Кельвин – единица температуры
Кельвин равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды.
Тройная точка воды – точка равновесия воды в твердой, жидкой и газообразной фазах. Она воспроизводится в специальных сосудах с абсолютной погрешностью не более ±0,0002 °С.
Температура в градусах Цельсия определяется как Т – 273,16 К.
Единицей в этом случае является градус Цельсия, который равен Кельвину. Нижней границей температурной шкалы является точка абсолютного нуля (точка термодинамического равновесия – температура, при которой движение молекул прекращается), а верхней – тройная точка воды. Ранее, с 1742 г. пользовались стоградусной шкалой Цельсия. Промежуток между точками таяния льда и кипения воды был принят равным 100 °С.
Ампер – единица электрического тока
Ампер равен силе неизменяющегося электрического тока, который проходя по двум параллельным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной в 1 м силу взаимодействия, равную 2·10-7 Н (1948 г.).
В СССР эталон ампера был построен на основе токовых весов, включавших подвижную и неподвижную токонесущие катушки, соединенные последовательно, и высокоточные равноплечие рычажные весы, к одному из плеч которых присоединена подвижная катушка, к другому чашка с уравновешивающим грузом. Постоянная электродинамической системы составляла 3860555·10-8 Н/А2.
|
|
|
В 1992 г. в России государственный первичный эталон ампера был построен на основе констант квантовых эффектов Джозефсона и Холла. Ампер воспроизводится на основе закона Ома через эталон Вольта на основе эффекта Джозефсона, и эталон электрического сопротивления на основе квантового эффекта Холла.
Эталон воспроизводит ток в диапазоне от 10-16 до 30 А с абсолютной систематической погрешностью ±2·10-7 А и средним квадратическим отклонением менее 5·10-8.
Моль – единица количества вещества
Моль равен количеству вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 кг (1971 г.).
При применении моля структурные элементы должны быть специфицированы и могут быть атомами, молекулами, ионами, электронами и другими частицами или специфицированными группами частиц.
Моль является расчетной единицей, и эталон для её воспроизведения не создаётся. По этой причине она может быть выведена из состава основных единиц системы SI.
Кандела – единица силы света
Кандела равна силе света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540·1012 Гц, сила излучения которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср (Ватт на стерадиан, 1979 г.).
|
|
|
Перспективы переопределения основных единиц
Ведутся работы по переопределению трех основных единиц SI:
1) килограмма;
2) кельвина;
3) моля [11].
Эталон килограмма – единственный эталон, который представляет собой материальный объект – платиноиридиевый цилиндр, воспроизводящий массу как международный прототип. Утрата такого материального эталона человечеством в результате стихийного бедствия или военных действий в принципе не исключена.
Имеется перспектива создания эталона массы через кристалл кремния на основе его атомной массы и постоянной Авагадро:
NA = 6,02214179·1023 моль-1.
Возможно воспроизведение килограмма через постоянную Планка
(h = 6,6260693·10-34 кг·м2/с) на основе ее воспроизведения с помощью ватт-весов и установок с использованием эффекта Джозефсона и квантового эффекта Холла.
Кельвин предлагается определять через постоянную Больцмана:
k = 1,3806504 Дж/К.
Возможно воспроизведение моля также через постоянную Авагадро.
Передача единиц величин
Передача единицы величины – приведение размера величины, хранимой средством измерений, к единице величины, воспроизводимой или хранимой эталоном данной единицы величины или стандартным образцом.
|
|
|
Передача шкалы – совокупность операций, имеющих целью воссоздание шкалы измерений (или ее участка) в соответствии с ее спецификацией.
Система передачи размеров единиц физических величин от первичных государственных эталонов России к рабочим СИ регламентирована стандартами на поверочные схемы, содержащие поля средств измерений и ступени методов передачи размеров единиц. Размер единицы передается сверху вниз – от более точных СИ к менее точным СИ.
Поверочная схема – иерархическая структура, устанавливающая соподчинение эталонов, участвующих в передаче единицы или шкалы измерений от исходного эталона средствам измерений (с указанием методов и погрешностей при передаче), утверждаемая в установленном порядке в виде нормативного документа.
На полях такой схемы отражены сведения о средствах измерений, на ступенях – о методах и погрешности измерений при передаче единицы.
Элементами калибровочной иерархии являются один или более эталонов и средств измерений.
Поверочные схемы могут создаваться на государственном уровне и на уровне организации.
|
|
|
Государственная поверочная схема содержит на верхнем поле государственный первичный эталон единицы величины и распространяется на все СИ данной величины, входящие в сферу государственного регулирования обеспечения единства измерений. Она разрабатывается в виде нормативного документа, состоящего из чертежа поверочной схемы и текстовой части, содержащей пояснения к чертежу.
Если измерения выполняются вне сферы государственного регулирования обеспечения единства измерений, то создается поверочная схема в виде нормативного документа организации (предприятия).
Поверочную схему для геофизических средств измерений также оформляют в виде чертежа, на котором указывают: наименования средств измерений и методов поверки; номинальные значения физической величины или их диапазоны; пределы допускаемой погрешности средств измерений и методов поверки. На верхнем поле располагаются СИ, единицы измеряемых величин которых прослеживаются к государственным эталонам России.
На втором поле сверху располагаются исходные эталоны для скважинной аппаратуры. Чаще всего это исходные стандартные образцы состава и свойств пластов горных пород, пересеченных скважиной (модели пластов).
На третьем поле сверху располагаются эталоны второго порядка для скважинной аппаратуры. Чаще всего это рабочие стандартные образцы состава и свойств пластов горных пород, пересеченных скважиной, принадлежащие научным и производственным геофизическим предприятиям. Здесь же расположены полевые калибраторы в виде имитаторов измеряемых физических величин, предназначенные для периодической поверки скважинной аппаратуры путем контроля стабильности параметров ее КФ через определенные промежутки времени. Иногда для этих целей используются контрольные скважины, если стабильность воспроизводимых ими параметров документально подтверждена.
На нижнем поле поверочной схемы располагаются рабочая скважинная геофизическая аппаратура, для которой регламентированы нормированные характеристики основной погрешности в условиях, принятых за нормальные.
Неопределенность измерений неизбежно возрастает с увеличением числа калибровок при передаче единицы величины по ступеням поверочной схемы.
Основой для сравнения в калибровочной иерархии может быть определение единицы величины через ее практическую реализацию, или методика измерений, или эталон.
В некоторых странах поверочные схемы не регламентированы и не используются.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 755; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!