Стандарт (метрология)

Международный прототип килограмма (IPK) — это артефакт или прототип, масса которого, по определению, равна ровно одному килограмму.

В метрологии (науке об измерениях ) эталон (или эталон ) — это объект , система или эксперимент, имеющий определенное отношение к единице измерения физической величины . ^[1] Стандарты являются основным эталоном системы мер и весов , с которым сравниваются все другие измерительные приборы. Исторические стандарты длины , объема и массы определялись многими разными авторитетами, что приводило к путанице и неточностям измерений. Современные измерения определяются по отношению к стандартизированным на международном уровне эталонным объектам, которые используются в тщательно контролируемых лабораторных условиях для определения единиц длины, массы, электрического потенциала и других физических величин.

Иерархия стандартов

Существует трехуровневая иерархия физических эталонов. На вершине дерева находятся основные стандарты – они известны как первичные стандарты . Первичные эталоны изготавливаются с высочайшим метрологическим качеством и являются окончательным определением или реализацией своей единицы измерения. ^[2] Исторически единицы измерения обычно определялись со ссылкой на уникальные артефакты, которые были правовой основой единиц измерения. Постоянной тенденцией в метрологии является устранение как можно большего количества эталонов артефактов и вместо этого определение практических единиц измерения с точки зрения фундаментальных физических констант , что демонстрируется стандартизированной техникой. Одним из преимуществ устранения стандартов артефактов является то, что больше не требуется взаимное сравнение артефактов. Еще одним преимуществом будет то, что потеря или повреждение эталонов артефактов не нарушит систему мер.

Следующий стандарт качества в иерархии известен как вторичный стандарт . Вторичные стандарты калибруются по первичному стандарту. ^[2]

Третий уровень стандарта, стандарт, который периодически калибруется по вторичному стандарту, известен как рабочий стандарт . ^[2] Рабочие эталоны используются для калибровки коммерческого и промышленного измерительного оборудования.

Первичные стандарты

Набор концевых мер используется в качестве рабочего эталона для проверки калибровки измерительных инструментов, таких как микрометры .

Примером первичного эталона был международный прототип килограмма (IPK), который был основным килограммом и основным эталоном массы Международной системы единиц (СИ). IPK представляет собой массу в один килограмм из платино-иридиевого сплава, хранящуюся в Международном бюро мер и весов (BIPM) в Севре, Франция.

Другой пример — единица электрического потенциала — вольт . Раньше его определяли в терминах стандартных электрохимических батарей, что ограничивало стабильность и точность определения. В настоящее время вольт определяется через выходной сигнал джозефсоновского перехода : ^[3] которая имеет прямое отношение к фундаментальным физическим константам.

Напротив, эталонный стандарт счетчика больше не определяется физическим объектом (как бывший международный прототип счетчика (IPM) или первоначально mètre des Archives ). В 1983 году стандартный метр был переопределен как расстояние, которое свет проходит в вакууме за 1/299 792 458 секунды . ^[4]

Вторичные эталонные стандарты

Вторичные эталоны очень близки к первичным эталонам. США Например, крупные национальные измерительные лаборатории, такие как Национальный институт стандартов и технологий (NIST), будут хранить несколько килограммов «национальных эталонов», которые периодически калибруются по IPK и друг другу. ^[5]

Рабочие стандарты

В механическом цехе будут физические рабочие эталоны ( например, меры ), которые используются для проверки измерительных приборов. Рабочие стандарты и сертифицированные эталонные материалы, используемые в торговле и промышленности, имеют прослеживаемую связь со вторичными и первичными стандартами.

Ожидается, что рабочие стандарты ухудшатся и больше не считаются соответствующими национальному стандарту. ^[6] по истечении определенного периода времени или счетчика использования. ^[7]

Лабораторные стандарты

Национальные организации предоставляют калибровочным и частным промышленным лабораториям изделия, процессы и/или сертификацию, чтобы они могли обеспечить сертифицированную прослеживаемость в соответствии с национальными стандартами. (В США NIST управляет программой NVLAP. ^[8]) Эти лабораторные стандарты хранятся в контролируемых условиях для поддержания их точности и используются в качестве эталона для калибровки и создания рабочих стандартов. ^[9] Иногда их (неправильно) называют «вторичными стандартами» из-за их высокого качества и эталонной пригодности.

См. также

Ссылки

^ Филип Оствальд, Хайро Муньос, Производственные процессы и системы (9-е издание) John Wiley & Sons, 1997 ISBN 978-0-471-04741-4 стр. 616
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ГМС де Сильва (2002). Базовая метрология для сертификации ISO 9000 . Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 0750651652 .
^ Берроуз, Чарльз Дж.; Бенц, Сэмюэл П.; Харви, Тодд Э.; Гамильтон, Кларк А. (1999-06-01), «Программируемый джозефсоновский стандарт напряжения постоянного тока 1 В» , Транзакции IEEE по прикладной сверхпроводимости , 9 (3), Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE): 4145–49, doi : 10.1109/77.783938 , ISSN 1051-8223
^ «17-я Генеральная конференция мер и весов (CGPM) – Резолюция 1 CGPM (1983 г.): Определение метра» . Международное бюро мер и весов (МБМВ) . Проверено 27 июня 2014 г.
^ «Распространение массы в Соединенных Штатах: результаты и последствия недавних калибровок BIPM килограммов национальных прототипов США» (PDF) .
^ «Соответствует национальному стандарту (определение)» .
^ «Департамент лицензирования и регулирования штата Мичиган – LARA > Охрана труда и безопасность на рабочем месте > MIOSHA > Радиационная безопасность» .
^ «Домашняя страница Национальной программы добровольной аккредитации лабораторий (NVLAP)» .
^ «Испытательная установка «Белый песок» – лаборатория эталонов и калибровки» . Архивировано из оригинала 7 августа 2008 г.

[1] Филип Оствальд, Хайро Муньос, Производственные процессы и системы (9-е издание) John Wiley & Sons, 1997 ISBN 978-0-471-04741-4 стр. 616

[de_Silva-2] Перейти обратно: ^а ^б ^с ГМС де Сильва (2002). Базовая метрология для сертификации ISO 9000 . Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 0750651652 .

[ieee-josephson-3] Берроуз, Чарльз Дж.; Бенц, Сэмюэл П.; Харви, Тодд Э.; Гамильтон, Кларк А. (1999-06-01), «Программируемый джозефсоновский стандарт напряжения постоянного тока 1 В» , Транзакции IEEE по прикладной сверхпроводимости , 9 (3), Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE): 4145–49, doi : 10.1109/77.783938 , ISSN 1051-8223

[Res1-4] «17-я Генеральная конференция мер и весов (CGPM) – Резолюция 1 CGPM (1983 г.): Определение метра» . Международное бюро мер и весов (МБМВ) . Проверено 27 июня 2014 г.

[5] «Распространение массы в Соединенных Штатах: результаты и последствия недавних калибровок BIPM килограммов национальных прототипов США» (PDF) .

[6] «Соответствует национальному стандарту (определение)» .

[7] «Департамент лицензирования и регулирования штата Мичиган – LARA > Охрана труда и безопасность на рабочем месте > MIOSHA > Радиационная безопасность» .

[8] «Домашняя страница Национальной программы добровольной аккредитации лабораторий (NVLAP)» .

[9] «Испытательная установка «Белый песок» – лаборатория эталонов и калибровки» . Архивировано из оригинала 7 августа 2008 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]