Etalon mase od 1 kg izrađen je od legure. Standardna jedinica za masu

Najstarija materijalna mjerna jedinica danas je etalon mase. Međunarodna definicija idealnog kilograma nije se mijenjala od 1875. godine. Kilogram je definiran kao težina jednog kubičnog decimetra vode pri najvećoj gustoći, pri temperaturi od 4 stupnja. U Rusiji se primjerak idealnog kilograma čuva u Sanktpeterburškom istraživačkom institutu za mjeriteljstvo. D. I. Mendeljejev.

Kubični decimetar vode iz rijeke Seine u Parizu ovjekovječen je u prototipu platine i iridija. Čista platina ne oksidira i ima visoku gustoću i tvrdoću. Ali platina nije idealan metal, preosjetljivo reagira na promjene temperature. Dodatak iridija riješio je problem. 90% platine i 10% iridija postalo je savršen materijal za pohranu utega u 19. stoljeću. Začudo, ovaj prototip još uvijek služi kao univerzalni standard težine. Iako njegova točnost nije tako visoka kao kod drugih modernijih standarda. Ako se jedinica vremena reproducira s greškom od nekoliko jedinica 16. znaka, onda, recimo, količine električnog tipa, isti kilogram, iste toplinske količine, to je nešto poput devetog, osmog znaka. Odnosno, razlika je 6-7 redova veličine, odnosno desetke milijuna puta. Kilogram je najproblematičniji standard na svijetu. Unatoč pažljivom skladištenju, teška girja postupno mijenja težinu.

Tijekom proteklih 100 godina, u odnosu na međunarodni standard, međunarodni prototip, koji je pohranjen u Parizu, ruski kilogramski standard promijenio se za 30 mikrograma. S površine metala dolazi do isparavanja i mehaničkog trošenja; na metalu se talože atomi kisika, vodika i teških metala. Sve dok koristimo ovaj prototip, to se ne može izbjeći. Što prijeti odstupanjem od standarda težine za 30 mikrograma? Što je jedan mikrogram? Tisućiti dio miligrama ili milijunti dio grama? 500 mikrograma običnih jabuka je 1 kubni milimetar. Na području trgovine za domaćinstva takve promjene nitko neće primijetiti. Druga stvar su lijekovi. Ako je pogreška u proizvodnji lijeka jedan miligram, posljedice mogu biti vrlo tragične. Znanstvenici diljem svijeta rade na stvaranju ažuriranog masovnog standarda - kuglice od ultra čistog silicija. Silicij ima idealnu kristalnu rešetku. Pomoću mikroskopa sile metrolozi će odrediti točan broj atoma u jednom kilogramu silicija.

Vremenski standardi.

Čak i sada, moderna osoba se svake minute suočava s radom najsloženijih mjeriteljskih uređaja, a da to i ne zna. Na primjer, mobilna komunikacija, mobilni telefon. . Tko se pita zašto radi? Pritisnite gumb - radi. Da bi mobilna komunikacija funkcionirala, te mobilne stanice, ti tornjevi da ljudi sve vide, moraju biti međusobno čvrsto sinkronizirani, odnosno vremenski povezani. A ovo vremensko povezivanje koje osigurava operativnost mobilnih komunikacija je milijunti dio sekunde.

Ljudi su sve do sredine 20. stoljeća mjerili vrijeme rotacijom nebeskih tijela. Ali ovaj je pristup bio daleko od idealnog. Zemlja polako usporava svoju rotaciju. Štoviše, ne okreće se ravnomjerno. Odnosno, grubo rečeno, onda brže, pa sporije. Mjeriteljstvo se suočilo s pitanjem: kako izračunati i pohraniti točan vremenski interval? Godine 1967. stvoren je novi standard.

To je 9 milijardi 192 milijuna 631 tisuća 770 perioda zračenja atoma cezija 133 u osnovnom stanju. Kada se izbroje toliki periodi zračenja, to je jedna sekunda. I postoje uređaji, specifični uređaji, fizičke instalacije koje to provode. Zašto cezij? Najneosjetljivija je na vanjske utjecaje. U Rusiji je glavni standard vremena pohranjen u Moskovskom regionalnom znanstveno-istraživačkom institutu za fizikalna, tehnička i radiotehnička mjerenja. Složen skup instrumenata odgovoran je za određivanje točnog vremena - čuvari i frekvencijske i vremenske skale. Ruski vremenski standard uvršten je u skupinu najboljih svjetskih standarda. Njegova relativna pogreška nije veća od 1 sekunde u pola milijuna godina.

Tek je izum standarda vremena atomskog sata omogućio stvaranje najsloženijih navigacijskih sustava: GPS i Glonass. Kako bi vožnja na cesti bila ugodna, sustav mora odrediti položaj automobila unutar jednog metra. Metar za satelit je 3 milijarde sekunde. S takvom nevjerojatnom brzinom ažuriraju se informacije o kretanju automobila. Pomoću satelitskih signala metrolozi diljem svijeta razmjenjuju podatke o točnom vremenu. Jedinice popravljaju razliku između očitanja laboratorijskog i satelitskog sata. Zatim se posebnim programom uspoređuju podaci svih laboratorija. Rezultat je sinkronizirano međunarodno atomsko vrijeme. Satelitski kompleks Podmoskovlje odašilje podatke u svemir s pogreškom od samo jedne nanosekunde, odnosno milijardu dijela normalne sekunde.

