1.5. Ýòàëîíû åäèíèö ñèñòåìû ÑÈ

Ýòàëîííàÿ áàçà Ðîññèè èìååò â ñâîåì ñîñòàâå 114 ãîñóäàðñòâåí íûõ ýòàëîíîâ (ÃÝ) è áîëåå 250 âòîðè÷íûõ ýòàëîíîâ åäèíèö ôèçè÷åñêèõ âåëè÷èí. Èç íèõ 52 íàõîäÿòñÿ âî Âñåðîññèéñêîì íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêîì èíñòèòóòå ìåòðîëîãèè èì. Ä.È. Ìåíäåëååâà (ÂÍÈÈÌ, Ñàíêò-Ïåòåðáóðã), â òîì ÷èñëå ýòàëîíû ìåòðà, êèëîãðàììà, àìïåðà, êåëüâèíà è ðàäèàíà; 25 — âî Âñåðîññèéñêîì íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêîì èíñòèòóòå ôèçèêî-òåõíè÷åñêèõ è ðàäèîòåõíè÷åñêèõ èçìåðåíèé (ÂÍÈÈÔÒÐÈ, Ìîñêâà), â òîì ÷èñëå ýòàëîíû åäèíèö âðåìåíè è ÷àñòîòû; 13 — âî Âñåðîññèéñêîì íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêîì èíñòèòóòå îïòèêî-ôèçè÷åñêèõ èçìåðåíèé, â òîì ÷èñëå ýòàëîí êàíäåëëû; ñîîòâåòñòâåííî 5 è 6 — â Óðàëüñêîì è Ñèáèðñêîì íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêèõ èíñòèòóòàõ ìåòðîëîãèè.

 îáëàñòè ìåõàíèêè â ñòðàíå ñîçäàíû è èñïîëüçóþòñÿ 38 ÃÝ, â òîì ÷èñëå ïåðâè÷íûå ýòàëîíû ìåòðà, êèëîãðàììà è ñåêóíäû, òî÷íîñòü êîòîðûõ èìååò ÷ðåçâû÷àéíî áîëüøîå çíà÷åíèå, ïîñêîëüêó ýòè åäèíèöû ó÷àñòâóþò â îáðàçîâàíèè ïðîèçâîäíûõ åäèíèö âñåõ íàó÷íûõ íàïðàâëåíèé.

Åäèíèöà âðåìåíè — ñåêóíäà âïåðâûå îïðåäåëÿëàñü ÷åðåç ïåðèîä âðàùåíèÿ Çåìëè âîêðóã îñè èëè Ñîëíöà. Äî íåäàâíåãî âðåìåíè ñåêóíäà ðàâíÿëàñü 1/86400 ÷àñòè ñîëíå÷íûõ ñðåäíèõ ñóòîê.
Çà ñðåäíèå ñîëíå÷íûå ñóòêè ïðèíèìàëñÿ èíòåðâàë âðåìåíè ìåæäó äâóìÿ ïîñëåäîâàòåëüíûìè êóëüìèíàöèÿìè "ñðåäíåãî" Ñîëíöà. Îäíàêî ïðîäîëæèòåëüíûå íàáëþäåíèÿ ïîêàçàëè, ÷òî âðàùåíèå Çåìëè ïîäâåðæåíî íåðåãóëÿðíûì êîëåáàíèÿì, êîòîðûå íå ïîçâîëÿþò ðàññìàòðèâàòü åãî â êà÷åñòâå äîñòàòî÷íî ñòàáèëüíîé åñòåñòâåííîé îñíîâû äëÿ îïðåäåëåíèÿ åäèíèöû âðåìåíè. Ñðåäíèå ñîëíå÷íûå ñóòêè îïðåäåëÿþòñÿ ñ ïîãðåøíîñòüþ äî 10 -7 ñ. Ýòà òî÷íîñòü ñîâåðøåííî íåäîñòàòî÷íà ïðè íûíåøíåì ñîñòîÿíèè òåõíèêè.

