Для ряду областей вимірювань і в першу чергу для фізико-хімічних вимірювань надзвичайно перспективним засобом підвищення ефективності повірочних робіт є застосування стандартних зразків (СО). Правила роботи з СО встановлює ГОСТ 8.315-97 "ГСИ. Стандартні зразки складу та властивостей речовин і матеріалів. Основні положення". Згідно з цим документом, стандартний зразок складу та властивостей речовин і матеріалів - це засіб вимірювань у вигляді речовини (матеріалу), склад або властивості якого встановлені атестацією. Можна дати і інше визначення: стандартний зразок - зразок речовини (матеріалу) з встановленими в результаті метрологічної атестації значеннями однієї або більше величі, що характеризують властивість або склад цієї речовини (матеріалу).
Стандартні зразки призначені для забезпечення єдності і необхідної точності вимірювань за допомогою:
• градуювання, метрологічної атестації та повірки СІ;
• метрологічної атестації методик виконання вимірювань;
• контролю показників точності вимірювань;
• вимірювання ФВ, що характеризують склад або властивості речовин і матеріалів, методами порівняння.
За своїм призначенням СО виконують роль заходів, проте на відміну від "класичних" заходів вони мають ряд особливостей. Наприклад, зразки складу відтворюють значення ФВ, що характеризують склад або властивості саме того матеріалу (речовини), з якого вони виготовлені. Стандартні зразки, як правило, не є виробами, вони реалізовані зазвичай у вигляді частини або порції однорідного речовини (матеріалу), причому ця частина явллется повноцінним носієм відтворюється одиниці ФВ, а не її частини. Ця особливість зразків відображена у вимогах до їх однорідності за складом і властивостями. Однорідність матеріалу, з якого зроблений зразок, має принципове значення, в той час як для заходів така характеристика часто є другорядною.
Стандартні зразки складу і властивостей на відміну від заходів характеризуються значним впливом неінформативних параметрів (домішок, структури матеріалу і ін.). При використанні СО дуже часто необхідно враховувати функції впливу таких параметрів
У зв'язку з різноманіттям задач, що вирішуються за СО, їх можна розділити на групи по ряду класифікаційних ознак. Залежно від виду аттестуемой характеристики розрізняють:
• стандартні зразки властивостей - відтворюють значення величин, що характеризують фізичні, хімічні, технічні або інші властивості речовини, за винятком величин, що характеризують склад.
Залежно від сфери дії і області застосування визначається рівень затвердження стандартних зразків. За цією ознакою вони діляться на державні, галузеві і стандартні зразки підприємств. Тим СО, які включені в перевірочні схеми, присвоюються розряди.
Стандартні зразки об'єднуються в типи. Тип - це класифікаційне угруповання зразків, визначальними ознаками яких є одне і те ж речовина, з якого вони виготовлені, та єдина документація, по якій вони виконані. Типи СО допускаються до застосування за умови їх затвердження та реєстрації у відповідному реєстрі. Для кожного типу СО при їх атестації встановлюється термін дії (не більше 10 років) і визначаються метрологічні характеристики, які нормуються в документації на їх розробку і випуск. До них відносяться:
• атестоване значення - значення аттестованной характеристики зразка, їм відтворюється, встановлене при його атестації і приводиться в свідоцтві із зазначенням похибки;
• похибка атестованого значення - різниця між атестованим і істинним значеннями величини, що відтворюється тією частиною зразка, яка використовується при вимірюванні;
• характеристика однорідності - характеристика властивості зразка, що виражається в постійності значення величини, що відтворюється його різними частинами, використовуваними при вимірах;
• характеристика стабільності - характеристика властивості зразка зберігати значення метрологічних характеристик в встановлених межах протягом зазначеного в свідоцтві терміну придатності при дотриманні заданих умов зберігання і застосування;
• функції впливу - залежність метрологічних характеристик зразка від зміни зовнішніх впливають величин в заданих умовах застосування.
Можливе використання й інших метрологічних характеристик.
Застосування СО повинно здійснюватися відповідно до вимог: нормативно-технічних документів на методи вимірювань, випробувань, контролю, перевірки і градуювання засобів вимірювальної техніки; атестованих методик виконання вимірювань;, державних, відомчих і локальних перевірочних схем.
Приклад 3.1. У вимірах широко використовуються СО магнітних властивостей різних магнітних матеріалів. Особливість магнітних матеріалів полягає в тому, що їх властивості описуються головним чином функціональними залежностями однієї магнітної величини від іншої. Наприклад, петля гістерезису - залежність магнітної індукції від напруженості магнітного поля. За допомогою стандартних зразків відтворюють і окремі точки і функціональні залежності в цілому.
Розглянемо СО статичних властивостей магнитомягких матеріалів 3-го розряду марки МС-5 [63]. Він складається з трьох сердечників кільцевої форми з зовнішнім діаметром 50 мм, внутрішнім 40 мм і висотою 7 мм, покладених в спеціальний футляр. Сердечники виготовлені з прецизійного магнітомягкого матеріалу - пермаллоя марок 79НМ і 50Н по ГОСТ 10160-75 і електротехнічної сталі марки 20 895 по ГОСТ 11036 75. Магнітні властивості цих матеріалів відрізняються високою стабільністю. Даний СО відтворює значення відносної максимальної магнітної проникності в діапазоні від 47 000 до 190 000 с відносною похибкою не більше 3%, коерцитивної сили від 1,2 до 88 А / м з похибкою не більше 1%.
Властивості СО магнітних властивостей підтверджуються свідоцтвом про державну повірку, що видаються державними метрологічними органами. У ньому вказуються:
• найменування зразка, наприклад СО електротехнічної сталі, і його номер;
• термін дії свідоцтва;
• тип первинного перетворювача магнітних властивостей, для якого призначений зразок, наприклад апарат Епштейна для випробування зразків масою не більше 1 кг;
• організація-власник стандартного зразка;
• клас або розряд СО, який встановлюється залежно від похибки наведених в ньому результатів вимірювання магнітних величин;
• залежно магнітних величин, які відтворює зразок, наприклад амплітуди магнітної індукції від амплітуди напруженості магнітного поля;
• допоміжні параметри СО, необхідні для його використання, наприклад маса, щільність, довжина середньої силової магнітної лінії та ін.