Учебное пособие Ульяновск Улгту 2015 2

1.3.2. 
Эталоны, их классификация, перспективы развития 
 
Эталон  –  это  высокоточная  мера,  предназначенная  для 
воспроизведения  и  хранения  единицы  величины  с  целью  передачи  ее 
размера другим средствам измерений.  
Эталон  должен  обладать,  по  крайней  мере,  тремя  тесно  связанными 
друг 
с 
другом 
существенными 
признаками: 
неизменностью, 
воспроизводимостью и сличаемостью.  
Неизменность  –  свойство  эталона поддерживать  неизменный  размер 
воспроизводимой им единицы физической величины длительное время.  
Воспроизводимость  –  возможность  воспроизведения  единицы 
физической  величины  с  наименьшей  погрешностью  для  существующего 
уровня развития измерительной техники. 
Сличаемость – возможность обеспечения сличения с эталоном других 
средств измерений, нижестоящих по поверочной схеме.  
Эталоны классифицируют следующим образом. 
Первичный  эталон –  эталон,  обеспечивающий  воспроизведение 
единицы с наивысшей в стране (по сравнению с другими эталонами той же 
единицы)  точностью.  Государственный  первичный  эталон – первичный 
эталон,  признанный  решением  уполномоченного  на  то  государственного 
органа  в  качестве  исходного  на  территории  государства.  Пример: 
государственные  эталоны  метра,  килограмма,  секунды,  ампера,  кельвина, 
канделы, ньютона, паскаля, вольта, беккереля. 
При  хранении  первичного  эталона  выполняют  регулярные  его 
исследования,  включая  сличения  с  национальными  эталонами  других 
стран  с  целью  повышения  точности  воспроизведения  единицы                                
и совершенствования методов передачи ее размера. 
Для  руководства  работ  по  хранению  государственных  эталонов 
устанавливают  специальную  категорию  должностных  лиц  –  ученых 
хранителей  государственных  эталонов,  назначаемых  из  числа  ведущих                   
в данной области специалистов-метрологов. 
Вторичный  эталон –  эталон,  получающий  размер  единицы 
непосредственно  от  первичного  эталона  данной  единицы.  К  вторичным 
эталонам относят эталоны-копии, рабочие эталоны и эталоны сравнения. 
Эталон-копия –  вторичный  эталон,  предназначенный  для  передачи 
размера  единицы  рабочим  эталонам  и  заменяющий  в  обоснованных 
случаях первичный эталон. 
Рабочий эталон – вторичный эталон, предназначенный для передачи 
46

размера  единицы  образцовым  и  наиболее  точным  рабочим  средствам 
измерений. 
Международный  эталон –  эталон,  принятый  по  международному 
соглашению  в  качестве  международной  основы  для  согласования  с  ним 
размеров  единиц,  воспроизводимых  и  хранимых  национальными 
эталонами.  Пример:  международный  прототип  килограмма,  хранимый                
в  Международном  бюро  мер  и  весов,  утвержден  1-й  Генеральной 
конференцией по мерам и весам. 
Самыми  первыми  официально  утвержденными  эталонами  стали 
прототипы  метра  и  килограмма,  изготовленные  во  Франции,  которые                   
в  1799  г.  были  переданы  на  хранение  в  Национальный  архив  Франции, 
поэтому  их  стали  называть  «метр  Архива»  и  «килограмм  Архива». 
Постоянно проводятся уточнения принятых эталонов. В 1983 г. за эталон 
метра  было  принято  расстояние,  проходимое  светом  в  вакууме  за                     
1/299792 458  долю  секунды.  Данное  определение  метра  было 
законодательно  закреплено  в  декабре  1985  г.  после  утвержденных 
эталонов времени, частоты и длины.  
При становлении метрической системы мер в качестве единицы массы 
приняли  массу  одного  кубического  дециметра  чистой  воды  при 
температуре  ее  наибольшей  плотности  (4  ºС).  Изготовленный  при  этом 
первый  прототип  килограмма  представляет  собой  платиноиридиевую 
цилиндрическую  гирю  высотой  и  диаметром  39  мм.  Данное  определение 
эталона  килограмма  действует  до  сих  пор.  За  100  с  лишним  лет 
существования  описанного  прототипа  килограмм  были  попытки  создать 
более  современный  эталон  на  основе  фундаментальных  физических 
констант масс различных атомных частиц. Однако на современном уровне 
научно-технического  прогресса  пока  не  удалось  воспроизвести  этим 
новейшим  методом  массу  килограмма  с  меньшей  погрешностью,  чем 
существующая. 
Число эталонов не является постоянным, а изменяется в зависимости 
от  потребностей  экономики  страны.  Обычно  прослеживается  увеличение 
их  числа  во  времени,  что  обусловлено  постоянным  развитием  рабочих 
средств измерений. 
В течение двух последних лет утверждено несколько государственных 
эталонов.  Среди  них  –  первичные  эталоны  твердости,  единицы 
энергетической 
яркости 
инфракрасного 
излучения, 
единицы 
электрического  напряжения,  единицы  линейного  ускорения  и  плоского 
угла  при  угловом  перемещении  твердого  тела.  Последние  представляют 
47

собой  комплекс  аппаратуры,  который  не  имеет  аналогов  в  мировой 
практике  и  по  праву  может  считаться  уникальным.  Кроме  того,  созданы              
и внедрены государственные эталоны для электрохимических измерений. 
За  последние  годы  получены  высокие  результаты  точности                   
и надежности эталонов, создаваемых на основе использования квантовых 
эффектов,  что  позволяет  предположить  возможность  создания  эталонов                
в недалеком будущем. С использованием квантовых эталонов был создан 
эталон  Ампера  и  Ома.  Квантовые  эталоны  характеризуются  высокой 
степенью  стабильности  значений  погрешности  воспроизведения  единиц 
величин.  С  помощью  новых  методов  и  средств  измерений  уточняются 
фундаментальные  физические  константы,  поэтому  точность  квантовых 
эталонов будет возрастать. 
Ученые  полагают,  что  квантовые  эталоны  можно  будет  считать 
«вечными  мерами»,  так  как  способность  воспроизведения  единиц 
физических  величин  у  таких  эталонов  не  подвержена  влиянию  внешних 
условий, географического местонахождения и времени. 
Ожидается появление возможности создания сравнительно недорогих 
квантовых эталонов и рабочих средств измерений на основе практического 
использования  эффекта  высокотемпературной  сверхпроводимости,  что 
послужит  началом  нового  периода  в  развитии  фундаментальной                                  
и практической метрологии. 
В  настоящее  время  эталонная  база  России  имеет  в  своем  составе                
114  государственных  эталонов  и  более  250  вторичных  эталонов  единиц 
физических величин. 

жүктеу/скачать 7.08 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: