т и 2.2.1. Образцовые средства измерений 1-го разряда 2.2.1.1. В качестве образцовых средств измерений 1-го разряда применяют штриховые меры длины, дифракционные го лографические меры длины в диапазоне 0,001 1000 мм, установки для поверки измерительных лент в диапазоне 0,001 24 м и кварцевые геодезические жезлы длиной 1000 и 1200 мм.

2.2.1.2. Доверительные абсолютные погрешности образцовых средств измерений 1-го разряда при доверительной веро ятности 0,99 составляют от (0,02 0,2L) мкм до (1 1L) мкм.

2.2.1.3. Образцовые средства измерений 1-го разряда применяют для поверки образцовых 2-го разряда и рабочих средств измерений сличением при помощи компаратора и методом прямых измерений.

2.2.2. Образцовые средства измерений 2-го разряда 2.2.2.1. В качестве образцовых средств измерений 2-го разряда применяют штриховые меры длины, голографические из мерительные системы линейных перемещений в диапазо не 0,001 1000 мм и измерительные ленты в диапазоне 0,001 24 м.

2.2.2.2. Доверительные абсолютные погрешности образцовых средств измерений 2-го разряда при доверительной веро ятности 0,99 составляют от (0,2 0,5L) мкм до (2 2L) мкм.

2.2.2.3. Образцовые средства измерений 2-го разряда применяют для поверки образцовых 3-го и 4-го разрядов и рабочих средств измерений методом прямых измерений, сличени ем при помощи компаратора и непосредственным сличе нием.

2.2.3. Образцовые средства измерений 3-го разряда 2.2.3.1. В качестве образцовых средств измерений 3-го разряда применяют штриховые меры длины, растровые измери тельные преобразователи в диапазоне 0,1 1000 мм и из мерительные ленты в диапазоне 0,1 50 м.

2.2.3.2. Доверительные абсолютные погрешности образцовых средств измерений 3-го разряда при доверительной веро ятности 0,99 составляют от (1 5L) мкм до (10 10L) мкм.

2.2.3.3. Образцовые средства измерений 3-го разряда применяют для поверки образцовых 4-го разряда и рабочих средств измерений сличением при помощи компаратора и непо средственным сличением.

2.2.4. Образцовые средства измерений 4-го разряда В качестве образцовых средств измерений 4-го разряда 2.2.4.1.

применяют штриховые меры длины в диапазоне 0,1 мм.

2.2.4.2. Доверительные абсолютные погрешности образцовых штриховых мер длины 4-то разряда при доверительной вероятности 0,99 не должны превышать (20 30L) мкм.

2.2.4.3. Образцовые средства измерений 4-го разряда применяют для поверки рабочих средств измерений непосредствен ным сличением.

О б р а з ц о в ы е с р е д с т в а и з м е р е н и й 3-й ч а с т и 2.3.1. Образцовые средства измерений 1-го разряда 2.3.1.1. В качестве образцовых средств измерений 1-го разряда применяют плоскопараллельные концевые меры длины в диапазоне 0,1 1000 мм, приборы для поверки средств из мерений внутренних размеров в диапазоне 1 160 мм и кварцевые геодезические жезлы длиной 1000 и 1200 мм.

2.3.1.2. Доверительные абсолютные погрешности образцовых средств измерений 1-го разряда при доверительной веро ятности 0,99 составляют от (0,02 0,2L) мкм до (0,05 0,5L) мкм.

2.3.1.3. Образцовые средства измерений 1-го разряда применяют для поверки образцовых 2-го разряда и рабочих средств измерений методом прямых измерений и сличением при помощи компаратора.

2.3.2. Образцовые средства измерений 2-го разряда 2.3.2.1. В качестве образцовых средств измерений 2-го разряда применяют установки для поверки измерительных головок в диапазоне 0,1 10 мм, установки для поверки измери тельных преобразователей и приборов в динамическом режиме в диапазоне 0,005 0,2 мм, плоскопараллельные концевые меры длины в диапазоне 0,1 1000 мм, приборы для поверки средств измерений внутренних размеров в диапазоне 1 200 мм и измерительные кольца в диапазоне 1 160 мм.