"Čuvari vremena" Koliko god misteriozno zvučalo stajalište ovih stručnjaka, atomski sat na Institutu za radiotehnička mjerenja, po kojem cijela zemlja uspoređuje strelice, ne izgleda fantastično. Iako se ovdje upravlja nano i piko sekundama, čovjek ne može osjetiti takvu točnost.

“Kada se govori o točnom vremenu, onda u svojoj masi, na razini kućanstva, ljudi čuju emitiranje signala za provjeru vremena na radiju “pi, pi, pi”, to je točno vrijeme. Zapravo, ovo vrijeme s našeg zvonika nije baš točno, vrlo skromna točnost. Nacionalna vremenska skala je ona koju mi ovdje formiramo. Pogreška po danu iznosi otprilike nekoliko stomilijuntnih dijelova sekunde po danu. Moraju proći milijuni godina prije nego što atomski sat ubrza ili zaostane za sekundu. Glavni potrošači referentnog vremena su mobilne komunikacije i navigacija.

"Moderni radionavigacijski sustavi koriste elektromagnetske signale koji putuju brzinom svjetlosti." U milijarditom dijelu sekunde svjetlost prijeđe 30 centimetara. Ako pomoću GLONASS-a želimo odrediti svoju lokaciju s metarskom preciznošću, to znači da cijeli sustav mora raditi s pogreškom od jedne ili dvije milijarde sekunde. GPS, GLONASS je sustav satelita koji su dizajnirani za precizno određivanje geografskih koordinata i točnog vremena. GPS, inače se zove NAVSTAR - američka konstelacija satelita, GLONASS - ruska.

Atomsko vrijeme staro je koliko i kozmonautika. Pola stoljeća. Brzi razvoj kvantne fizike doveo je do toga da se sredinom 20. stoljeća pojavio prvi atomski sat, a Međunarodni odbor za utege i mjere odlučio je prijeći na atomski standard. Moderni vremenski standard je referentna frekvencija cezija. Uređaj je iza stakla, ne možete ući u sobu, jer. uređaj ima "uvjete staklenika", stvoreni su posebno tako da vanjski svijet ne ometa rad. A ako govorimo o točnosti, onda je ovo desetmilijunti dio milijarditog dijela sekunde. Teško je govoriti i razumjeti. Čini se, što drugo u prirodi može biti točnije? Ispostavilo se da bi to mogle biti neutronske zvijezde. Pulsari ili neutronske zvijezde su ono u što se zvijezde pretvaraju nakon što umru. Eksplodiraju, vrte se brzo. Pojavljuje se lopta sa željeznom ljuskom i ogromnom silom privlačenja, koja zrači valove sa strogom periodičnošću. “Električno polje izvlači elektrone izravno s površine zvijezde, a to je željezo, oni lete, ubrzavaju se i u smjeru kretanja zrače različite valove.” Pulsare su otkrili britanski astronomi 1967. godine. Informacija je dugo bila tajna. Mislili su da je to signal izvanzemaljskih civilizacija. Uostalom, prirodni objekti ne mogu dati radio signale s takvom frekvencijom. Čak su privukli i kriptografe. Međutim, hipoteza o umjetnom podrijetlu izbijanja nije potvrđena. “Ako želimo s nekim stupiti u kontakt,” kaže Mihail Popov, “možete dati pozivne znakove, oni ne nose nikakve informacije, impulse koji se ne bi trebali formirati u životu. Prije otkrića pulsara, mislili su tako.” Ideju korištenja pulsara za provjeru Zemljinog sata predložili su ruski znanstvenici. Točnost zvjezdanih impulsa premašuje atomski standard za nekoliko redova veličine. Ispostavilo se da uskoro, na pitanje: "Koliko je sati?" Svemir će odgovoriti čovječanstvu.

Kilogram(simbol: kg, kg) - jedinica za masu, jedna od osnovnih SI jedinica [sustav jedinica/mjera].

U ovom trenutku, kilogram je jedina SI jedinica koja se definira korištenjem predmeta koji su napravili ljudi. Sve ostale jedinice sada su definirane temeljnim fizičkim svojstvima i zakonima.

Standard je izrađen 1889. godine i od tada je pohranjen u Međunarodni ured za utege i mjere* (nalazi se u Sevresu blizu Pariza) i cilindar je promjera i visine 39,17 mm izrađen od legure platine i iridija (90% platine, 10% iridija). Čuva se pod tri zatvorena staklena čepa. Kilogram je izvorno definiran kao masa jednog kubičnog decimetra (litre) čiste vode na 4°C i standardnom atmosferskom tlaku na razini mora.
Izrađene su i točne službene kopije međunarodnog etalona koje se koriste kao nacionalni etaloni kilograma. Ukupno je stvoreno više od 80 primjeraka. Kopije međunarodnog standarda također su pohranjene u Ruskoj Federaciji, u Sveruskom istraživačkom institutu za mjeriteljstvo. Mendeljejev. Otprilike jednom svakih 10 godina uspoređuju se nacionalni standardi s međunarodnim. Ove usporedbe pokazuju da je točnost nacionalnih standarda približno 2 µg. Budući da se skladište pod istim uvjetima, nema razloga vjerovati da je međunarodna norma točnija. Iz različitih razloga, tijekom stotinu godina, međunarodni standard gubi 3x10 −8 svoje mase. Međutim, prema definiciji, masa međunarodnog standarda točno je jednaka jednom kilogramu. Stoga svaka promjena stvarne mase etalona dovodi do promjene vrijednosti kilograma.

