Головна

 Фізичні властивості, величини і шкали |  Елементи теорії шкал вимірювань |  Системи фізичних величин і їх одиниць |  Система SI і фундаментальні фізичні константи |  Правила написання позначень одиниць ГОСТ 8.417-2002 |  Похідні одиниці системи СІ, що мають спеціальну назву |  Позасистемні одиниці, які допускаються до застосування нарівні з одиниця СІ |

Еталони одиниць системи СІ

  1.  I-е покоління систем рухомого зв'язку - аналогові системи
  2.  I. визначник ТА СИСТЕМИ
  3.  I. Створення радянської судової системи
  4.  II-е покоління систем рухомого зв'язку - цифрові системи
  5.  III. Системи звичайних диференціальних рівнянь.
  6.  III.1.1 Загальний опис банківської системи
  7.  IX. СИСТЕМИ ГРИ

Еталонна база Росії має в своєму складі 114 ГЕ і більше 250 вторинних еталонів одиниць ФВ. З них 52 знаходяться у ВНДІ метрології ім. Д. І. Менделєєва, Санкт-Петербург, в тому числі еталони метра, кілограма, ампера, кельвіна і радіана; 25 - у ВНДІ фізико-технічних і радіотехнічних вимірювань (ВНИИФТРИ, Москва), в тому числі еталони одиниць часу і частоти; 13 - у ВНДІ оптико-фізичних вимірювань, в тому числі еталон Канделл; відповідно 5 і 6 - в Уральському і Сибірському НДІ метрології.

Одиниця часу - секунда вперше визначалася через період обертання Землі навколо осі або Сонця. До недавнього часу секунда дорівнювала 1/86400 частини сонячних середніх діб. Однак тривалі спостереження показали, що обертання Землі схильне нерегулярним коливань, що не позволя-ють розглядати його в якості досить стабільною природної основи для визначення одиниці часу. Середня сонячна доба визначаються з похибкою-ністю до 10-7с. Ця точність недостатня при нинішньому стані техніки.

Проведені дослідження дозволили створити новий еталон секунди, заснований на здатності атомів випромінювати і поглинати енергію під час переходу між двома енергетичними станами в області радіочастот. У 1967 р IX Генеральна конференція з мір та ваг прийняла нове визначення секунди як інтервалу часу, протягом якого відбувається 9 192 631 770 коливань, відповідних резонансній частоті енергетичного переходу між рівнями надтонкої структури основного стану атома цезію-133 при відсутності обурення зовнішніми полями. Дане визначення реалізується за допомогою цезієвого реперів частоти.

Діапазон значень інтервалів часу, відтворюваних еталоном, становить 1'10-10?1'108с, діапазон значень частоти 1?1'1014Гц. Відтворення одиниць часу забезпечується із середнім квадратичним відхиленням результату вимірювань, що не перевищує 1'10-14 за три місяці, НВП не перевищує 5'10-14. Нестабільність частоти еталона за інтервал часу від 1000 с до 10 діб не перевищує 5'10-15.

метр - Був у числі перших одиниць, для яких були введені еталони. Спочатку в період введення метричної системи заходів за перший еталон метра була прийнята одна десятимільйонна частина чверті довжини Паризького меридіана. У 1799 р на основі її вимірювання виготовили еталон метра у вигляді платинової кінцевий заходи (метр Архіву), який представляв собою лінійку шириною близько 25 мм, товщиною близько 4 мм з відстанню між кінцями 1 м.

До середини XX в. проводились неодноразові уточнення прийнятого еталону. Так, в 1889р. був прийнятий еталон у вигляді штрихової міри зі сплаву платини та іридію. Він представляв собою платіноірідіевого брусок довжиною 102 см, що має в поперечному перерізі форму літери X, як би вписану в уявний квадрат, сторона якого дорівнює 20 мм.

