3-bob. O'Lchov birligi. Birlik etalonlari fizik miqdorlar

Xalqaro standart - xalqaro miqyosda qabul qilingan standart shartnoma bilan kelishish uchun xalqaro asos sifatida milliy tomonidan ko'paytiriladigan va saqlanadigan birliklarning o'lchamlarining etalonlari.
Birlamchi standart - birligining ko'payishini ta'minlaydi mamlakatdagi eng yuqori ko'rsatkich (bir xil birlikning boshqa etalonlari bilan taqqoslaganda) aniqlik.
Ish standarti - o'lchamni uzatish uchun mo'ljallangan etalon ishchi o'lchov vositalaridagi birliklar.
Ishlaydigan o'lchov vositasi - o'lchov vositasi, o'lchamlarni uzatish bilan bog'liq bo'lmagan o'lchovlar uchun mo'ljallangan boshqa o'lchov vositalardagi birliklar.
Mamlakatning etalon bazasi - davlat boshlang'ichlari to'plami o'lchovlarning bir xilligini ta'minlash uchun mamlakatdagi asos bo'lgan ikkinchi darajali etalonlardir.
Texnik asos bo'lgan Rossiyaning mos yozuvlar bazasining tuzilishi o'lchovlarning bir xilligini ta'minlash 3.1-rasmda keltirilgan.
Xalqaro amaliyotda davlat etalonlari odatda milliy deb nomlanadi va xalqaro byuroda saqlanadigan etalonlar o'lchovlar va og'irliklar. "Milliy etalon"atamasi etalonlarni taqqoslash holatlarida qo'llaniladi, alohida davlatlarga tegishli, xalqaro standart yoki dumaloq taqqoslash deb ataladigan narsalarni bajarishda bir qator mamlakatlarning etalonlari. Masalan, kilogrammning milliy etalonlari ular har 20-25 yilda bir marta birlashadi va Volt va Om etalonlari va boshqalar ular har uch yilda bir marta birlashadi.

3.1-rasm-Rossiya Federatsiyasining ma'lumot bazasining tuzilishi.

