XuMuK.ru - 28.2. Еталони, їх класифікація та види. Стандартизація, сертифікація та метрологія. Г.Д. Крилова

Еталон - це високоточна міра, призначена для відтворення і зберігання одиниці величини з метою передачі її розміру іншим засобам вимірювань. Від еталона одиниця величини передається розрядним еталонам, а від них - робочим засобам вимірювань.

Еталони класифікують на первинні, вторинні і робочі.

Первинний еталон - це еталон, що відтворює одиницю фізичної величини з найвищою точністю, можливої в даній галузі вимірювань на сучасному рівні науково-технічних досягнень. Первинний еталон може бути національним (державним) та міжнародним.

Національний стандарт затверджується в якості вихідного засоби вимірювання для країни національним органом по метрології. У Росії національні (державні) еталони стверджує Держстандарт РФ.

Міжнародні стандарти зберігає і підтримує Міжнародне бюро мір н ваг (МБМВ). Найважливіше завдання діяльності МБМВ полягає в систематичних міжнародних звіреннях національних еталонів найбільших метрологічних лабораторій різних країн з міжнародними еталонами, а також і між собою, що необхідно для забезпечення достовірності, точності та єдності вимірювань як однієї з умов міжнародних економічних зв'язків. Звірення підлягають як еталони основних величин системи СІ, так і похідних. Встановлено певні періоди звірення. Наприклад, еталони метра і кілограма звіряють кожні 25 років, а електричні та світлові еталони - один раз на 3 роки.

Первинного еталона підпорядковані вторинні і робочі (розрядні) еталони. Розмір відтворюється одиниці вторинним еталоном звіряє з державним еталоном. Вторинні еталони (їх іноді називають "еталони-копії") можуть затверджуватися або Держстандартом РФ, або державними науковими метрологічними центрами, що пов'язано з особливостями їх використання. Еталони робочі сприймають розмір одиниці від вторинних еталонів і в свою чергу служать для передачі розміру менш точному робочому еталону (або еталону нижчого розряду) і робочим засобам вимірювань.

Найпершими офіційно затвердженими еталонами були прототипи метра і кілограма, виготовлені у Франції , Які в 1799 р були передані на зберігання в Національний архів Франції , Тому їх стали називати "метр Архіву" і "кілограм Архіву". З 1872 р кілограм став визначатися як рівний масі "кілограма Архіву". Кожен еталон основної або похідної одиниці Міжнародної системи СІ має свою цікаву історію і пов'язаний з тонкими науковими дослідженнями і експериментами.

Наприклад, прийнятий в 1791 р Національними зборами Франції еталон метра, що дорівнює одній десятіміллнонной частини чверті дуги паризького меридіана, в 1837 р довелося переглянути. Французькі вчені встановили, що в чверті меридіана міститься не 10 млн., А 10 млн. 856 метрів. До того ж відомо, що відбуваються, хоча і незначні, але все ж постійні зміни форми і розміру Землі. У зв'язку з цим вчені Петербурзької академії наук в 1872 р запропонували створити міжнародну комісію для вирішення питання про доцільність внесення змін до еталон метра. Комісія вирішила не створювати новий еталон, а прийняти в якості вихідної одиниці довжини "метр Архіву", що зберігається у Франції . У 1875 р була прийнята Міжнародна метрична конвенція, яку підписала і Росія. Цей рік метрологи вважають другим народженням метра як основної міжнародної одиниці довжини.

Уже в XX в. (1967) були опубліковані дослідження більш точного вимірювання паризького меридіана, які показали, що чверть меридіана дорівнює

10 млн. 1954,4 метра. Таким чином, "метр Архіву" всього на 0,2 мм коротше меридионального метра.

У 1889 р був виготовлений 31 екземпляр зразка метра з платино-іридієвого сплаву . Виявилося, що еталон № 6 при температурі 0 ° С точно відповідає довжині "метра Архіву", і саме цей екземпляр зразка за рішенням I Генеральної конференції з мір і ваг був затверджений як міжнародний еталон метра, який зберігається в м Севрі ( Франція ). Решта 30 еталонів були передані різним державам. Росія отримала № 28 і № 11, причому в якості державного був прийнятий еталон № 28.

Похибка платино-іридієвих еталонів метра, що дорівнює + 1.1 * 10-7 м вже на початку XX ст, оцінювалася як незадовільна, і в 1960 р XI Генеральна конференція з мір та ваг виробила інше визначення метра - в довжинах світлових хвиль, що засноване на сталості довжини хвилі спектральних ліній випромінювання атомів . Це основа Криптонова еталона метра. Похибка Криптонова еталона набагато менше, ніж платино-іридієвого, і дорівнює 5-Ю "9.

Однак в космічний вік і ця точність виявилася недостатньою, а новітні досягнення науки дозволили в 1983 р на XVII Генеральної конференції мір і ваг прийняти нове визначення метра як довжини шляху, прохідного світлом за 1/299792458 частки секунди в умовах вакууму . Слід зазначити, що на цій же конференції було оголошено точно визначається сучасною наукою значення швидкості світла.

Не менш цікава історія еталона одиниці маси. "Кілограм Архіву", який був прийнятий за еталон маси в 1872 р, є платинову циліндричну гирю, висота і діаметр якого дорівнюють по 39 мм. Прототипи (вторинні еталони) для практичного застосування були зроблені з платино-іридієвого сплаву , За міжнародний прототип кілограма була прийнята пла-тино-іридієва гиря, по точності в найбільшою мірою відповідна масі "кілограма Архіву".

За рішенням I Генеральної конференції з мір і ваг Росії з 42 екземплярів прототипів кілограма були передані № 12 і № 26, причому № 12 ут-

вержден як дер-

ного еталону маси (див. рис. 28.1). Прототип № 26 використовувався як вторинний еталон.

Національний (державний) еталон маси зберігається в НВО "ВНИИМ ім. Д. І. Менделєєва" (м.Санкт-Петербург) на Національний (державний) еталон маси зберігається в НВО ВНИИМ ім кварцової підставці під двома скляними ковпаками в сталевому сейфі, температура повітря підтримується в межах 20 +/- 3 ° С, відносна вологість 65%. Один раз в 10 років з ним сличаются два вторинних еталона.

При звіряння з міжнародним еталоном наш національний еталон маси отримав значення +1,0000000877 кг. Для передачі розміру одиниці маси від прототипу № 12 вторинним еталонам використовуються спеціальні ваги № 1 і № 2 з дистанційним керуванням на 1 кг; ваги № 1 виготовлені фірмою "Рупрехт", a № 2 - НВО "ВНИИМ їм Д. І. Менделєєва". Похибка відтворення кілограма становить 2 * 10-9.

За 100 з гаком років існування описаного прототипу кілограма, звичайно, були спроби створити більш сучасний еталон на основі фундаментальних фізичних констант мас різних атомних частинок ( протона , електрона і т.д.). Однак на сучасному рівні науково-технічного прогресу поки не вдалося відтворити цим новітнім методом масу кілограма з меншою похибкою, ніж існуюча.

Відхилення маси еталонів, які визначаються при міжнародних звіреннях, показують достатній ступінь її стабільності. У табл. 28.1 наведені результати двох звірень.

Попередня - ЗМІСТ - Наступна