Ïðîâåäåííûå èññëåäîâàíèÿ ïîçâîëèëè ñîçäàòü íîâûé ýòàëîí ñåêóíäû, îñíîâàííûé íà ñïîñîáíîñòè àòîìîâ èçëó÷àòü è ïîãëîùàòü ýíåðãèþ âî âðåìÿ ïåðåõîäà ìåæäó äâóìÿ ýíåðãåòè÷åñêèìè ñîñòîÿíèÿìè â îáëàñòè ðàäèî÷àñòîò. Ñ ïîÿâëåíèåì âûñîêîòî÷íûõ êâàðöåâûõ ãåíåðàòîðîâ è ðàçâèòèåì äàëüíåé ðàäèîñâÿçè ïîÿâèëàñü âîçìîæíîñòü ðåàëèçàöèè íîâîãî ýòàëîíà ñåêóíäû è åäèíîé øêàëû ìèðîâîãî âðåìåíè.  1967 ã. XIII Ãåíåðàëüíàÿ êîíôåðåíöèÿ ïî ìåðàì è âåñàì ïðèíÿëà íîâîå îïðåäåëåíèå ñåêóíäû êàê èíòåðâàëà âðåìåíè, â òå÷åíèå êîòîðîãî ñîâåðøàåòñÿ 9 192 631 770 êîëåáàíèé, ñîîòâåòñòâóþùèõ ðåçîíàíñíîé ÷àñòîòå ýíåðãåòè÷åñêîãî ïåðåõîäà ìåæäó óðîâíÿìè ñâåðõòîíêîé ñòðóêòóðû îñíîâíîãî ñîñòîÿíèÿ àòîìà öåçèÿ-133 ïðè îòñóòñòâèè âîçìóùåíèÿ âíåøíèìè ïîëÿìè. Äàííîå îïðåäåëåíèå ðåàëèçóåòñÿ ñ ïîìîùüþ öåçèåâûõ ðåïåðîâ ÷àñòîòû [5;15]. Ðåïåð , èëè êâàíòîâûé ñòàíäàðò ÷àñòîòû , ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé óñòðîéñòâî äëÿ òî÷íîãî âîñïðîèçâåäåíèÿ ÷àñòîòû ýëåêòðîìàã íèòíûõ êîëåáàíèé â ñâåðõâûñîêî÷àñòîòíûõ è îïòè÷åñêèõ ñïåêòðàõ, îñíîâàííîå íà èçìåðåíèè ÷àñòîòû êâàíòîâûõ ïåðåõîäîâ àòîìîâ, èîíîâ èëè ìîëåêóë.  ïàññèâíûõ êâàíòîâûõ ñòàíäàðòàõ èñïîëüçóþòñÿ ÷àñòîòû ñïåêòðàëüíûõ ëèíèé ïîãëîùåíèÿ, â àêòèâíûõ — âûíóæäåííîå èñïóñêàíèå ôîòîíîâ ÷àñòèöàìè. Ïðèìåíÿþòñÿ àêòèâíûå êâàíòîâûå ñòàíäàðòû ÷àñòîòû íà ïó÷êå ìîëåêóë àììèàêà (òàê íàçûâàåìûå ìîëåêóëÿðíûå ãåíåðàòîðû) è àòîìîâ âîäîðîäà (âîäîðîäíûå ãåíåðàòîðû). Ïàññèâíûå ÷àñòîòû âûïîëíÿþòñÿ íà ïó÷êå àòîìîâ öåçèÿ (öåçèåâûå ðåïåðû ÷àñòîòû).