Kako bi se uklonile te netočnosti, trenutno se razmatraju različite opcije za redefiniranje kilograma na temelju temeljnih fizikalnih zakona.

Također, od 2003. međunarodna skupina istraživača iz 8 zemalja, uključujući Njemačku, Australiju, Italiju i Japan, pod pokroviteljstvom njemačkog laboratorija za standarde, radi na redefiniranju kilograma kao mase određenog broja silicija-28 atomi izotopa. Drugi projekt pod nazivom "Elektronički kilogram" započeo je 2005. godine na (NIST). Voditelj ovog projekta Richard Steiner tvrdi da je na stvaranju "elektroničkog kilograma" radio više od deset godina. Znanstvenici predvođeni dr. Steinerom napravili su uređaj koji mjeri snagu potrebnu za stvaranje elektromagnetskog polja, s kojim se može podići jedan kilogram mase. Uz njegovu pomoć znanstvenici su uspjeli odrediti masu jednog kilograma s točnošću od 99,999995%, pišu na Wikipediji.

Znanstvenici su sve bliže nefizičkom opisu kilograma nakon što su otkrili da je metalni standard koji se koristi kao međunarodni standard počeo gubiti težinu iz nepoznatih razloga.

Istraživači kažu da još moraju proći dosta vremena prije nego što se da definicija, ali ako uspiju, to bi dovelo do usvajanja novog međunarodnog standarda koji se koristi za definiranje kilograma.

Znanstvenici kažu da je upravo opis kilograma toliko važan, budući da je to glavna fizikalna jedinica težine, iz koje se sve ostale već izračunavaju kao izvedenice. Sada je ekvivalent kilogramu metalna šipka, teška oko 2,2 britanske funte. [...] .

Međutim, 2007. godine utvrđeno je da je standard počeo gubiti na težini, posebice znanstvenici su utvrdili da je kilogramska šipka počela težiti 50 mikrograma manje, nekoliko desetaka točnih kopija. Odnosno, možemo reći da je standard izgubio težinu usporedivu s težinom zrna pijeska. S tim u vezi, fizičari sugeriraju da bi šipka mogla nastaviti gubiti na težini.

Osim toga, znanstvenici kažu da druge temeljne jedinice kao što su amper, volt, mol, metar i druge nisu vezane ni za kakve fizičke reference.

Ranije su njemački stručnjaci iz Nacionalnog instituta za mjeriteljstvo u Braunschweigu najavili da će kao etalon kilograma koristiti novu silikonsku kuglu od 10 cm. Prema znanstvenicima, novi je standard točniji i stabilniji od onog koji se trenutno koristi.

Cilj novog projekta je stvoriti pouzdaniji standard, čija se točnost mjeri na atomskoj razini. Znanstvenici kažu da su atomi silicija idealni za ovaj projekt, jer su vrlo stabilni, a njihovi spojevi teško se raspadaju u standardnim uvjetima.

Važno je napomenuti da je u Rusiji razvijen djelomično novi standard kilograma silicija. U projektu su sudjelovali i znanstvenici iz Australije i Japana. Ukupno je u izradu silikonske kugle neviđene točnosti utrošeno 2 milijuna eura, a proces njezina nastanka trajao je nešto manje od 5 godina.

Prema riječima Petera Beckera, voditelja projekta, za izradu standarda kilograma, fizičari su izračunali koliko bi atoma silicija trebalo biti u 1 kilogramu ovog elementa, nakon čega su počeli "sastavljati" standard. Međutim, Becker naglašava da ni nova sfera nije savršeno točna, budući da današnja znanost nije u stanju sastaviti makro objekt u doslovnom smislu te riječi, sastavljajući ga po atomima, piše ZN.UA na temelju CyberSecurity materijala.

* Referenca: Što je Međunarodni ured za utege i mjere?

Osnovan 1875. godine, zajedno s potpisivanjem Meterske konvencije. Glavni zadatak Ureda je osigurati postojanje jedinstvenog mjernog sustava u svim zemljama sudionicama ove konvencije.

BIPM pohranjuje međunarodne etalone osnovnih jedinica i obavlja međunarodne mjeriteljske poslove koji se odnose na izradu i pohranu međunarodnih etalona te usporedbu nacionalnih etalona s međunarodnim i međusobno.

BIPM također provodi istraživanja u području mjeriteljstva s ciljem povećanja točnosti mjerenja.

Tijekom godina na čelu biroa bili su poznati europski znanstvenici: G. Govi (Italija, 1875.-1877.) J. Pernet (Švicarska, 1877.-1879.), O.-J. Broch (Norveška, 1879.-1889.), J.-R. Benoit (Francuska, 1889.-1915.), C.-E. Guillaume (Švicarska, 1915.-1936.), A. Perard (Francuska, 1936.-1951.), C. Volet (Švicarska, 1951.-1961.) J. Terrien (Francuska, 1962.-1977.), P. Giacomo (Francuska, 1978.-1988.) T. J. Quinn (UK, 1988.-2003.).