Вимоги до підвищення точності еталона довжини (платіноірідіевого прототип метра відтворюється з точністю не вище 0,1 - 0,2 мкм), а також доцільність встановлення природного і незруйновного еталона привели до прийняття (1960) як еталон метра довжини, що дорівнює 1 650 763, 73 довжини хвилі в вакуумі випромінювання, відповідного переходу між рівнями 2р10 і 5d5 атома криптону-86 (криптонові метр). Цей еталон міг відтворюватися в окремих метрологічних лабораторіях, точність його в порівнянні з платіноірідіевого прототипом була на порядок вище.

Подальші дослідження дозволили створити більш точний еталон метра, заснований на довжині хвилі в вакуумі монохроматичноговипромінювання, що генерується стабілізованою лазером. За еталон метра в 1983 р було прийнято відстань, яку проходить світло у вакуумі за 1/299 792 458 частку секунди. Дане визначення метра було законодавчо закріплено в грудні 1985 року після затвердження єдиних еталонів часу, частоти і довжини.

Іншою важливою основною одиницею в механіці є кілограм. При становленні метричної системи заходів в якості одиниці маси взяли масу одного кубічного дециметра чистої води при температурі її найбільшої щільності (4 ° С). Виготовлений при цьому перший прототип кілограма предс тавляет собою платіноірідіевого циліндричну гирю висотою 39 мм, що дорівнює його діаметру. Дане визначення еталону кілограма діє до сих пір.

В області термодинамічних величин діють:

- Два первинних і один спеціальний еталони, які відтворюють одиницю температури - коливань в різних діапазонах;

- 11 державних еталонів теплофізики - кількості теплоти, питомої теплоємності, теплопровідності і ін.

Похибка відтворення точки кипіння води становить 0,002 - 0,01оС, точки танення льоду - 0,0002 - 0,001оС. Потрійна точка води, що є точкою рівноваги води в твердій, рідкій і газоподібній фазах, може бути відтворена в спеціальних посудинах з похибкою не більше 0,0002 ° С. У 1954 році було прийнято рішення про перехід до визначення термодинамічної температури Т по одній реперною точці - потрійний точці води, що дорівнює 273,16К. Таким чином, одиницею термодинамічної температури служить коливань, який визначається як 1 / 273,16 частини потрійної точки води.

У вересні 1989 р на 17-й сесії Консультативного комітету з термомет-рії була прийнята міжнародна практична температурна шкала МТШ-90.

В області вимірювань електричних і магнітних величин (включаючи радіотехнічні) створені і функціонують 32 еталона. Це державні первинні еталони одиниць ЕРС, опору та електричної ємності.

До останнього часу одиницю сили електричного струму - ампер на практиці доводилося визначати по тих діях, які ток надавав в навколишньому середовищі, наприклад виділення теплоти при проходженні струму через провідник, осадження речовини на електродах при проходженні струму через електроліт, механічні дії струму на магніт або провідник зі струмом.

ГПЕ ампера складається з апаратури, виконаної на основі квантових ефектів Джозефсона і квантування магнітного потоку (ефект Холла), включаючи міру напруги, міру електричного опору, надпровідний компа-ратор струму і регульовані джерела струму (ГОСТ 8.027-89, ГОСТ 8.022-91).

У 1979 р на XVI Генеральної конференції мір і ваг було прийнято нове визначення, за яким Канделла відтворюється шляхом непрямих вимірювань. У Росії єдність вимірювань світлових величин забезпечує ГОСТ 8.023-90. Сучасний державний еталон Канделл має діапазон номінальних значень 30-110 кд, середньоквадратичне відхилення результату вимірювань - 1'10-3 кд; НСП становить 2,5'10-3 кд.

Державний первинний еталон і державна перевірочна схема для вимірювання плоского кута встановлюються ГОСТ 8.016-81. Первинний еталон забезпечує відтворення градуса з НСП не більше 0,02 ".



 Відтворення одиниць фізичних величин і передача їх розмірів |  додаток
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати