Еталонът за маса от 1 kg е изработен от сплав. Стандартна единица за маса

Най-старата материална единица за измерване днес е стандартът за маса. Международната дефиниция на идеалния килограм не се е променила от 1875 г. Килограмът се определя като теглото на един кубичен дециметър вода при най-висока плътност, при температура от 4 градуса. В Русия копие на идеалния килограм се съхранява в Санкт Петербургския изследователски институт по метрология. Д. И. Менделеев.

Кубичен дециметър вода от река Сена в Париж е увековечен в прототип от платина и иридий. Чистата платина не се окислява и има висока плътност и твърдост. Но платината не е идеален метал; тя реагира твърде чувствително на температурни промени. Добавянето на иридий реши проблема. 90% платина и 10% иридий се превръщат в идеалния материал за съхранение на тежести през 19 век. Колкото и да е странно, този прототип все още служи като универсален стандарт за тегло. Въпреки че неговата точност не е толкова висока, колкото тази на други по-модерни стандарти. Ако единица време се възпроизвежда с грешка от няколко единици от 16-ия знак, тогава, да речем, количества от електрически тип, същия килограм, същите топлинни количества, това е нещо като деветия, осмия знак. Тоест разликата е 6-7 порядъка, тоест десетки милиони пъти. Килограмът е най-проблемният стандарт в света. Въпреки че е внимателно съхраняван, тежкият kettlebell постепенно променя теглото си.

През последните 100 години, спрямо международния стандарт, международния прототип, който се съхранява в Париж, руският стандарт за килограм се е променил с 30 микрограма. От повърхността на метала се получава изпарение и механично износване; върху метала се отлагат атоми на кислород, водород и тежки метали. Докато използваме този прототип, това не може да бъде избегнато. Какво заплашва да се отклони от стандарта за тегло с 30 микрограма? Какво е един микрограм? Хилядна от милиграма или милионна от грама? 500 микрограма обикновени ябълки са 1 кубичен милиметър. В сферата на битовата търговия никой няма да забележи подобни промени. Друго нещо са фармацевтичните продукти. Ако грешката в производството на лекарството е един милиграм, последствията могат да бъдат много трагични. Учени от цял свят работят за създаването на актуализиран масов стандарт - топка от свръхчист силиций. Силицият има идеална кристална решетка. Използвайки силови микроскопи, метролозите ще определят точния брой атоми в един килограм силиций.

Стандарти за време.

Дори сега съвременният човек всяка минута се сблъсква с работата на най-сложните метрологични устройства, без дори да го знае. Например мобилна комуникация, мобилен телефон. . Кой се чудеше защо работи? Натиснете бутона - работи. За да работи мобилната комуникация, тези клетъчни станции, тези кули, от които хората могат да виждат всичко, трябва да са плътно синхронизирани помежду си, тоест свързани във времето. И това свързване във времето за осигуряване на работоспособността на мобилните комуникации е милионни от секундата.

Хората измерват времето чрез въртенето на небесните тела до средата на 20 век. Но този подход далеч не беше идеален. Земята бавно забавя въртенето си. Освен това се върти не съвсем равномерно. Тоест, грубо казано, след това по-бързо, след това по-бавно. Метрологията се изправи пред въпроса: как да изчисли и запази точния интервал от време? През 1967 г. е създаден нов стандарт.

Това са 9 милиарда 192 милиона 631 хиляди 770 периода на излъчване на атома цезий 133 в основно състояние. Когато се преброят толкова много периоди на излъчване, това е една секунда. И има устройства, специфични устройства, физически инсталации, които прилагат това. Защо цезий? Той е най-нечувствителен към външни влияния. В Русия основният еталон за време се съхранява в Московския регионален научноизследователски институт за физико-технически и радиотехнически измервания. Сложен набор от инструменти е отговорен за определяне на точното време - пазители както на честотата, така и на времевата скала. Руският стандарт за време е включен в групата на най-добрите световни стандарти. Относителната му грешка е не повече от 1 секунда за половин милион години.

Само изобретяването на стандартите за време на атомния часовник направи възможно създаването на най-сложните навигационни системи: GPS и Glonass. За да бъде удобно шофирането по пътя, системата трябва да определя позицията на автомобила в рамките на един метър. Един метър за сателит е 3 милиардни от секундата. С такава невероятна скорост се актуализира информацията за движението на автомобила. Използвайки сателитни сигнали, метролозите по света обменят данни за точния час. Уредите фиксират разликата между показанията на лабораторния и сателитен часовник. След това данните от всички лаборатории се сравняват със специална програма. Резултатът е синхронизирано международно атомно време. Сателитният комплекс Московска област предава данни в космоса с грешка от само една наносекунда, тоест една милиардна от нормалната секунда.

