Меры электрического сопротивления в составе групповых эталонов

2. МЕРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ В СОСТАВЕ ГРУППОВЫХ ЭТАЛОНОВ

На основе результатов поверочных и калибровочных работ, проведенных во ВНИИМ им. Д.И. Менделеева в течение последних трех десятков лет, можно заключить, что доля МЭС из состава вторичных эталонов и рабочих эталонов первого разряда, в отношении которых были зафиксированы метрологические отказы, составляет менее одного процента, если опираться на нормы, приведенные в ГОСТ 8.028 – 86 и ГОСТ 8.237 – 77. Если нормы на допустимое изменение действительного значения сопротивления МЭС из состава эталонов уменьшить в два раза, то, как следует из данных, приведенных на рис. 8, вероятность метрологического отказа резко увеличится. Для повышения уровня точности метрологических работ в верхних полях поверочной схемы возможны два подхода:

-внедрить в метрологическую практику новые, более совершенные типы МЭС, имеющие значительно лучшие МХ;

-создавать вторичные эталоны, имеющие в своем составе групповые эталоны.

Первый подход может быть реализован в случае, когда точность метрологических работ уже повышена. Наличие улучшенных МХ необходимо доказать и обеспечить при изготовлении. Второй подход реализуется на основе информационного отбора и разделения функций, выполняемых МЭС из состава вторичных эталонов.

Групповые эталоны из состава вторичных эталонов должны быть разделены на два вида [39] (рис. 13). К первому виду относятся групповые эталоны (ГР1) на каждом из номинальных значений, кратном или дольном десяти в пределах диапазона номинальных значений, охватываемого конкретным вторичным эталоном. В сумме все ГР1 формируют эталонные наборы МЭС. Число МЭС в каждом ГР1 одинаково и определяет число эталонных наборов. Помимо основной функции – передачи размера единицы рабочим СИ и нижестоящим по поверочной схеме эталонам ‑  все ГР1 служат для контроля постоянства аддитивной поправки к показаниям компаратора (постоянной компаратора) при сравнении эталонных и поверяемых МЭС с использованием метода замещения и общего контроля за состоянием компаратора [40, 41]. Согласно алгоритму проведения измерений, минимально для этой операции требуются две эталонные МЭС из состава ГР1 на каждом номинальном значении, но для обеспечения устойчивости к внешним воздействиям их число необходимо увеличить до четырех-пяти.

Все ГР1 несут основную нагрузку при выполнении поверочных, калибровочных и других метрологических работ и формируются из МЭС основных типов, выбранных по результатам исследований. ГР1 должны быть технически легко совместимы со стандартизованными СИ, подвергаемыми поверке и калибровке, а также с МЭС из состава групповых эталонов второго вида (ГР2).

Рис. 13. Функции, выполняемые групповыми эталонами в составе вторичных эталонов единицы электрического сопротивления.

Для выполнения метрологических исследований уникальных, единичных СИ с применением режимов, отличных от стандартных, необходимо создавать дополнительные групповые эталоны первого вида. В этом случае в состав ГР1 могут войти не только МЭС основных типов, часто возникает необходимость разработки дополнительных устройств для технической совместимости исследуемых СИ с МЭС из состава ГР1 и ГР2. Групповые эталоны первого вида служат в качестве эталона, промежуточного между исходным эталоном и рабочими СИ, подлежащими исследованию. Под исходным эталоном [9, п. 12.5] понимается эталон, обладающий наивысшими метрологическими свойствами (в данной лаборатории, организации, на предприятии), от которого передают размер единицы подчиненным эталонам и имеющимся средствам измерений.

Если МЭС из разных ГР1 (т. е. МЭС с разными номинальными значениями), согласно [9], выполнены как эталонный набор (рис. 14), то ГР2 по выполняемым функциям соответствуют классическим представлениям о групповом эталоне [9]. Каждый ГР2 включает МЭС одного типа и одного номинального значения, но его применение в метрологических работах сводится к минимально возможному. Основная причина заключается в рассмотренной выше зависимости изменения значения сопротивления эталонных МЭС от интенсивности эксплуатации, что полностью соответствует информационной теории измерений [42]. В составе вторичных эталонов ГР2 служат в качестве исходных.