2.3.2.2. Доверительные абсолютные погрешности образцовых средств измерений 2-го разряда при доверительной веро ятности 0,99 составляют от 0,04 до 2 мкм и (0,1 1L) мкм.

2.3.2.3. Образцовые средства измерений 2-го разряда применяют для поверки образцовых 3-го разряда и рабочих средств измерений сличением при помощи компаратора и методом прямых измерений.

2.3.3. Образцовые средства измерений 3-го разряда В качестве образцовых средств измерений 3-го разряда 2.3.3.1.

применяют плоскопараллельные концевые меры длины и измерительные системы гибких производственных моду лей в диапазоне 0,1 1000 мм, измерительные кольца в диапазоне 1 160 мм и приборы для поверки средств из мерений внутренних размеров в диапазоне 1 200 мм.

2.3.3.2. Доверительные абсолютные погрешности образцовых средств измерений 3-го разряда при доверительной веро ятности 0,99 составляют от (0,1 1L) до (0,02 2L) мкм.

2.3.3.32. Образцовые средства измерений 3-го разряда применяют для поверки образцовых 4-го разряда и рабочих средств измерений методом прямых измерений и сличением при помощи компаратора.

2.3.4. Образцовые средства измерений 4-го разряда 2.3.4.1. В качестве образцовых средств измерений 4-го разряда применяют плоскопараллельные концевые меры длины в диапазоне 0,1 1000 мм, приборы для поверки индикато ров и индикаторных нутромеров в диапазоне 0 10 мм и измерительные кольца в диапазоне 1 160 мм.

2.3.4.2. Доверительные абсолютные погрешности при довери тельной вероятности 0,99 образцовых средств измерений 4-го разряда составляют от (0,2 2L) мкм до (0,5 5L) мкм.

2.3.4.3. Образцовые средства измерений 4-го разряда применяют для поверки рабочих средств измерении методом прямых измерений и сличением при помощи компаратора.

3. РАБОЧИЕ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИИ 3.1. Р а б о ч и е с р е д с т в а и з м е р е н и й 1-й ч а с т и 3.1.1. В качестве рабочих средств измерений применяют спектрометры и спектрофотометры в диапазоне 0,2 50 мкм, частотно стабилизированные лазеры непрерывного излучения и частотно стабилизированные и нестабилизированные лазеры непрерывного излучения — меры длин волн в диапазоне 0,4 11 мкм, измерите ли длин волн лазеров непрерывного излучения и лазерные спек трометры в диапазоне 0,4 11 мкм, измерители длин волн лазеров импульсного излучения и лазеры импульсного излучения в диапа зоне 0,4 1,2 мкм.

3.1.2. Доверительные относительные погрешности 0 частотно стабилизированных лазеров повышенной точности и стабильно сти при доверительной вероятности 0,99 составляют от 1 10 10 до 3 10 8.

Пределы допускаемых относительных погрешностей 0 рабочих средств измерений составляют от 3 10 8 до 1 10 2.

3.2. Р а б о ч и е с р е д с т в а и з м е р е н и й 2-й ч а с т и 3.2.1. В качестве рабочих средств измерений применяют измерители линейных перемещений в диапазоне 0,01 30000 мм, штриховые меры длины в диапазоне 0,1 2000 мм классов точности 0;

1: 2;

3;

4;

5;

измерительные преобразователи линейных перемещений в диапазоне 0 32000 мм;

приборы для измерений наружных и внутренних размеров в диапазоне 0,01 1000 мм;

складные меры и измерительные линейки в диапазоне 0,01 1000 мм, нивелир ные рейки в диапазоне 0,01 4000 мм, лесные вилки в диапазоне 1 750 мм;

измерительные рулетки длиной до 50 м класса точно сти 1 и длиной до 100 м классов точности 2 и 3;

землемерные лен ты длиной до 50 м, мерные проволоки длиной до 24 м.

3.2.2. Пределы допускаемых абсолютных погрешностей рабочих средств измерений составляют от 0,05 мкм до 14 мм.

3.3. Р а б о ч и е с р е д с т в а и з м е р е н и й 3-й ч а с т и 3.3.1. В качестве рабочих средств измерений применяют плоскопарал лельные концевые меры длины в диапазоне 0,1 1000 мм классов точности 00;

01;

0,1;

2;

3;

4;

5;

контактные интерферометры с це ной деления 0,02 0,2 мкм;

преобразователи, приборы автомати зированного контроля, средства измерений, работающие в дина мическом режиме;

приборы для измерений наружных и внутрен них размеров, штангенинструмент в диапазонах 0 2500 мм;

средства автоматизированного контроля гибких производствен ных систем в диапазоне 0 500 мм;

установочные кольца в диа пазоне 1 160 мм;

установочные концевые меры, проволочки и ролики для измерений среднего диаметра резьбы;

принадлежно сти к концевым мерам длины (боковики).

3.3.2. Пределы допускаемых абсолютных погрешностей рабочих средств измерений составляют от 0.02 мкм до 1 мм.

ПРИЛОЖЕНИЕ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗ МЕРЕНИЙ ДЛИНЫ В ДИАПАЗОНЕ 1 10 6 50 М И ДЛИН ВОЛН В ДИАПАЗОНЕ 0,2 50 МКМ ЧАСТЬ ЧАСТЬ ЧАСТЬ ПРИЛОЖЕНИЕ ГОСТ 8.016- (Взамен ГОСТ 8.016-75) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР Государственная система обеспечения единства измерений ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕРВИЧНЫЙ ЭТАЛОН И ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ПЛОСКОГО УГЛА State system for ensuring the uniformity of measurements.

State primary standard and verification schedule for means measuring plane angle Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от марта 1981 г. № 167 срок введения установлен с 01.07. Настоящий стандарт распространяется на государственный первич ный эталон и государственную поверочную схему для средств измерений плоского угла и устанавливает назначение государственного первичного эталона единицы плоского угла – градуса (... °), комплекс основных средств измерений, входящих в его состав, основные метрологические ха рактеристики эталона и порядок передачи размера единицы плоского угла от государственного первичного эталона при помощи вторичных эталонов и образцовых средств измерений рабочим средствам измерений с указани ем погрешностей и основных методов поверки.

1. ЭТАЛОНЫ 1.1. Г о с у д а р с т в е н н ы й э т а л о н 1.1.1. Государственный первичный эталон предназначен для воспроизве дения и хранения единицы плоского угла и передали размера еди ницы при помощи вторичных эталонов и образцовых средств изме рений рабочим средствам измерений, применяемым в народном хо зяйстве с целью обеспечения единства измерений в стране.

1.1.2. В основу измерений плоского угла должна быть положена единица, воспроизводимая указанным эталоном.

1.1.3. Государственный первичный эталон состоит из комплекса следую щих средств измерений:

интерференционный экзаменатор для воспроизведения единицы и передачи ее размера в области малых углов;

угломерная автоколлимационная установка для передачи размера единицы;

12-гранная кварцевая призма для контроля стабильности эталона.

1.1.4. Диапазон значений плоского угла, воспроизводимых этаноном, со ставляет 0 360° с дискретностью 10°.

1.1.5. Государственный первичный эталон обеспечивает воспроизведение единицы со средним квадратическим отклонением результата изме рений S, не превышающим 0,01" при 132 совокупных относитель ных измерениях 12-гранной призмы. Неисключенная систематиче ская погрешность не превышает 0,02".

1.1.6. Для обеспечения воспроизведения единицы плоского угла с указан ной точностью должны быть соблюдены правила хранения и при менения эталона, утвержденные в установленном порядке.

1.1.7. Государственный первичный эталон применяют для передачи раз мера единицы плоского угла вторичным эталонам методом прямых (совокупных) измерений.

1.2. В т о р и ч н ы е э т а л о н ы 1.2.1. В качестве эталонов сравнения применяют автоколлиматор и мно гогранные кварцевые призмы.



Pages:     | 1 | 2 || 4 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.