Od 2004. do danas direktor BIPM-a je profesor Andrew Wallard ( A. J. Wallard), Velika Britanija. Ured financiraju zemlje članice Metričke konvencije.

Postoji također Glavna komora za utege i mjere, koja je osnovana 1893. godine u Sankt Peterburgu na inicijativu D. I. Mendeljejeva, znanstvenika-kustosa Depoa egzemplarnih utega i mjera, koji je pretvoren u Glavnu komoru.

Glavna komora za utege i mjere bila je središnja institucija Ministarstva financija, zadužena za Odjel za provjeru u Ruskom Carstvu i podređena Odjelu za trgovinu.

Prema Pravilniku o utezima i mjerama iz 1899., zadaća Komore bila je “čuvati jednoobraznost, vjernost i međusobnu podudarnost mjera i utega”; prema zakonu iz 1901. povjereno joj je upravljanje mjesnim ovjernim šatorima, njihovim privremenim odjelima, raspodjela među tim i drugim ovjernim službenicima koji su bili u Komori, njihovo slanje itd., kao i rješavanje raznih pitanja mjeriteljstva i vođenje evidencije o primitku naknada za žigosanje mjera u blagajnu i utege. U samoj Komori uređenje verifikacijske kućice dovedeno je do mogućeg znanstvenog i tehničkog savršenstva.

Danas je VNIIM jedno od najvećih svjetskih središta znanstvenog i praktičnog mjeriteljstva, vodeća državna organizacija za temeljna istraživanja u mjeriteljstvu i glavno središte državnih standarda u Rusiji. Podređen je Federalnoj agenciji za tehničku regulativu i mjeriteljstvo.

U srpnju 1994. VNIIM je Uredbom Vlade Ruske Federacije dobio status Državnog znanstvenog centra Ruske Federacije. Kao Državni znanstveni centar Ruske Federacije, VNIIM je podređen Ministarstvu obrazovanja i znanosti Rusije i član je Udruge državnih znanstvenih centara, pišu na Wikipediji.

Kubični decimetar vode iz rijeke Seine u Parizu ovjekovječen je u prototipu platine i iridija. Čista platina ne oksidira i ima visoku gustoću i tvrdoću. Ali platina nije idealan metal, previše osjetljivo reagira na promjene temperature. Dodatak iridija riješio je problem. 90% platine i 10% iridija postalo je savršen materijal za pohranu utega u 19. stoljeću. Začudo, ovaj prototip još uvijek služi kao univerzalni standard težine. Iako njegova točnost nije tako visoka kao kod drugih modernijih standarda. Ako se jedinica vremena reproducira s greškom od nekoliko jedinica 16. znaka, onda, recimo, količine električnog tipa, isti kilogram, iste toplinske količine, to je nešto poput devetog, osmog znaka. Odnosno, razlika je 6-7 redova veličine, odnosno desetke milijuna puta. Kilogram je najproblematičniji standard na svijetu. Unatoč pažljivom skladištenju, teška girja postupno mijenja težinu.

Tijekom proteklih 100 godina, u odnosu na međunarodni standard, međunarodni prototip, koji je pohranjen u Parizu, ruski kilogramski standard promijenio se za 30 mikrograma. S površine metala dolazi do isparavanja i mehaničkog trošenja; na metalu se talože atomi kisika, vodika i teških metala. Sve dok koristimo ovaj prototip, to se ne može izbjeći. Što prijeti odstupanjem od standarda težine za 30 mikrograma? Što je jedan mikrogram? Tisućiti dio miligrama ili milijunti dio grama? 500 mikrograma običnih jabuka je 1 kubni milimetar.
Domaćin na ref.rf
Na području trgovine za domaćinstva takve promjene nitko neće primijetiti. Druga stvar su lijekovi. Ako je pogreška u proizvodnji lijeka jedan miligram, posljedice su vrlo tragične. Znanstvenici diljem svijeta rade na stvaranju ažuriranog standarda mase - kuglice od ultra čistog silicija. Silicij ima idealnu kristalnu rešetku. Pomoću mikroskopa sile metrolozi će odrediti točan broj atoma u jednom kilogramu silicija.

Vremenski standardi.

Čak i sada, moderna osoba se svake minute suočava s radom najsloženijih mjeriteljskih uređaja, a da to i ne zna. Na primjer, mobilna komunikacija, mobilni telefon. . Tko se pita zašto radi? Pritisnite gumb - radi. Da bi mobilna komunikacija funkcionirala, te stanice, ovi tornjevi koje ljudi mogu vidjeti, moraju biti međusobno čvrsto sinkronizirani, odnosno vremenski povezani. A ovo vremensko povezivanje kako bi se osigurala operativnost mobilnih komunikacija je milijunti dio sekunde.