Ãîñóäàðñòâåííàÿ ïîâåðî÷íàÿ ñõåìà äëÿ ñðåäñòâ èçìåðåíèÿ âðåìåíè è ÷àñòîòû îïðåäåëÿåòñÿ ïî ïðàâèëàì ìåæãîñóäàðñòâåííîé ñòàíäàðòèçàöèè ÏÌà 18—96. Ãîñóäàðñòâåííûé ïåðâè÷íûé ýòàëîí åäèíèöû âðåìåíè ñîñòîèò èç êîìïëåêñà ñëåäóþùèõ ñðåäñòâ èçìåðåíèé:

·ìåòðîëîãè÷åñêèõ öåçèåâûõ ðåïåðîâ ÷àñòîòû, ïðåäíàçíà÷åí íûõ äëÿ âîñïðîèçâåäåíèÿ ðàçìåðîâ åäèíèöû âðåìåíè è ÷àñòîòû â ìåæäóíàðîäíîé ñèñòåìå åäèíèö;

·âîäîðîäíûõ ñòàíäàðòîâ ÷àñòîòû, ïðåäíàçíà÷åííûõ äëÿ õðàíåíèÿ ðàçìåðîâ åäèíèö âðåìåíè è ÷àñòîòû è îäíîâðåìåííî âûïîëíÿþùèõ ôóíêöèþ õðàíèòåëåé øêàë âðåìåíè. Èñïîëüçîâàíèå âîäîðîäíûõ ðåïåðîâ ïîçâîëÿåò ïîâûñèòü ñòàáèëüíîñòü ýòàëîíîâ.  íàñòîÿùåå âðåìÿ çà ïåðèîä âðåìåíè îò 100 ñ äî íåñêîëüêèõ ñóòîê îíà íå ïðåâûøàåò (1-5)·10 -14 [1];

·ãðóïïû êâàíòîâûõ ÷àñîâ, ïðåäíàçíà÷åííûõ äëÿ õðàíåíèÿ øêàë âðåìåíè. Êâàíòîâûå ÷àñû — ýòî óñòðîéñòâî äëÿ èçìåðåíèÿ âðåìåíè, ñîäåðæàùåå ãåíåðàòîð, ÷àñòîòà êîòîðîãî ñòàáèëèçèðîâàíà êâàðöåâûì ðåçîíàòîðîì, è óïðàâëÿåìîå êâàíòîâûìè ñòàíäàðòàìè ÷àñòîòû;

·àïïàðàòóðû äëÿ ïåðåäà÷è ðàçìåðà åäèíèöû ÷àñòîòû â îïòè÷åñêèé äèàïàçîí, ñîñòîÿùåé èç ãðóïïû ñèíõðîíèçèðîâàííûõ ëàçåðîâ è ñâåðõâûñîêî÷àñòîòíûõ ãåíåðàòîðîâ;

·àïïàðàòóðû âíóòðåííèõ è âíåøíèõ ñëè÷åíèé, âêëþ÷àþùåé ïåðåâîçèìûå êâàíòîâûå ÷àñû è ïåðåâîçèìûå ëàçåðû;

·àïïàðàòóðû ñðåäñòâ îáåñïå÷åíèÿ.

Äèàïàçîí çíà÷åíèé èíòåðâàëîâ âðåìåíè, âîñïðîèçâîäèìûõ ýòàëîíîì, ñîñòàâëÿåò 1·10 -10 - 1·10 8 ñ, äèàïàçîí çíà÷åíèé ÷àñòîòû
1-1·10 14 Ãö. Âîñïðîèçâåäåíèå åäèíèö âðåìåíè îáåñïå÷èâàåòñÿ ñî ñðåäíèì êâàäðàòè÷åñêèì îòêëîíåíèåì ðåçóëüòàòà èçìåðåíèé, íå ïðåâûøàþùèì 1·10 -14 çà òðè ìåñÿöà, íåèñêëþ÷åííàÿ ñèñòåìàòè÷åñêàÿ ïîãðåøíîñòü íå ïðåâûøàåò 5·10 -14 . Íåñòàáèëüíîñòü ÷àñòîòû ýòàëîíà çà èíòåðâàë âðåìåíè îò 1000 ñ äî 10 ñóòîê íå ïðåâûøàåò 5·10 -15 .