Birlamchi etalonlar tegishli asosiy etalonlar sifatida tasniflanadi SI va SI birliklarining hosilalari.
Ikkilamchi etalonlar tomonidan takrorlanadigan birlik hajmi, birlamchi (davlat) yordamida" qo'llab-quvvatlanadi".
Ikkilamchi etalonlar ularning xususiyatlariga qarab tasdiqlanadi texnik jihatdan tartibga solish federal agentligi tomonidan qo'llanilishi va metrologiya yoki davlat ilmiy metrologiya markazlari.
Ishchi etalonlar birlik hajmini, qoida tariqasida, ikkinchi darajali standartdan oladi va birliklar hajmini boshqa ishchi etalonlarga (kamroq aniqlik) va ishchi o'lchov vositalariga o'tkazishga xizmat qiladi.
1994 yilgacha mamlakatimizda "namunali vosita" atamasi ishlatilgan o'lchovlar", bu oraliq metrologik birlik bo'lib xizmat qildi, standart va ishlaydigan o'lchov vositasi o'rtasida joylashgan. Maqsad bilan Rossiya terminologiyasining xalqaro terminologiyaga yaqinlashishi qabul qilindi "namunaviy o'lchov vositalarini" ishchi etalonlar deb atash to'g'risida qaror. Chunki aniqlikka qarab namunali o'lchov vositalari 1-dan (yuqori aniqlik) 3-gacha bo'lgan toifalarga bo'lingan va ba'zan hatto 4-toifaga qadar (eng kam aniqlik), keyin bir xil raqamlar shuningdek, ular ish etalonlari uchun qabul qilindi.
3.2-rasmda. etalonlarning tasnifi keltirilgan. Yuqori aloqa mamlakatning ma'lumot bazasi davlat boshlang'ich tizimidir birliklarni ko'paytiradigan va (yoki) saqlaydigan va ularni uzatadigan etalonlar o'lchamlari bo'ysunuvchi etalonlarga mos keladi, bu esa o'z navbatida ularni ishlaydigan o'lchash asboblarida uzatadi.
3.2-rasm-etalonlarning tasnifi
SSSRda 145 ta davlat boshlang'ich etalonlari mavjud edi va o'zi malumot bazasi dunyodagi eng keng qamrovli benchmark tizimlaridan biri sifatida tan olingan foydalanish shartlari bo'yicha noyob imkoniyatlarga ega, keng o'lchov diapazonlari va yuqori aniqliklar.
Hozirgi vaqtda Rossiya Federatsiyasida 123 ta davlat mavjud boshlang'ich etalonlar, ulardan 6 ta asosiy birlik etalonlari (3.3-rasm.) [3].
3.3-rasm-miqdorlarning asosiy birliklari va saqlash institutlari davlat boshlang'ich etalonlari.
Uzunlik birligi standarti – metr-mos yozuvlar manbalarini o'z ichiga oladi radiatsiya 2 he N Ne / j – chiziqli stabillashgan lazerlar molekulyar yod-127 da to'yingan yutilish, o'rnatish radiatsiya manbalarining to'lqin uzunligi nisbatlarini o'lchash va lazer interferentsiyasi bilan interferentsiya taqqoslagichi refraktometr bilan. Metr yorug'lik bosib o'tgan yo'lning uzunligi sifatida aniqlanadi vakuumda 1/299 792 458 soniya uchun (aniq).
Massa birligi standarti-kilogramm-a silindr ning diametri va balandligi taxminan bo'lgan platina (90%) va iridiy (10%) qotishmasi bir xil (taxminan 39 mm).
Vaqt birligi standarti-soniya-ta'rifga mos keladi 9 192 631 amalga oshiriladigan vaqt oralig'i sifatida soniyalar Ikki orasidagi o'tishga mos keladigan 770 nurlanish davri juda nozik darajalar ( F 4 4, mF  0 va F 3 3, mF 0 0 ) asosiy holat seziy-133 atomi tashqi maydonlar yo'qligida.
To'g'ridan – to'g'ri elektr tokining quvvat birligi standarti-amper-ikkita kompleksdan iborat: birinchisi ko'paytirish usulidan foydalanadi bilvosita oqim o'lchovlari yordamida oqim birligining kattaligi (1ma va 1a) I U r , bundan tashqari, elektr kuchlanish birligining o'lchami U-volt-kvant effekti yordamida takrorlanadi Jozefson, a elektr qarshilik birligi hajmi r-Om- kvant Hall effektidan foydalanish; ko'paytiradigan ikkinchi kompleksda diapazondagi doimiy oqim 10^(-16)… 10^(-9) A, ko'p qiymatli ishlatiladi chiziqli o'zgaruvchan elektr o'lchovini o'z ichiga olgan oqim o'lchovi muhrlangan kondansatörler to'plami bilan kuchlanish, voltaj qurilma o'lchovlari, vaqtni o'lchash moslamasi va kompensatsion qurilma. Amper o'zgaruvchan tokning kuchi sifatida aniqlanadi, bu, cheksiz ikkita parallel to'g'ri chiziqli o'tkazgichlardan o'tish uzunligi va ahamiyatsiz kichik dumaloq qism, 1 masofada joylashgan vakuumda bir-biridan m bu o'tkazgichlar o'rtasida kuch hosil qiladi o'zaro ta'sirlar teng 2*10^(-7)  H har bir metr uzunlik uchun.
Harorat birligining standarti-Kelvinning bir darajasi-quyidagicha aniqlanadi 1/273, 16 suvning uch nuqtasining termodinamik haroratining bir qismi. Uch karra suv nuqtasi (273,16 K – gazsimon (to'yingan gaz)o'rtasidagi muvozanat, suyuq (suv) va qattiq (muz) suv fazalari) bilan ko'paytirilishi mumkin xato •c 0,0001 va muzning erish haroratidan yuqori-   •c 0,01 .
Yorug'lik kuchi birligining standarti-kandela-yorug'lik kuchini ifodalaydi monoxromatik chiqaradigan manbaning berilgan yo'nalishi radiatsiya chastotasi 12 54010 Hz, uning energiya yorug'lik kuchi yo'nalish 1/683 Vt /sr.
Modda miqdori birligi-mol-tizim moddasi miqdori, atomlarda bo'lgani kabi ko'plab tarkibiy elementlarni o'z ichiga oladi massasi 0,012 kg bo'lgan uglerod-12 (1 mol uglerodning massasi 0,002 kg, 1 mol 62 kislorod – 0,032 kg, 1 mol suv-0,018 kg). Hozircha dunyoning bitta metrologik laboratoriyasida mol standarti yaratilmagan. Yo'lda bunday standartni yaratish katta nazariy muammolarga duch keladi, ulardan biri ushbu birlik ta'rifining aniqligi etarli emas. Ichida hozirgi vaqtda nazariy va eksperimental ishlar olib borilmoqda birlik standartini yaratish uchun kvant nazariyasiga asoslangan tadqiqotlar asosiy fizik konstantalar asosida moddaning miqdori [25].
Rossiya Federatsiyasi Konstitutsiyasi va qonuniga muvofiq Rossiya Federatsiyasi "o'lchovlarning bir xilligini ta'minlash to'g'risida" davlat etalonlari Rossiya Federatsiyasi tomonidan boshqariladi (ilgari egasining vazifalari Rossiya Davlat standarti tomonidan amalga oshirildi, hozir – Rostexregulyatsiya). Bugungi kunda Rossiyada milliy sifatida belgilangan 7 ta ixtisoslashtirilgan ilmiy tadqiqot tashkilotlari mavjud Metrologiya institutlari va Rostexregulyatsiyaga bo'ysunadi (3.4-rasm).
3.4-rasm-Rossiya Federatsiyasining milliy metrologik institutlari