Ишлаб чиқаришнинг метрологик таъминоти мундарижа

3.2. СИ асосий бирликларининг эталонлари
Россиянинг эталон базаси таркибида физикавий катталикларнинг бирликларининг 114 та давлат бирламчи эталонлари ва 250 дан ошиқ иккиламчи эталонлар мавжуд [16]. Улардан 52 таси, жумладан метр, килограмм, Ампер, Кельвин, радиан эталонлари Д. И. Менделеев номли Бутунроссия метрология илмий тадқиқот институтида, 25 таси, жумладан вақт ва частота бирликлари эталонлари Бутунроссия физикавий-техник ва радиотехник ўлчашлар илмий-тадқиқот институтида сақланади.
Узунлик бирлиги – метрдир. Биринчи бўлимда қайд қилиб ўтилганидек, метрик тизимни киритишда узунлик бирлиги – метр сифатида Париж меридиани чорагининг ўн миллиондан бир қисми қабул қилинган. 1799 йилда ўтказилган ўлчашлар асосида метрнинг платина уч ўлчови кўринишидаги эталони яратилган, у сақлаш учун Франциянинг Миллий архивига берилган ва “архив метри” номини олган. Қабул қилинган эталон кўп марта аниқлаштирилган. 1889 йилда платина ва иридий қотишмасидан ишланган штрихли ўлчов кўринишидаги эталон қабул қилинган. У ўзида 102 см узунликка, кўндаланг кесимда “Х” ҳарфининг шаклига эга бўлган ғўлани (брусок) тақдим қилган.
Ҳозирги кунда метрни қайта яратиш учун РФ нинг давлат бирламчи эталони сифатида ёруғликнинг вакуумда секунднинг 1/299792458 улушида босиб ўтадиган масофаси қабул қилинган. Метрнинг бундай аниқланиши қонуний тартибда 1985 йил декабрда, ягона вақт, частота ва узунлик эталонлари тасдиқлангандан кейин расмийлаштирилган.
Масса бирлиги – килограммдир. Метрик тизимни киритишда масса бирлиги сифатида 4 ºС атрофида ҳароратга эга бўлган 1 дм³ дистилланган сувнинг (бу ҳароратда сув энг катта зичликка эга бўлади) массаси қабул қилинган. Берилган параметрларга эга бўлган сувнинг массасини тортиш натижасида килограммнинг биринчи прототипи яратилган, у ўзида тахминан 39 мм баландлик ва диаметрга эга бўлган платина ва иридийдан ишланган цилиндрик шаклдаги тошни тақдим қилган.
Килограммнинг ушбу аниқланиши ҳозирги кунгача амал қилади.
Вақт бирлиги – секунд. Илгари секунд ўртача қуёш суткасининг 1/86400 қисмига тенг бўлган. Ҳозирги кунда амал қиладиган вақт эталонлари атомларнинг радиочастоталар соҳасида иккита энергетик ҳолат орасидан ўтиш пайтида энергияни нурлатиш ёки ютиш қобилиятига асосланади. 1967 йилда ўлчовлар ва оғирликлар бўйича ХIII Бош конференция секунднинг унинг қийматини янада юқорироқ аниқлик билан қайта яратиш имконини берадиган янги аниқланишини қабул қилган. Секунд унинг давомида ташқи майдонлар билан қўзғатишлар бўлмаганда цезий-133 атомининг асосий ҳолатининг ўта юпқа структурасининг даражалари орасидан энергетик ўтишнинг резонансли частотасига мос келадиган 9 192 631 770 та тебранишлар содир бўладиган вақт интервалига тенг.
Эталон билан қайта яратиладиган вақт интерваллари диапазонининг қийматлари 1·10^-10- 1·10⁸с ни ташкил қилади.
Электр токи кучининг бирлиги – ампер. Ампернинг замонавий эталони иккита мажмуадан ташкил топган. Улардан биринчисига ампернинг ўлчамини Джозефсон ва Холлнинг квант эффектларидан фойдаланиш билан вольт ва Ом орқали аниқлаш тамойили, иккинчисига эса – электрометрия услубларидан фойдаланиш билан фарада, вольт ва секунд орқали аниқлаш тамойили қўйилган. Ампернинг замонавий давлат эталони ток кучининг қуйидаги қайта яратиладиган қийматларига эга: квант эффектлари воситасида - 1·10^-3 ва электрометрия услубларидан фойдаланиш билан - 1·10^-9.
Ҳарорат бирлиги – Кельвин. Ҳозирги кунда термодинамик ҳарорат бирлиги бўлиб Кельвин хизмат қилади, у сувнинг учлик нуқтасининг 1/273,16 қисми сифатида таърифланади. Сувнинг қаттиқ, суюқ ва газсимон фазаларининг мувозанат нуқтаси бўлиб ҳисобланадиган сувнинг учлик нуқтасини 0,0002 ºC дан ошиқ бўлмаган хатолик билан махсус идишларда қайта яратиш мумкин.
1990 йилдан буён термодинамик ҳарорат бирлигининг ўлчами МТШ-90 термодинамик амалий шкала ёрдамида аниқланади.
