Средство измерений

Что это

Средство измерений (СИ) — техническое устройство, предназначенное для измерения физических величин и выражения результата в принятых единицах. Это может быть как простой бытовой термометр, так и сложная измерительная система на производстве. Ключевое свойство — нормированные метрологические характеристики: погрешность, диапазон измерений, чувствительность. Именно эти характеристики отличают средство измерений от обычного индикатора, который лишь сигнализирует о наличии или отсутствии величины, не давая её числового значения.

Зачем это нужно

Без стандартизированных средств измерений невозможна ни промышленность, ни медицина, ни торговля. Когда вы покупаете 1 кг яблок, весы на кассе — это средство измерений, прошедшее государственную поверку. В России регулирование в этой сфере ведётся с 1993 года на основании Федерального закона №102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений». Закон обязывает применять только те СИ, которые внесены в Федеральный информационный фонд (ФИФОЕИ) и прошли поверку или калибровку. Это гарантирует, что результат измерения в Москве и Владивостоке будет сопоставим и достоверен.

Как это работает

Любое средство измерений преобразует входной сигнал — физическую величину — в выходной, удобный для считывания или регистрации. Цепочка преобразований может быть механической, электрической, оптической или комбинированной. Например, в ртутном термометре тепловое расширение жидкости преобразуется в перемещение столбика по шкале. В цифровом мультиметре напряжение преобразуется в код АЦП, который выводится на дисплей. Основные метрологические характеристики, которые нормируются для каждого СИ:

• Погрешность — максимально допустимое отклонение показания от истинного значения (например, ±0,5%).
• Диапазон измерений — интервал значений, в котором прибор работает корректно.
• Чувствительность — минимальное изменение величины, которое прибор способен зафиксировать.
• Цена деления — значение величины, соответствующее одному делению шкалы.
• Вариация показаний — разница результатов при многократных измерениях одной и той же величины.

Примеры

• Электросчётчик в квартире — измеряет потреблённую электроэнергию в кВт·ч, подлежит обязательной поверке раз в несколько лет.
• Медицинский тонометр — измеряет артериальное давление в мм рт. ст., должен иметь регистрационное удостоверение Росздравнадзора.
• Лазерный дальномер на стройке — измеряет расстояние в метрах с погрешностью ±1,5 мм.
• Газовый хроматограф на нефтеперерабатывающем заводе — измеряет состав смеси углеводородов в процентах.
• Весы на почте — измеряют массу посылки в граммах, от результата зависит стоимость отправки.

Связанные понятия

• Поверка — официальное подтверждение соответствия СИ метрологическим требованиям, выполняется аккредитованными органами.
• Калибровка — добровольное установление метрологических характеристик, не заменяет поверку в сферах обязательного контроля.
• Погрешность измерения — отклонение полученного результата от истинного значения.
• Эталон — средство измерений наивысшей точности, используется для поверки других СИ.
• Метрология — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства.
• ФИФОЕИ — Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений, реестр допущенных к применению СИ в России.

Частые ошибки

Главная путаница — смешивать понятия «средство измерений» и «измерительный прибор». Прибор — это лишь один из видов СИ с отсчётным устройством. Но СИ бывают и без шкалы: например, измерительный преобразователь (датчик давления) выдаёт унифицированный токовый сигнал 4–20 мА, а не показание на дисплее. Ещё одна ошибка — считать, что калибровка заменяет поверку. В сферах, где поверка обязательна (торговля, медицина, экология), использование прибора только с калибровочным сертификатом является нарушением закона и может повлечь штраф по статье 19.19 КоАП РФ.