Tek je izum standarda vremena atomskog sata omogućio stvaranje najsloženijih navigacijskih sustava: GPS i Glonass. Kako bi vožnja na cesti bila ugodna, sustav mora odrediti položaj automobila unutar jednog metra. Metar za satelit je 3 milijarde sekunde. S takvom nevjerojatnom brzinom ažuriraju se informacije o kretanju automobila. Pomoću satelitskih signala metrolozi diljem svijeta razmjenjuju podatke o točnom vremenu. Jedinice popravljaju razliku između očitanja laboratorijskog i satelitskog sata. Nadalje, podaci svih laboratorija uspoređuju se posebnim programom. Rezultat je sinkronizirano međunarodno atomsko vrijeme. Satelitski kompleks Podmoskovlje odašilje podatke u svemir s pogreškom od samo jedne nanosekunde, odnosno milijarditog dijela sekunde normalne.

ʼʼČuvari vremenaʼʼ. Koliko god misteriozno zvučalo stajalište ovih stručnjaka, atomski sat na Institutu za radiotehnička mjerenja, po kojem cijela zemlja uspoređuje strelice, ne izgleda fantastično. Iako se ovdje upravlja nano i piko sekundama, čovjek ne može osjetiti takvu točnost.

ʼʼKada se govori o točnom vremenu, onda u svojoj masi, na razini kućanstva, ljudi čuju odašiljanje signala za provjeru vremena na radiju ʼʼpi, pi, piʼʼ, to je točno vrijeme. Zapravo, ovo vrijeme s našeg zvonika nije baš točno, vrlo skromna točnost. Nacionalna vremenska skala je ona koju mi ovdje formiramo. Pogreška po danu iznosi otprilike nekoliko stomilijuntnih dijelova sekunde po danuʼʼ. Da bi atomski satovi mogli napredovati ili zaostajati za sekundu, moraju proći milijuni godina. Glavni potrošači referentnog vremena su mobilne komunikacije i navigacija.

ʼʼModerni radionavigacijski sustavi koriste elektromagnetske signale koji putuju brzinom svjetlostiʼʼ. U milijarditom dijelu sekunde svjetlost prijeđe 30 centimetara. Ako pomoću GLONASS-a želimo odrediti svoju lokaciju s metarskom preciznošću, to znači da cijeli sustav mora raditi s pogreškom od jedne do dvije milijarde sekunde. GPS, GLONASS - sustav satelita koji su dizajnirani za točno određivanje geografskih koordinata i točnog vremena. GPS, inače se zove NAVSTAR - američka konstelacija satelita, GLONASS - ruska.

Atomsko vrijeme staro je koliko i kozmonautika. Pola stoljeća. Brzi razvoj kvantne fizike doveo je do toga da se sredinom 20. stoljeća pojavio prvi atomski sat, a Međunarodni odbor za utege i mjere odlučio je prijeći na atomski standard. Moderni standard vremena je referentna frekvencija ϶ᴛᴏ cezija. Uređaj je iza stakla, ne možete ući u sobu, jer. uređaj ima ʼʼtopleničke uvjeteʼʼ, oni su posebno stvoreni da vanjski svijet ne ometa rad. A ako govorimo o točnosti, onda je ovo desetmilijunti dio milijarditog dijela sekunde. Teško je govoriti i razumjeti. Čini se, što bi drugo u prirodi trebalo biti točnije? Ispostavilo se da bi to mogle biti neutronske zvijezde. Pulsari ili neutronske zvijezde su ono u što se zvijezde pretvaraju nakon što umru. Οʜᴎ eksplodirati, brzo se uvrnuti. Pojavljuje se lopta sa željeznom ljuskom i ogromnom silom privlačenja, koja zrači valove sa strogom periodičnošću. ʼʼElektrično polje izvlači elektrone izravno s površine zvijezde, a to je željezo, oni lete, ubrzavaju se i u smjeru kretanja emitiraju različite valoveʼʼ. Pulsare su otkrili britanski astronomi 1967. godine. Informacija je dugo bila tajna. Mislili su da je to signal izvanzemaljskih civilizacija. Uostalom, prirodni objekti ne mogu dati radio signale s takvom frekvencijom. Čak su privukli i kriptografe. Istodobno, hipoteza o umjetnom podrijetlu izbijanja nije potvrđena. ʼʼAko želimo s nekim stupiti u kontakt, - kaže Mihail Popov, - možete dati pozivne znakove, oni ne nose nikakve informacije, impulse koji se ne bi trebali formirati u životu. Tako se mislilo do otkrića pulsaraʼʼ. Ideju korištenja pulsara za provjeru Zemljinog sata predložili su ruski znanstvenici. Točnost zvjezdanih impulsa premašuje atomski standard za nekoliko redova veličine. Ispostavilo se da će uskoro Svemir odgovoriti na pitanje: ʼʼKoliko je sati?ʼʼ odgovorit će čovječanstvo.