"Пазители на времето" Колкото и мистериозно да звучи позицията на тези специалисти, атомният часовник в Института за радиотехнически измервания, по който цялата страна сверява стрелките, не изглежда фантастично. Въпреки че тук се управляват нано и пико секунди, човек не може да усети такава точност.

„Когато говорят за точния час, тогава масово, на битово ниво, хората чуват предаване на сигнали за проверка на часа по радиото „пи, пи, пи“, това е точното време. Всъщност това време от нашата камбанария не е много точно, много скромна точност. Националната времева скала е тази, която формираме тук. Грешката на ден е приблизително няколко стомилиардни от секундата на ден. Трябва да минат милиони години, преди атомният часовник да изпревари или изостане със секунда. Основните потребители на референтно време са клетъчните комуникации и навигацията.

„Съвременните радионавигационни системи използват електромагнитни сигнали, които се разпространяват със скоростта на светлината.“ За милиардна част от секундата светлината изминава 30 сантиметра. Ако искаме да определим местоположението си с измервателна точност с помощта на GLONASS, това означава, че цялата система трябва да работи с грешка от една или две милиардни от секундата. GPS, GLONASS е система от сателити, които са предназначени за точно определяне на географски координати и точно време. GPS, иначе се нарича NAVSTAR - американско съзвездие от сателити, GLONASS - руски.

Атомното време е толкова старо, колкото и космонавтиката. Половин век. Бързото развитие на квантовата физика доведе до факта, че в средата на 20 век се появи първият атомен часовник и Международният комитет по мерки и теглилки реши да премине към атомния стандарт. Модерният стандарт за време е еталонната честота на цезия. Устройството е зад стъкло, не можете да влезете в стаята, защото. устройството има „парникови условия“, те са създадени специално, така че външният свят да не пречи на работата. И ако говорим за точност, тогава това е една десетмилионна част от една милиардна от секундата. Трудно е да се говори и разбира. Изглежда, какво друго в природата може да бъде по-точно? Оказва се, че може да са неутронни звезди. Пулсарите или неутронните звезди са това, в което се превръщат звездите, след като умрат. Те експлодират, въртят се бързо. Появява се топка с желязна обвивка и огромна сила на привличане, излъчваща вълни със строга периодичност. „Електрическото поле изважда електрони директно от повърхността на звездата, а тя е желязо, те летят, ускоряват се и по посока на движението си излъчват различни вълни. Пулсарите са открити от британски астрономи през 1967 г. Информацията беше секретна дълго време. Те смятали, че това е сигнал от извънземни цивилизации. В крайна сметка природните обекти не могат да дават радиосигнали с такава честота. Те дори привлякоха криптографи. Хипотезата за изкуствения произход на огнищата обаче не беше потвърдена. „Ако искахме да се свържем с някого“, казва Михаил Попов, „можете да дадете позивни, те не носят никаква информация, импулси, които не трябва да се формират в живота. Преди откриването на пулсарите те мислеха така. Идеята да се използват пулсари за проверка на часовника на Земята е предложена от руски учени. Точността на звездните импулси надвишава атомния стандарт с няколко порядъка. Оказва се, че скоро на въпроса: „Колко е часът?“ Вселената ще отговори на човечеството.

килограм(символ: kg, kg) - единица за маса, една от основните единици SI [система от единици / измервания].

В момента килограмът е единствената единица SI, която се определя с помощта на предмет, направен от хора. Всички други единици сега се дефинират с помощта на фундаментални физически свойства и закони.

Стандартът е направен през 1889 г. и оттогава се съхранява в Международно бюро за мерки и теглилки* (намира се в Севр близо до Париж) и представлява цилиндър с диаметър и височина 39,17 mm, изработен от платинено-иридиева сплав (90% платина, 10% иридий). Съхранява се под три запечатани стъклени капачки. Килограмът първоначално се определя като масата на един кубичен дециметър (литър) чиста вода при 4°C и стандартно атмосферно налягане на морското равнище.
Изработени са и точни официални копия на международния стандарт, които се използват като национални еталони на килограма. Общо бяха създадени повече от 80 копия. Копия на международния стандарт се съхраняват и в Руската федерация, във Всеруския изследователски институт по метрология. Менделеев. Приблизително веднъж на всеки 10 години националните стандарти се сравняват с международните. Тези сравнения показват, че точността на националните стандарти е приблизително 2 µg. Тъй като те се съхраняват при еднакви условия, няма причина да се смята, че международният стандарт е по-точен. По различни причини за сто години международният стандарт губи 3x10 −8 от масата си. Въпреки това, по дефиниция, масата на международния стандарт е точно равна на един килограм. Следователно всяка промяна в действителната маса на стандарта води до промяна в стойността на килограма.