Ìåòð áûë â ÷èñëå ïåðâûõ åäèíèö, äëÿ êîòîðûõ áûëè ââåäåíû ýòàëîíû. Ïåðâîíà÷àëüíî â ïåðèîä ââåäåíèÿ ìåòðè÷åñêîé ñèñòåìû ìåð çà ïåðâûé ýòàëîí ìåòðà áûëà ïðèíÿòà îäíà äåñÿòèìèëëèîí íàÿ ÷àñòü ÷åòâåðòè äëèíû Ïàðèæñêîãî ìåðèäèàíà.  1799 ã. íà îñíîâå åå èçìåðåíèÿ èçãîòîâèëè ýòàëîí ìåòðà â âèäå ïëàòèíîâîé êîíöåâîé ìåðû (ìåòð Àðõèâà), ïðåäñòàâëÿâøèé ñîáîé ëèíåéêó øèðèíîé îêîëî 25 ìì, òîëùèíîé îêîëî 4 ìì ñ ðàññòîÿíèåì ìåæäó êîíöàìè 1 ì.

Äî ñåðåäèíû XX â. ïðîâîäèëèñü íåîäíîêðàòíûå óòî÷íåíèÿ ïðèíÿòîãî ýòàëîíà. Òàê, â 1889 ã. áûë ïðèíÿò ýòàëîí â âèäå øòðèõîâîé ìåðû èç ñïëàâà ïëàòèíû è èðèäèÿ. Îí ïðåäñòàâëÿë ñîáîé ïëàòèíîèðèäèåâûé áðóñîê äëèíîé 102 ñì, èìåþùèé â ïîïåðå÷íîì ñå÷åíèè ôîðìó áóêâû X, êàê áû âïèñàííóþ â âîîáðàæàåìûé êâàäðàò, ñòîðîíà êîòîðîãî ðàâíà 20 ìì.

Òðåáîâàíèÿ ê ïîâûøåíèþ òî÷íîñòè ýòàëîíà äëèíû (ïëàòèíîèðèäèåâûé ïðîòîòèï ìåòðà íå ìîæåò äàòü òî÷íîñòè âîñïðîèçâåäå íèÿ âûøå 0,1 - 0,2 ìêì), à òàêæå öåëåñîîáðàçíîñòü óñòàíîâëåíèÿ åñòåñòâåííîãî è íåðàçðóøèìîãî ýòàëîíà ïðèâåëè ê ïðèíÿòèþ (1960) â êà÷åñòâå ýòàëîíà ìåòðà äëèíû, ðàâíîé 1650763,73 äëèíû âîëíû è âàêóóìå èçëó÷åíèÿ, ñîîòâåòñòâóþùåãî ïåðåõîäó ìåæäó óðîâíÿìè 2ð 10 è 5d 5 àòîìà êðèïòîíà-86 (êðèïòîíîâûé ìåòð). Ýòîò ýòàëîí ìîã âîñïðîèçâîäèòüñÿ â îòäåëüíûõ ìåòðîëîãè÷åñêèõ ëàáîðàòîðèÿõ, òî÷íîñòü åãî ïî ñðàâíåíèþ ñ ïëàòèíîèðèäèåâûì ïðîòîòèïîì áûëà íà ïîðÿäîê âûøå.

Äàëüíåéøèå èññëåäîâàíèÿ ïîçâîëèëè ñîçäàòü áîëåå òî÷íûé ýòàëîí ìåòðà, îñíîâàííûé íà äëèíå âîëíû â âàêóóìå ìîíîõðîìà òè÷åñêîãî èçëó÷åíèÿ, ãåíåðèðóåìîãî ñòàáèëèçèðîâàííûì ëàçåðîì. Çà ýòàëîí ìåòðà â 1983 ã. áûëî ïðèíÿòî ðàññòîÿíèå, ïðîõîäèìîå ñâåòîì â âàêóóìå çà 1/299 792 458 äîëþ ñåêóíäû. