Система физических величин – это совокупность взаимосвязанных физических величин, образованная в соответствии с принятыми принципами, когда одни величины принимаются за независимые, а другие являются функциями независимых величин.

Международная система единиц СИ (System International – SI) принята на XI Генеральной конференции по мерам и весам (ГКМВ) в Париже в 1960 году.

ГОСТ 8.417-2002 «Единицы величин» устанавливает единицы величин, в том числе единицы СИ, применяемые в РФ [2]:

1. Основные единицы СИ: метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль, кандела.

2. Производные единиц СИ, которые образуются из основных единиц при помощи уравнений связи между величинами, в которых числовые коэффициенты равны единице (1 Па = 1 кг·м⁻¹·с⁻²).

3. Внесистемные единицы, допустимые к применению наравне с единицами СИ (тонна, час, литр), а также единицы относительных и логарифмических величин (миллионная доля, белл).

4. Внесистемные единицы, временно допустимые к применению, до принятия международных решений (морская миля, бар).

5. Кратные и дольные единицы, образованные при помощи приставок (миллиметр, мегагерц).

6. Единицы количества информации (бит, байт).

7. Единицы, допущенные к применению до 1 января 1980 года, но ввиду широкого распространения применяющиеся до сих пор (лошадиная сила, калория).

Воспроизведение единиц физических величин

И передача их размеров

Для обеспечения единства измерений необходима тождественность единиц, в которых проградуированы все существующие средства измерений одной и той же величины. Это достигается путем точного воспроизведения и хранения в специализированных учреждениях установленных единиц физических величин и передачи их размеров применяемым средствам измерений.

Воспроизведение единицы физической величины – это совокупность операций по материализации единицы физической величины с наивысшей в стране точностью посредством государственного эталона или исходного образцового средства измерения.

Передача размера единицы – это приведение размера единицы физической величины, хранимой поверяемым средством измерений, к размеру единицы, воспроизводимой или хранимой эталоном, осущест-вляемое при их поверке или калибровке. Размер единицы передается «сверху вниз» – от более точных средств измерений к менее точным.

Хранение единицы – совокупность операций, обеспечивающая неизменность во времени размера единицы, присущего данному средству измерения.

Эталон единицы физической величины – средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения единицы, а также передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений, утвержденное в качестве эталона в установленном порядке.

Свойства эталона:

1. Неизменность – свойство эталона удерживать неизменным размер воспроизводимой единицы в течение длительного интервала времени.

2. Воспроизводимость – возможность воспроизведения единицы физической величины с наименьшей погрешностью для существующего уровня развития измерительной техники.

3. Сличаемость – возможность обеспечения сличения нижестоящих средств измерения по поверочной схеме (в первую очередь вторичных эталонов) с наивысшей точностью измерения для существующего уровня развития техники.      

Различают первичные, специальные и вторичные эталоны:

1. Первичный эталон обеспечивает воспроизведение и хранение еди-ницы физической величины с наивысшей в стране точностью.

2. Специальный эталон обеспечивает воспроизведение единицы фи-зической величины в особых условиях, в которых прямая передача размера единицы от первичного эталона с требуемой точностью неосуществима и для этих условий заменяет первичный эталон.

3. Вторичные эталоны являются частью подчиненных средств хранения единиц и передачи их размеров, создаются и утверждаются в тех случаях, когда это необходимо для организации поверочных работ, а также для обеспечения сохранности и наименьшего износа государственного эталона.

Вторичные эталоны разделяются по своему метрологическому назначению:

эталон-копия предназначен для передачи размера единицы рабочим эталонам;

эталон сравнения применяется для сличения эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличаемы друг с другом;

эталон-свидетель предназначен для проверки сохранности и неизменности государственного эталона и замены его в случае порчи или утраты;

рабочий эталон применяется для передачи размера единицы от эталона-копии образцовым средствам измерения и в отдельных случаях – наиболее точным рабочим средствам измерений.

На рис. 1.2 показана метрологическая последовательность передачи размеров единиц физических величин от первичного эталона рабочим, от рабочих эталонов – рабочим мерам и измерительным приборам (рабочим средствам измерений).

Рис. 1.2. Структура передачи размеров единиц физических величин

Рабочими средствами измерений называют средства измерений, которые применяются для измерений, не связанных с передачей размера единиц. Совокупность всех перечисленных эталонов образует эталонную базу РФ.

Стандартный образец состава и свойств веществ и материалов – это средство измерения в виде вещества (материала), состав или свойства которого установлены аттестацией.