За да се премахнат тези неточности, в момента се разглеждат различни варианти за предефиниране на килограма въз основа на фундаменталните физични закони.

Освен това от 2003 г. международна група от изследователи от 8 страни, включително Германия, Австралия, Италия и Япония, под егидата на немската лаборатория за стандарти, работи за предефиниране на килограма като маса на определен брой атоми на изотоп силиций-28. Вторият проект, наречен "Електронен килограм", стартира през 2005 г. в (NIST). Ръководителят на този проект Ричард Щайнер твърди, че работи над създаването на "електронния килограм" повече от десет години. Учените, ръководени от д-р Щайнер, създадоха устройство, което измерва мощността, необходима за генериране на електромагнитно поле, с което може да се повдигне един килограм маса. С негова помощ учените успяха да определят масата на един килограм с точност до 99,999995%, пишат в Wikipedia.

Учените се доближават до нефизическото описание на килограма, след като откриха, че металният стандарт, използван като международен стандарт, е започнал да отслабва по неизвестни причини.

Изследователите казват, че все още трябва да изминат още много време, преди да бъде дадено определение, но ако успеят, това ще доведе до приемането на нов международен стандарт, използван за определяне на килограма.

Учените казват, че описанието на килограма е толкова важно, тъй като това е основната физическа единица за тегло, от която всички останали вече се изчисляват като производни. Сега еквивалентът на килограм е метална пръчка, тежаща около 2,2 британски паунда. [...] .

Въпреки това, през 2007 г. беше установено, че стандартът започва да губи тегло, по-специално, учените установиха, че един килограм бар започва да тежи с 50 микрограма по-малко, няколко десетки точни копия. Тоест можем да кажем, че стандартът е загубил тегло, сравнимо с теглото на песъчинка. В тази връзка физиците предполагат, че кюлчето може да продължи да губи теглото си.

Освен това учените казват, че други основни единици като ампер, волт, мол, метър и други не са обвързани с никакви физически препратки.

По-рано германски специалисти от Националния институт по метрология в Брауншвайг обявиха, че ще използват нова 10-сантиметрова силиконова сфера като стандарт за килограм. Според учените новият стандарт е по-точен и стабилен от използвания в момента.

Целта на новия проект е да се създаде по-надежден стандарт, чиято точност се измерва на атомно ниво. Учените казват, че силициевите атоми са идеални за този проект, тъй като са много стабилни и техните съединения почти не се разпадат при стандартни условия.

Трябва да се отбележи, че в Русия е разработен частично нов стандарт за килограм силиций. В проекта са участвали и учени от Австралия и Япония. Общо 2 милиона евро бяха изразходвани за производството на силиконова сфера с безпрецедентна точност, а процесът на нейното създаване отне малко по-малко от 5 години.

Според Питър Бекер, ръководител на проекта, за да създадат стандарт за килограм, физиците изчислиха колко атома силиций трябва да има в 1 килограм от този елемент, след което започнаха да „сглобяват“ стандарта. Бекер обаче подчертава, че и новата сфера не е идеално точна, тъй като днешната наука не е в състояние да сглоби макро обект в буквалния смисъл на думата, сглобявайки го от атоми, пише ZN.UA по материали на CyberSecurity.

* Справка: Какво представлява Международното бюро за мерки и теглилки?

Създадена през 1875 г., заедно с подписването на Конвенцията за метъра. Основната задача на Бюрото е да осигури съществуването на единна система за измерване във всички страни, участващи в тази конвенция.

BIPM съхранява международни еталони на основни единици и извършва международна метрологична работа, свързана с разработването и съхранението на международни еталони и сравняването на национални еталони с международни и помежду си.

BIPM също провежда изследвания в областта на метрологията, насочени към повишаване на точността на измерванията.

През годините бюрото се оглавява от известни европейски учени: G. Govi (Италия, 1875-1877) J. Pernet (Швейцария, 1877-1879), О.-Й. Брох (Норвегия, 1879-1889), Ж.-Р. Беноа (Франция, 1889-1915), C.-E. Гийом (Швейцария, 1915-1936), А. Перард (Франция, 1936-1951), C. Volet (Швейцария, 1951-1961)Дж. Териен (Франция, 1962-1977), П. Джакомо (Франция, 1978-1988)Т. Дж. Куин (Великобритания, 1988-2003).