Kilogram je definiran kao masa međunarodnog etalona kilograma kojeg drži Međunarodni ured za utege i mjere, a koji je cilindar promjera 39 mm i visine 39 mm, izrađen od legure platine i iridija (90% platine, 10 % iridija). U početku, kao jedinica za masu, kemičar Antoine Lavoisier i kristalograf Rene Just Ayi predložili su 1793. francuskom Povjerenstvu za utege i mjere korištenje grama - mase jednog kubičnog centimetra čiste vode na točki topljenja leda. Radi praktičnosti praktične upotrebe, već spomenuti Lenoir napravio je standardni bakreni uteg težine 1000 grama. Od 1795. nova jedinica za masu zove se kilogram. Četiri godine kasnije prihvaćen je prijedlog fizičara Louisa Lefebvre-Guinha da se voda vaga na temperaturi njezine najveće gustoće (4 °C). Novi kilogramski etalon izrađen je od platine i pohranjen u Arhivu Republike. Također je napravljeno nekoliko njegovih primjeraka koji će se koristiti kao modeli u proizvodnji utega. Međutim, mjerenja u 19. stoljeću pokazala su da je masa 1 dm 3 vode za 0,028 g manja od mase arhivskog standarda. Kako bi spriječila bilo kakva odstupanja u budućnosti, Međunarodna komisija za standarde metričkog sustava 1872. odlučila je prihvatiti masu prototipa, arhivski kilogram, kao jedinicu mase.

Međunarodni standard kilograma od legure platine i iridija ugledao je svjetlo dana 1880., u isto vrijeme su napravljene četiri od šest postojećih službenih kopija ovog standarda.

Svi su sada pohranjeni ispod dvije zatvorene staklene posude u sefu koji se nalazi u podrumu Međunarodnog ureda za utege i mjere (Bureau International des Poids et Mesures - BIPM) u Sevresu blizu Pariza. Godine 1889. Prva generalna konferencija za utege i mjere usvojila je definiciju kilograma kao jednakog masi međunarodnog standarda. Ova definicija vrijedi i u naše vrijeme Za informaciju - Međunarodni ured za utege i mjere, BIPM (fr. Bureau International des Poids et Mesures, BIMP) je stalna međunarodna organizacija sa sjedištem u gradu Sèvres (predgrađe Pariza, Francuska ) . Osnovan 1875. godine, zajedno s potpisivanjem Meterske konvencije. Glavni zadatak Ureda je osigurati postojanje jedinstvenog mjernog sustava u svim zemljama sudionicama ove konvencije. BIPM pohranjuje međunarodne etalone osnovnih jedinica i obavlja međunarodne mjeriteljske poslove koji se odnose na izradu i pohranu međunarodnih etalona te usporedbu nacionalnih etalona s međunarodnim i međusobno.

Primjerak međunarodnog standarda također je pohranjen u Ruskoj Federaciji, u Sveruskom istraživačkom institutu za mjeriteljstvo. Mendeljejev. Otprilike jednom svakih 10 godina uspoređuju se nacionalni standardi s međunarodnim. Ove usporedbe pokazuju da je točnost nacionalnih standarda približno 2 µg. Budući da se skladište pod istim uvjetima, nema razloga vjerovati da je međunarodna norma točnija. Iz različitih razloga, u stotinu godina međunarodni standard gubi 0,00000003 svoje mase. Međutim, prema definiciji, masa međunarodnog standarda točno je jednaka jednom kilogramu. Stoga svaka promjena stvarne mase etalona dovodi do promjene vrijednosti kilograma.

Kilogram je jedna od sedam osnovnih jedinica međunarodnog SI sustava jedinica. Ostali - metar, sekunda, amper, kelvin, mol i kandela - nisu vezani za određene materijalne nositelje. Standard platina-iridij metra ukinut je 1960. godine. Jedini trenutno preostali "mehanički" standard je kilogram. Ali čak se i masa glavnog međunarodnog standarda mijenja tijekom vremena - do sada se vjeruje da je "izgubio" za 50 μg zbog mikrotransfera tvari na površinu postolja tijekom skladištenja, kao i na površinu ručke kojima se pomiče prilikom provjere s nacionalnim standardima.

Sve to može iskriviti rezultate ultrapreciznih znanstvenih izračuna, pa znanstvenici razmišljaju o potrebi redefiniranja kilograma. Godine 1975. dr. Brian Kibble iz Nacionalnog fizikalnog laboratorija (NPL) Velike Britanije predložio je ideju takozvane vatne ravnoteže. Ovaj uređaj omogućuje vam povezivanje jedinica električne i mehaničke snage. "Ova je veza temelj mjeriteljstva", rekao je vodeći istraživač na Sveruskom istraživačkom institutu za mjeriteljstvo nazvan po V.I. D. I. Mendeljejev Edmund francuski. - Vage se sastoje od dvije zavojnice koje međusobno djeluju kada teče električna struja. Za razliku od strujnih vaga, ovo koristi dodatnu kalibraciju pomicanjem zavojnice poznatom brzinom u referentnom magnetskom polju. Zbog toga je moguće značajno smanjiti pogrešku mjerenja sile interakcije zbog geometrije zavojnice. Dakle, moguće je izraziti kilogram u električnim jedinicama mjerenim na temelju kvantnih učinaka, odnosno kroz fundamentalne konstante - to će nam omogućiti da se riješimo "mehaničkog" standarda. Do sada su radne vat-vage implementirane u SAD-u na NIST-u i NPL-u, no trenutačno je najmanja pogreška u njihovim mjerenjima 3,6 × 10 -8, što je barem dva puta gore od potrebnog za standard.