13,81 - 630,74ºC ҳароратлар соҳасида фойдаланиладиган эталон прибор платинадан ишланган қаршилик термометри бўлиб ҳисобланади. 630,75 – 1064,43ºC ҳароратлар соҳаси учун эталон прибор платинародий-платина электродларга эга бўлган терможуфтлик бўлиб ҳисобланади.
Модда миқдорининг бирлиги – моль. Моль – бу тизимнинг 12 г улерод-12 да нечта атом мавжуд бўлса, заррачаларнинг шунча миқдордаги таркибий элементларини ўз ичига оладиган модда миқдоридир (1 моль углерод 12 г, 1 моль кислород 32 г, 1 моль сув 18 г массага эга). Молнинг эталони йўқ, чунки моль – саноқ бирлигидир ва унинг массаси турли моддалар учун турлича бўлади. Сон жиҳатидан моль Авогадро сони – 6,02214199(47)·10²³ та заррачага тенг. Молларда градуировкаланган ўлчаш воситалари ишлаб чиқарилмайди, бироқ моль ҳозирги кунда кимёда реакцияларда қатнашадиган модда миқдорини ҳисоблаш, молекуляр физикада турли жараёнларниншг газ параметрларини аниқлаш ва ҳоказолар учун кенг қўлланилади.
Ёруғлик кучининг бирлиги – кандела. Дастлаб ёруғлик бирлигининг эталонлари ўзида маълум бир материаллардан тайёрланадиган шамларни тақдим қилган. 1979 йилда ўлчовлар ва оғирликлар XVI Бош конференциясида канделанинг таърифи қабул қилинган. Кандела – бу 540·10¹²Гц частотали монохроматик нурланиш тарқатадиган манбанинг берилган йўналишда тарқатадиган ёруғлик кучидир, манбанинг ёруғлигининг бу йўналишдаги энергетик кучи 1/683 Вт/ср ни ташкил қилади.
Канделанинг замонавий давлат эталони 30 дан 110 кд гача номинал қийматлар диапазонига эга. 1967 йилдан бошлаб ёруғлик манбаи сифатида абсолют қора жисмнинг моделини тақдим қиладиган тўлиқ нурлатгичнинг нурланиши қабул қилинган. Ҳозирги кунда абсолют қора жисмнинг модели ўзида ниобий карбиддан ишланган, вакуумда доимий электр токи билан 300 К ҳароратгача қиздириладиган иккита коаксиал найчани тақдим қилади.
Ясси бурчакнинг бирлиги – радиан. Радиан айлананинг уларнинг орасидаги ёйнинг узунлиги радиусга тенг бўлган иккита радиуси орасидаги бурчакка тенг. Ясси бурчакнинг эталони кўп қиррали призманинг барча марказий қўшни бурчакларининг йиғиндиси 2π радианга (360^о) тенг бўлишига асосланади. Давлат бирламчи эталони 36 қиррали кварц призма, эталон бурчак ўлчаш қурилмаси ва кўп қиррали призмани бурадиган қурилмадан ташкил топган.
Жисм бурчагининг бирлиги – стерадиан. Стерадиан чўққиси сферанинг марказида бўлган, сферанинг юзасида томонининг узунлиги сферанинг радиусига тенг бўлган квадратнинг майдонига тенг бўлган майдонни қирқадиган жисмнинг бурчагига тенг.
Радиан ва стерадианни Халқаро тизимнинг бирликлари сифатида танлашни муваффақиятли чиққан деб бўлмайди [15]. Радиан ва стерадиан асосан назарий ҳисоблашлар ва қуришлар учун қўлланилади, масалан, стерадиандан ёруғлик техникасида фойдаланилади, радиан ёрдамида эса бурчак тезлиги, бурчак тезланишининг бирликлари ва баъзи бир бошқа катталикларнинг бирликлари ҳосил қилинган. Тўғридан-тўғри амалий ўлчашлар учун радиан ва стерадиан ноқулай, чунки бурчакларнинг амалиёт учун муҳим аҳамиятга эга бўлган аксарият қийматлари иррационал сонлар билан ифодаланади (тўлиқ бурчак - 2π, тўғри бурчак - π/2 ва бошқалар). Шу сабабли амалиётда ясси бурчакларни ўлчаш учун π градус тизимсиз бирлик ва унинг улушли бирликлари – минут ва секунддан фойдаланилади. Аксарият бурчак приборлари градуслар, минутлар ва секундларда градуировкаланган.
Ясси бурчакнинг бирлиги - градуснинг давлат бирламчи эталони қуйидаги ўлчаш воситалари жамланмасидан ташкил топади:
- градус бирлигини қайта яратиш ва унинг ўлчамини кичик бурчаклар соҳасига узатиш учун мўлжалланган интерференцион экзаменатор;
- градус бирлигини узатиш учун мўлжалланган бурчак ўлчайдиган автоколлимацион қурилма;
- эталоннинг барқарорлигини назорат қилиш учун мўлжалланган 12 қиррали кварц призма.