От 2004 г. до момента директор на BIPM е професор Андрю Уолард ( А. Дж. Уолард), Великобритания. Бюрото се финансира от страните членки на Метричната конвенция.

Има и Главна камара за мерки и теглилки, която е създадена през 1893 г. в Санкт Петербург по инициатива на Д. И. Менделеев, учен-пазител на Депото за образцови мерки и теглилки, което е преобразувано в Главната камара.

Главната камара на мерките и теглилките беше централната институция на Министерството на финансите, отговаряща за отдела за проверка в Руската империя и подчинена на Министерството на търговията.

Съгласно Правилника за мерките и теглилките от 1899 г. задачата на Камарата е „да поддържа еднаквост, вярност и взаимно съответствие на мерките и теглилките“; съгласно закона от 1901 г. на нея е поверено управлението на местните палатки за проверка, техните временни отдели, разпределението между тези и други служители за проверка, които са били в Камарата, изпращането им и т.н., както и решаването на различни въпроси на метрологията и воденето на записи за получаването на такси за брандиране на теглилки и мерки в хазната. В самата камара организацията на проверката беше доведена до възможното научно и техническо съвършенство.

Днес VNIIM е един от най-големите световни центрове за научна и практическа метрология, водещата организация в страната за фундаментални изследвания в областта на метрологията и основният център на държавните стандарти в Русия. Подчинен на Федералната агенция за техническо регулиране и метрология.

През юли 1994 г. ВНИИМ получава статут на Държавен научен център на Руската федерация с постановление на правителството на Руската федерация. Като Държавен научен център на Руската федерация, ВНИИМ е подчинен на Министерството на образованието и науката на Русия и е член на Асоциацията на държавните научни центрове, пишат в Wikipedia.

Кубичен дециметър вода от река Сена в Париж е увековечен в прототип от платина и иридий. Чистата платина не се окислява и има висока плътност и твърдост. Но платината не е идеален метал, тя реагира твърде чувствително на температурни промени. Добавянето на иридий реши проблема. 90% платина и 10% иридий се превръщат в идеалния материал за съхранение на тежести през 19 век. Колкото и да е странно, този прототип все още служи като универсален стандарт за тегло. Въпреки че неговата точност не е толкова висока, колкото тази на други по-модерни стандарти. Ако единицата време се възпроизвежда с грешка от няколко единици от 16-ия знак, тогава, да речем, количества от електрически тип, същия килограм, същите топлинни количества, това е нещо като деветия, осмия знак. Тоест разликата е 6-7 порядъка, тоест десетки милиони пъти. Килограмът е най-проблемният стандарт в света. Въпреки че е внимателно съхраняван, тежкият kettlebell постепенно променя теглото си.

През последните 100 години, спрямо международния стандарт, международния прототип, който се съхранява в Париж, руският стандарт за килограм се е променил с 30 микрограма. От повърхността на метала се получава изпарение и механично износване; върху метала се отлагат атоми на кислород, водород и тежки метали. Докато използваме този прототип, това не може да бъде избегнато. Какво заплашва да се отклони от стандарта за тегло с 30 микрограма? Какво е един микрограм? Хилядна от милиграма или милионна от грама? 500 микрограма обикновени ябълки са 1 кубичен милиметър.
Хостван на ref.rf
В сферата на битовата търговия никой няма да забележи подобни промени. Друго нещо са фармацевтичните продукти. Ако грешката в производството на лекарството е един милиграм, последствията са много трагични. Учени от цял свят работят за създаването на актуализиран стандарт за маса - топка от ултра-чист силиций. Силицият има идеална кристална решетка. Използвайки силови микроскопи, метролозите ще определят точния брой атоми в един килограм силиций.

Стандарти за време.

Дори сега съвременният човек всяка минута се сблъсква с работата на най-сложните метрологични устройства, без дори да го знае. Например мобилна комуникация, мобилен телефон. . Кой се чудеше защо работи? Натиснете бутона - работи. За да работят мобилните комуникации, тези клетъчни станции, тези кули, които хората могат да видят, трябва да бъдат плътно синхронизирани помежду си, тоест свързани във времето. И това свързване във времето за осигуряване на работоспособността на мобилните комуникации е милионни от секундата.

Само изобретяването на стандартите за време на атомния часовник направи възможно създаването на най-сложните навигационни системи: GPS и Glonass. За да бъде удобно шофирането по пътя, системата трябва да определя позицията на автомобила в рамките на един метър. Един метър за сателит е 3 милиардни от секундата. С такава невероятна скорост се актуализира информацията за движението на автомобила. Използвайки сателитни сигнали, метролозите по света обменят данни за точния час. Уредите фиксират разликата между показанията на лабораторния и сателитен часовник. Освен това данните от всички лаборатории се сравняват със специална програма. Резултатът е синхронизирано международно атомно време. Сателитният комплекс Московска област предава данни в космоса с грешка от само една наносекунда, тоест една милиардна от секундата от нормалната.

