Эталоны единиц электрических величин

Единицы физических величин

 

Единицы физических величин подразделяются на основные и производные в соответствии с принятыми принципами построения Международной системы единиц СИ (SI – от франц. Systeme International). Применение системы единиц физических величин регламентируется ГОСТ 8.417-81 «ГСИ. Единицы физических величин». В основу данной системы входят семь основных единиц и две дополнительные.

Основные единицы СИ:

Метр – единица длины, равная длине пути, проходимого светом в вакууме за 1/299792458 долю секунды.

Секунда – единица интервала времени, равная 9192631770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133.

Килограмм – единица массы, равная массе международного прототипа килограмма (масса одного кубического дециметра чистой воды при 4°С).

Ампер – сила тока, который, проходя по двум параллельным проводникам, расположенным на расстоянии одного метра друг от друга в вакууме, вызывает на каждом метре длины силу взаимодействия 2·10^-7 Н.

Кельвин – единица термодинамической температуры – 1/273,16 термодинамической температуры тройной точки воды. 273,16 – интервал температур от абсолютного нуля до тройной точки воды в градусах Цельсия. Тройная точка воды – температура, при которой твердая, жидкая и газообразная фазы воды находятся в равновесии.

Моль – количество вещества.

Кандела – сила света.

Дополнительные единицы СИ:

Радиан – плоский угол.

Стерадиан – телесный угол.

Производные единицы образуются из основных и дополнительных. Наиболее употребляемые в радиоэлектронике и радиосвязи единицы: частота (Герц), энергия, работа, количество теплоты, мощность, поток энергии (Ватт), количество электричества (Кулон), электрическое напряжение, электрический потенциал, электродвижущая сила, разность электрических потенциалов (Вольт), электрическая емкость (Фарада), электрическое сопротивление (Ом), электрическая проводимость (Сименс), поток магнитной индукции, магнитный поток (Вебер), индуктивность, взаимная индуктивность (Генри).

Установлены десятичные кратные и дольные единицы системы измерений, которые образуются с помощью приставок: экса (10¹⁸), пета (10¹⁵), тера (10¹²), гига (10⁹), мега (10⁶), кило (10³), гекто (10²), дека (10¹), деци (10^-1), санти (10^-2), милли (10^-3), микро (10^-6), нано (10^-9), пико (10^-12), фемто (10^-15), атто (10^-18).

 

Эталон – средство измерения, обеспечивающее измерение и хранение единицы с целью передачи её размера другим средствам измерений. Эталоны классифицируются в зависимости от метрологического назначения (рисунок 1.1).

 

 

Рисунок 1.1 – Классификация эталонов

 

Назначение эталонов регламентируется ГОСТ 8.057-80.

Первичный эталон – обеспечивает воспроизведение единицы с наивысшей в стране точностью.

Специальный эталон – воспроизводит единицу измерения в условиях, при которых первичный эталон использоваться не может.

Первичный и специальный эталоны могут быть утверждены в качестве государственных эталонов. Государственные первичные эталоны регламентируются ГОСТ, которые воспроизводятся комплексом средств измерений, в зависимости от эталона единицы. Например, первичный государственный эталон силы электрического тока регламентирован ГОСТ 8.022-75 и включает в себя комплекс средств, моделирующих закон Ампера (закон взаимодействия электрических токов), положенный в основу определения ампера. Первичный государственный эталон единицы электродвижущей силы и напряжения регламентирован ГОСТ 8.027-81 и состоит из меры напряжения на основе эффекта Джозефсона (возникновение напряжения между сверхпроводниками, разделенными слоем диэлектрика, помещенными в высокочастотное электромагнитное поле). Гостированы также первичные государственные эталоны других физических единиц.

Вторичный эталон – эталон, значение которого устанавливается по первичному эталону. Вторичные эталоны делятся на эталоны копии, сравнения, рабочие.

Рабочие эталоны предназначены для поверки образцовых и точных рабочих средств измерения. Последовательность передачи размеров от первичных эталонов к образцовым средствам измерений и далее к рабочим средствам измерений показана на рисунке 1.2.

 

 

Рисунок 1.2 – Структура передачи размеров единиц физических величин

 

Образцовые меры и измерительные приборы служат для проверки по ним других средств измерений. При этом образцовые средства измерений 1-го разряда подлежат поверке непосредственно по рабочим эталонам, а средства измерений каждого последующего разряда служат для поверки средств измерений предыдущего разряда.

Рабочие меры и измерительные приборы применяются для измерений не связанных с передачей размера единиц.