Drugi način redefiniranja kilograma predložila je skupina znanstvenika iz Njemačke, Australije, Italije i Japana, predvođena istraživačima s Njemačkog instituta za fiziku i tehnologiju. Namjeravaju koristiti "Avogadro metodu", odnosno definirati kilogram kao n-ti broj atoma. "Glavne poteškoće ove metode su u tome što je potrebno izgraditi idealnu kristalnu rešetku", kaže Edmund Frenchman, "bez ijednog defekta, i štoviše, od jednog izotopa, silicija-28. Relativna pogreška ove metode je još uvijek prevelika - 3,1×10 -7 . Usput, postojao je još jedan smjer koji se razvijao na VNIIM-u iu Japanu - metoda levitiranja supravodljive mase, koja je osiguravala točnost reda veličine 4 × 10 -6. Ali iz raznih razloga studije nisu dovršene ni u jednoj od zemalja.”

Dakle, kilogram je još uvijek posljednji čisto mehanički standard.

Za vašu informaciju - dopuštena apsolutna pogreška široko korištenog utega od 1 kilograma je 0,5 grama.

Na temelju materijala sa stranica: www.omedb.ru; www.russianamerica.com wikipedia.org.

Mjerila koja osiguravaju reprodukciju i (ili) pohranjivanje jedinice radi prijenosa njezine veličine na mjerila koja su niža u shemi ovjeravanja i dizajnirana su da osiguraju ujednačenost mjerenja. etaloni jedinica fizičkih veličina.

Ovisno o podređenosti, nacionalne norme dijele se na primarne (početne) i sekundarne (podređene).

Primarni standardi reproduciraju i/ili pohranjuju jedinice i prenose njihove dimenzije s najvećom točnošću koja se trenutno može postići u njihovim odgovarajućim područjima mjerenja.
Posebni etaloni reproduciraju jedinice u uvjetima u kojima je izravan prijenos veličine jedinice iz primarnog etalona s potrebnom točnošću tehnički neizvediv.

Primarni i posebni standardi su referentni za državu i stoga su odobreni kao državni standardi.

Sekundarni standardi podijeljeno na:

kopija uzoraka,
usporedni standardi,
radni standardi.

Kopiraj reference poveznice su za prijenos veličine jedinice s primarnih na radne standarde. Standardi usporedbe dizajniran za međusobnu usporedbu primarnih standarda, radni standardi- za ovjeru oglednih i radnih sredstava najveće i visoke točnosti.

Ovisno o sastavu tehničkih sredstava uključenih u standard, postoje:

jedinstveni standardi,
skupina,
referentni setovi,
referentni kompleksi.

Singl sastoji se od jednog mjernog instrumenta (mjera, mjerni uređaj, mjerna instalacija) koji omogućuje reprodukciju i (ili) pohranjivanje jedinice samostalno, bez sudjelovanja drugih mjernih instrumenata iste vrste.

Grupni standard- ovo je skup istovrsnih mjernih instrumenata koji se koriste kao cjelina za poboljšanje točnosti i mjeriteljske pouzdanosti etalona. Veličina jedinice pohranjene grupnim etalonom određuje se kao aritmetička sredina vrijednosti pronađenih korištenjem pojedinačnih mjernih instrumenata koji su dio grupnog etalona.

Referentni skup- skup mjernih instrumenata (mjera ili mjernih instrumenata), od kojih svaki omogućuje reprodukciju i pohranjivanje vrijednosti fizičke veličine u određenom rasponu. Drugim riječima, svako pojedinačno mjerilo koje je dio standarda ima svoje nazivne vrijednosti ili mjerna područja. Skup mjernih instrumenata referentnog skupa omogućuje proširenje granica raspona višestrukih i (ili) frakcijskih vrijednosti ponovljive fizičke veličine.

Referentni kompleks mjernih instrumenata- skup heterogenih tehničkih sredstava potrebnih za reprodukciju i pohranjivanje jedinice. Prema ovim standardima državni primarni etalon jedinice mase.

Što je masovni standard

Sastoji se od niza sljedećih mjernih instrumenata:

nacionalni prototip kilograma - primjerak br. 12 međunarodnog prototipa kilograma, koji je uteg od legure platine i iridija, dizajniran za prijenos veličine jedinice mase na uteg R1;
nacionalni prototip kilograma - primjerak br. 26 međunarodnog prototipa kilograma, koji je uteg izrađen od legure platine i iridija, dizajniran za provjeru nepromjenjivosti veličine jedinice mase reproducirane nacionalnim prototipom kilograma br. 12 i zamijeniti ga tijekom usporednog razdoblja 11 u BIPM-u (Međunarodna banka utega i mjera);
utezi R1 i set utega izrađenih od legure platine i iridija, dizajniranih za prijenos veličine jedinice mase na etalone za kopiranje;
dva komparatora (referentna mjerila).

Nazivna vrijednost mase reproducirana standardom je 1 kg. Državni primarni standard osigurava reprodukciju jedinice sa standardnim odstupanjem rezultata mjerenja u usporedbi s međunarodnim prototipom kilograma, koje ne prelazi 2 * 10 (-3) mg. Uteg R1 nominalne vrijednosti mase od 1 kg i skup utega nominalne vrijednosti mase od 1 * 10 (-6) do 5 * 10 (-1) kg uspoređuju se s nominalnim prototipom kilograma - kopija 12 - sa standardnom devijacijom rezultata mjerenja, koja ne prelazi 8*10(-3) mg za R1 kettlebell i 2*10(-4) - 1,6*10(-2) mg za kettlebell set.