ʼʼПазители на времетоʼʼ. Колкото и мистериозно да звучи позицията на тези специалисти, атомният часовник в Института за радиотехнически измервания, по който цялата страна сверява стрелките, не изглежда фантастично. Въпреки че тук се управляват нано и пико секунди, човек не може да усети такава точност.

ʼʼКогато се говори за точен час, тогава масово, на битово ниво, хората чуват предаване на сигнали за проверка на времето по радиото ʼʼпи, пи, пиʼʼ, това е точното време. Всъщност това време от нашата камбанария не е много точно, много скромна точност. Националната времева скала е тази, която ние формираме тук. Грешката на ден е приблизително няколко стомилиардни от секундата на денʼʼ. За да могат атомните часовници да изпреварват или изостават със секунда, трябва да минат милиони години. Основните потребители на референтно време са клетъчните комуникации и навигацията.

ʼʼСъвременните радионавигационни системи използват електромагнитни сигнали, които се разпространяват със скоростта на светлинатаʼʼ. За милиардна част от секундата светлината изминава 30 сантиметра. Ако искаме да определим местоположението си с измервателна точност с помощта на GLONASS, това означава, че цялата система трябва да работи с грешка от една до две милиардни от секундата. GPS, GLONASS - система от спътници, които са предназначени за точно определяне на географски координати и точно време. GPS, иначе се нарича NAVSTAR - американско съзвездие от сателити, GLONASS - руски.

Атомното време е толкова старо, колкото и космонавтиката. Половин век. Бързото развитие на квантовата физика доведе до факта, че в средата на 20 век се появи първият атомен часовник и Международният комитет по мерки и теглилки реши да премине към атомния стандарт. Съвременният стандарт за време е ϶ᴛᴏ референтна честота на цезий. Устройството е зад стъкло, не можете да влезете в стаята, защото. устройството има ʼʼоранжерийни условияʼʼ, те са създадени специално, така че външният свят да не пречи на работата. И ако говорим за точност, тогава това е една десетмилионна част от една милиардна от секундата. Трудно е да се говори и разбира. Изглежда, какво друго в природата трябва да бъде по-точно? Оказва се, че може да са неутронни звезди. Пулсарите или неутронните звезди са това, в което се превръщат звездите, след като умрат. Οʜᴎ експлодира, бързо се завърта. Появява се топка с желязна обвивка и огромна сила на привличане, излъчваща вълни със строга периодичност. ʼʼЕлектрическото поле извлича електрони директно от повърхността на звездата, а тя е желязо, те летят, ускоряват се и по посока на движението си излъчват различни вълниʼʼ. Пулсарите са открити от британски астрономи през 1967 г. Информацията беше секретна дълго време. Те смятали, че това е сигнал от извънземни цивилизации. В крайна сметка природните обекти не могат да дават радиосигнали с такава честота. Те дори привлякоха криптографи. В същото време хипотезата за изкуствения произход на огнищата не беше потвърдена. ʼʼАко искахме да се свържем с някого, - казва Михаил Попов, - можете да дадете позивни, те не носят никаква информация, импулси, които не трябва да се формират в живота. Така се смяташе до откриването на пулсаритеʼʼ. Идеята да се използват пулсари за проверка на часовника на Земята е предложена от руски учени. Точността на звездните импулси надвишава атомния стандарт с няколко порядъка. Оказва се, че скоро Вселената ще отговори на въпроса: ʼʼКолко е часът?ʼʼ ще отговори човечеството.

Килограмът се определя като масата на международния еталон на килограма, поддържан от Международното бюро за мерки и теглилки, който представлява цилиндър с диаметър 39 mm и височина 39 mm, направен от сплав платина-иридий (90% платина, 10% иридий). Първоначално, като единица за маса, химикът Антоан Лавоазие и кристалографът Рене Юст Айи предложиха през 1793 г. на Френската комисия по мерките и теглилките да използва грамове - масата на един кубичен сантиметър чиста вода при точката на топене на леда. За удобство на практическата употреба вече споменатият Lenoir направи стандартна медна тежест с тегло 1000 грама. От 1795 г. новата единица за маса се нарича килограм. Четири години по-късно беше прието предложението на физика Луис Льофевр-Гиньо водата да се претегли при температурата на максималната й плътност (4 ° C). Новият еталон за килограм е изработен от платина и е депозиран в архивите на Републиката. Няколко негови копия също са направени, за да бъдат използвани като модели при производството на тежести. Въпреки това, измерванията, направени през 19 век, показват, че масата на 1 dm 3 вода е с 0,028 g по-малка от масата на архивния стандарт. За да предотврати всякакви несъответствия в бъдеще, Международната комисия по стандартите на метричната система през 1872 г. решава да приеме масата на прототипа, архивния килограм, като единица за маса.

През 1880 г. международният стандарт на килограма от сплав, състояща се от платина и иридий, видя бял свят, като в същото време бяха направени четири от шестте съществуващи официални копия на този стандарт.

Всички те сега се съхраняват под два запечатани стъклени буркана в сейф, разположен в сутерена на Международното бюро за мерки и теглилки (Bureau International des Poids et Mesures - BIPM) в Севр близо до Париж. През 1889 г. Първата Генерална конференция по мерки и теглилки прие дефиницията на килограма като равен на масата на международния стандарт. Тази дефиниция е валидна и в наше време За информация - Международното бюро за мерки и теглилки, BIPM (фр. Bureau International des Poids et Mesures, BIMP) е постоянна международна организация със седалище в град Севър (предградие на Париж, Франция). Създадена през 1875 г., заедно с подписването на Конвенцията за метъра. Основната задача на Бюрото е да осигури съществуването на единна система за измерване във всички страни, участващи в тази конвенция. BIPM съхранява международни еталони на основни единици и извършва международна метрологична работа, свързана с разработването и съхранението на международни еталони и сравняването на национални еталони с международни и помежду си.

Копие от международния стандарт се съхранява и в Руската федерация, във Всеруския изследователски институт по метрология. Менделеев. Приблизително веднъж на всеки 10 години националните стандарти се сравняват с международните. Тези сравнения показват, че точността на националните стандарти е приблизително 2 µg. Тъй като те се съхраняват при еднакви условия, няма причина да се смята, че международният стандарт е по-точен. По различни причини за сто години международният стандарт губи 0,00000003 от масата си. Въпреки това, по дефиниция, масата на международния стандарт е точно равна на един килограм. Следователно всяка промяна в действителната маса на стандарта води до промяна в стойността на килограма.

Килограмът е една от седемте основни единици на международната система единици SI. Останалите - метър, секунда, ампер, келвин, мол и кандела - не са обвързани с конкретни материални носители. Платиново-иридиевият метър е премахнат през 1960 г. Единственият останал в момента "механичен" стандарт е килограмът. Но дори масата на основния международен стандарт се променя с течение на времето - досега се смята, че той е "отслабнал" с 50 μg поради микротрансфера на веществото към повърхността на стойката по време на съхранение, както и към повърхността на дръжките, с които се премества при проверка с национални стандарти.

Всичко това може да изкриви резултатите от свръхпрецизни научни изчисления, така че учените мислят за необходимостта от предефиниране на килограма. През 1975 г. д-р Брайън Кибъл от Националната физическа лаборатория (NPL) на Великобритания предлага идеята за така наречения ватов баланс. Това устройство ви позволява да свързвате единици на електрическа и механична мощност. „Тази връзка е в основата на метрологията“, казва водещият изследовател във Всеруския научноизследователски институт по метрология на името на V.I. Д. И. Менделеев Едмънд Френч. - Везните се състоят от две намотки, взаимодействащи помежду си, когато протича електрически ток. За разлика от текущите баланси, това използва допълнително калибриране чрез преместване на намотката с известна скорост в еталонно магнитно поле. Благодарение на това е възможно значително да се намали грешката на измерване на силата на взаимодействие поради геометрията на намотката. По този начин е възможно да изразим килограма в електрически единици, измерени на базата на квантови ефекти, тоест чрез фундаментални константи - това ще ни позволи да се отървем от "механичния" стандарт. Досега работещи ват-баланси са въведени в САЩ в NIST и NPL, но в момента най-малката грешка в техните измервания е 3,6 × 10 -8, което е поне два пъти по-лошо от необходимото за стандарта.

Друг начин за предефиниране на килограма беше предложен от група учени от Германия, Австралия, Италия и Япония, ръководени от изследователи от Германския институт по физика и технологии. Те възнамеряват да използват "метода на Авогадро", тоест да определят килограма като n-тия брой атоми. „Основните трудности на този метод са, че е необходимо да се изгради идеална кристална решетка“, казва Едмънд Френчман, „без нито един дефект и освен това от един изотоп, силиций-28. Относителната грешка на този метод все още е твърде висока - 3,1×10 -7 . Между другото, имаше още едно направление, което се развиваше във VNIIM и в Япония - методът за левитиране на свръхпроводяща маса, който осигуряваше точност от порядъка на 4 × 10 -6. Но по различни причини проучванията не са завършени в нито една от страните.

Така че килограмът все още е последният чисто механичен стандарт.

За ваша информация - допустимата абсолютна грешка на масово използвана тежест от 1 килограм е 0,5 грама.

Въз основа на материали от сайтове: www.omedb.ru; www.russianamerica.com wikipedia.org.

Измервателните уреди, които осигуряват възпроизвеждането и (или) съхранението на единица, за да прехвърлят нейния размер към измервателни уреди, които са по-ниски в схемата за проверка и са предназначени да осигурят еднаквост на измерванията, са еталони на единици физически величини.

В зависимост от подчинеността националните стандарти се делят на първични (изходни) и второстепенни (подчинени).

Първичните стандарти възпроизвеждат и (или) съхраняват единици и предават техните размери с най-високата точност, постижима в момента в съответните им области на измерване.
Специалните стандарти възпроизвеждат единици при условия, при които директното прехвърляне на размера на единицата от първичния стандарт с необходимата точност е технически неосъществимо.

Първичните и специалните стандарти са референтни за страната и затова се утвърждават като държавни стандарти.

Вторични стандартиподразделени на:

копиране на проби,
стандарти за сравнение,
работни стандарти.

Копиране на препраткиса връзки за прехвърляне на размера на единицата от първични към работни стандарти. Стандарти за сравнениепредназначени за взаимно сравнение на първични стандарти, работни стандарти- за проверка на образцови и работещи средства с най-висока и висока точност.

В зависимост от състава на техническите средства, включени в стандарта, има:

единни стандарти,
група,
референтни комплекти,
референтни комплекси.

Нежененсе състои от едно средство за измерване (мярка, измервателно устройство, измервателна инсталация), което осигурява възпроизвеждане и (или) съхраняване на единицата независимо, без участието на други измервателни уреди от същия тип.

Групов стандарт- това е набор от еднотипни измервателни уреди, използвани като цяло за подобряване на точността и метрологичната надеждност на еталона. Размерът на единицата, съхранявана от груповия стандарт, се определя като средноаритметично на стойностите, намерени с помощта на индивидуалните измервателни уреди, които са част от груповия стандарт.

Референтен набор- набор от измервателни уреди (мерки или измервателни уреди), всеки от които ви позволява да възпроизвеждате и съхранявате стойностите на физическо количество в определен диапазон. С други думи, всеки отделен измервателен уред, който е част от стандарта, има свои собствени номинални стойности или диапазони на измерване. Наборът от измервателни уреди на референтния набор дава възможност да се разширят границите на обхвата на кратни и (или) дробни стойности на възпроизводимо физическо количество.

Еталонен комплекс от средства за измерване- набор от разнородни технически средства, необходими за възпроизвеждане и съхранение на единица. Това е според тези стандарти държавен първичен еталон за единица маса.

Какъв е масовият стандарт

Състои се от набор от следните измервателни уреди:

националният прототип на килограма - екземпляр № 12 от международния прототип на килограма, който е тежест от платинено-иридиева сплав, предназначена да прехвърля размера на единица маса към тежест R1;
националният прототип на килограма - екземпляр № 26 от Международния прототип на килограма, който е тежест, изработена от платинено-иридиева сплав, предназначена да провери неизменността на размера на единицата за маса, възпроизведена от националния прототип на килограма № 12, и да го замени през периода на сравнение 11 в BIPM (Международна банка за мерки и теглилки);
теглилки R1 и набор от теглилки, изработени от платинено-иридиева сплав, предназначени да прехвърлят размера на единица маса към стандарти за копиране;
два компаратора (референтни скали).

Номиналната стойност на масата, възпроизведена от стандарта, е 1 kg. Държавният първичен стандарт осигурява възпроизвеждането на единица със стандартно отклонение на резултата от измерването в сравнение с международния прототип на килограма, което не надвишава 2 * 10 (-3) mg. Теглилка R1 с номинална стойност на масата 1 kg и набор от тежести с номинална стойност на масата от 1*10(-6) до 5*10(-1) kg се сравняват с номиналния прототип на килограма - екземпляр № 12 - със стандартно отклонение на резултата от измерването не повече от 8*10(-3) mg за тежестта R1 и 2*10(-4) - 1,6*10(-2) mg - за gi набор p.