Kao komparatori koriste se referentne vage s jednom polugom i jednakim krakom, s najvećim granicama vaganja od 1 kg (NmPV - 2 * 10 (-3) mg), standardna devijacija rezultata promatranja od 5 * 10 (-4) do 3 * 10 (-2 ) mg. Vrijednost podjele utega je od 1*10(-4) do 4*10(-2) mg. Sekundarni etaloni jedinice mase su etaloni kopije i radni etaloni. Kao standardni primjerci koriste se utezi nazivne mase 1 kg od nemagnetskog nehrđajućeg čelika i komparator (vaga). Standardna devijacija rezultata usporedbe standarda kopije sa stanjem ne smije biti veća od 1 * 10 (-2) mg.

Referentne vage koje se koriste kao komparator, s najvećom granicom vaganja od 1 kg, imaju standardnu devijaciju rezultata promatranja koja ne prelazi 3 * 10 (-2) mg. Vrijednost podjele ljestvice ne smije prelaziti 4*10(-2) mg. Nestabilnost kopirnih standarda v za razdoblje kalibracije ne smije premašiti 3 * 10 (-2) mg. Kopirni etaloni koriste se za prijenos veličine jedinice mase na radne etalone za usporedbu pomoću komparatora. Kao radni etaloni koriste se pojedinačni utezi nazivne mase 1 kg i setovi utega težine od 1 do 500 g od nemagnetskog nehrđajućeg čelika i komparatori (vage).

Standardna devijacija rezultata usporedbe radnih standarda s kopijnim standardima treba biti u rasponu od 8 * 10 (-4) do 2 * 10 (-2) mg.

Referentne vage (komparatori) s rasponom mjerenja od 2*10(-3) do 1 kg daju standardnu devijaciju rezultata promatranja na vagi od 5*10(-4) do 5*10(-2) mg. Vrijednost podjele referentnih utega je od 1*10(-4) do 4*10(-2) mg. Nestabilnost radnih standarda v za kalibracijski interval kreće se od 16 * 10 (-4) do 4 * 10 (-2) mg.

Radni etaloni služe za provjeru oglednih utega Ia i I kategorije i radnih utega 1. razreda usporedbom na komparatoru. Alati koji su dio sekundarnih standarda obavljaju sljedeće funkcije:

jedinica skladištenja,
kontrola uvjeta skladištenja,
prijenos veličine jedinice mase na ogledne i radne mjerne instrumente.

Načini, načini i točnost prijenosa veličine jedinice s etalona na radna mjerila regulirani su dokumentima odobrenim na propisani način, koji se nazivaju sheme ovjeravanja. Postoje državni i lokalni programi provjere.

Sheme državne provjere odobrene su kao državne norme. Nazivi referentnih, oglednih i radnih mjerila dani u shemama ovjeravanja popraćeni su brojčanim vrijednostima radnih područja reprodukcije (za mjere) ili mjerenja (za mjerila) ponovljivih ili izmjerenih fizikalnih veličina, kao i vrijednosti dopuštenih granica pogreške svih mjernih instrumenata uključenih u shemu ovjeravanja.

Metode provjere

Za jasno reguliranje i rangiranje odnosa mjerila uključenih u pojedinu shemu ovjeravanja od velike su važnosti metode koje se koriste pri ovjeravanju. Metode ovjeravanja navedene u shemi ovjeravanja odražavaju specifičnosti ovjeravanja ove vrste mjerila. Moraju odgovarati jednoj od sljedećih općih metoda:

neposredno (bez komparatora) uspoređivanje umjerenog mjerila s oglednim mjerilom iste vrste, odnosno mjerila s mjerilom ili mjerila s mjerilom;
izravno mjerenje provjerenom mjernom napravom vrijednosti koju reproducira ogledno mjerilo;
izravno mjerenje uzornom mjernom napravom vrijednosti koju reproducira ovjeravano mjerilo;
neizravna mjerenja veličine koja se može reproducirati mjerom ili mjeriti instrumentom koji podliježe provjeri;
neovisno ovjeravanje, odnosno ovjeravanje mjerila relativnih (bezdimenzijskih) veličina, koje ne zahtijeva prijenos veličine jedinica iz etalona ili oglednih mjerila na radna mjerila, graduirana u jedinicama mjernih veličina.

Specifičnosti mjernih instrumenata uključenih u shemu prikazanu na slici 1 dopuštaju korištenje i reguliranje samo dva od šest navedenih načina verifikacije:

usporedba baždarenog mjerila s oglednim mjerilom iste vrste pomoću komparatora;
izravno mjerenje kalibriranim mjernim instrumentom vrijednosti reproducirane standardnom mjerom.

Za otkrivanje odnosa mjernih instrumenata koji se odvijaju pri prijenosu veličine jedinice mase s etalona na radne mjere i instrumente, slijede glavni parametri i normalizirane vrijednosti pogreške oglednih i radnih mjernih instrumenata uključenih u imenovanu shemu ovjeravanja, te također navesti metode koje se koriste u ovjeravanju svakog mjerila.