Като сравнителни средства се използват еталонни везни с еднолостова конструкция с равно рамо, имащи най-големи граници на тегло от 1 kg (NmPV - 2 * 10 (-3) mg), стандартното отклонение на резултатите от наблюдението е от 5 * 10 (-4) до 3 * 10 (-2) mg. Стойността на делението на теглата е от 1*10(-4) до 4*10(-2) mg. Вторичните еталони на единицата за маса са еталони за копиране и работни еталони. Като стандартни екземпляри се използват теглилки с номинална маса 1 kg, изработени от немагнитна неръждаема стомана и компаратор (везна). Стандартното отклонение на резултатите от сравнението на стандартите за копиране със състоянието не трябва да надвишава 1 * 10 (-2) mg.

Референтните везни, използвани като сравнение, с най-голяма граница на тегло от 1 kg, имат стандартно отклонение на резултата от наблюдението, което не надвишава 3 * 10 (-2) mg. Стойността на делението на везните не трябва да надвишава 4*10(-2) mg. Нестабилността на стандартите за копиране v за периода на калибриране не трябва да надвишава 3 * 10 (-2) mg. Еталоните за копиране се използват за прехвърляне на размера на единица маса към работните еталони за сравнение с помощта на компаратор. Като работни стандарти се използват единични теглилки с номинална маса 1 kg и комплекти теглилки с тегло от 1 до 500 g, изработени от немагнитна неръждаема стомана, и компаратори (везни).

Стандартното отклонение на резултатите от сравнението на работни стандарти с копиращи стандарти трябва да бъде в диапазона от 8 * 10 (-4) до 2 * 10 (-2) mg.

Референтни везни (компаратори), имащи диапазон на измерване от 2 * 10 (-3) до 1 kg, осигуряват стандартното отклонение на резултатите от наблюденията върху везната от 5 * 10 (-4) до 5 * 10 (-2) mg. Стойността на делението на еталонните тегла е от 1*10(-4) до 4*10(-2) mg. Нестабилността на работните стандарти v за интервала на калибриране варира от 16 * 10 (-4) до 4 * 10 (-2) mg.

Работните еталони се използват за проверка на примерни тегла от Ia и I категории и работни тегла от 1-ви клас чрез сравнение на компаратор. Инструментите, които са част от вторичните стандарти, изпълняват следните функции:

единица съхранение,
контрол на условията на съхранение,
прехвърляне на размера на единицата маса към примерни и работещи измервателни уреди.

Средствата, методите и точността на прехвърляне на размера на единица от стандартни към работещи измервателни уреди се регулират от документи, одобрени по предписания начин, наречени схеми за проверка. Има държавни и местни схеми за проверка.

Схемите за държавна проверка са одобрени като държавни стандарти. Имената на референтни, примерни и работни измервателни уреди, дадени в схемите за проверка, са придружени от числени стойности на работните диапазони на възпроизвеждане (за мерки) или измерване (за измервателни уреди) на възпроизводими или измерени физически величини, както и стойностите на границите на допустимите грешки на всички измервателни уреди, включени в схемата за проверка.

Методи за проверка

От голямо значение за ясното регулиране и класиране на връзката на средствата за измерване, включени в определена схема за проверка, са методите, използвани при проверката. Методите за проверка, посочени в схемата за проверка, отразяват спецификата на проверката на този тип средства за измерване. Те трябва да отговарят на един от следните общи методи:

директно (без компаратор) сравнение на калибрирания измервателен уред с образцов измервателен уред от същия тип, т.е. мярка с мярка или измервателен уред с измервателен уред;
директно измерване с проверено средство за измерване на стойността, възпроизведена от образцовата мярка;
директно измерване с образцово средство за измерване на стойността, възпроизведена от подлежащата на проверка мярка;
непреки измервания на количество, възпроизводимо с мярка или измерено с уред, подлежащ на проверка;
независима проверка, т.е. проверка на измервателни уреди на относителни (безразмерни) величини, която не изисква прехвърляне на размера на единиците от стандарти или примерни измервателни уреди към работещи измервателни уреди, градуирани в единици на измерени количества.

Спецификата на средствата за измерване, включени в схемата, показана на фиг. 1, позволява използването и регулирането само на два от шестте изброени метода за проверка:

сравнение на калибрирания измервателен уред с примерен измервателен уред от същия тип с помощта на компаратор;
директно измерване с калибриран измервателен уред на стойност, възпроизведена от стандартна мярка.

За да се разкрие връзката на измервателните уреди, които се извършват при прехвърляне на размера на единица маса от стандарта към работни мерки и инструменти, по-долу са дадени основните параметри и нормализирани стойности на грешката на примерни и работещи измервателни уреди, включени в посочената схема за проверка, както и методите, използвани при проверката на всеки измервателен уред.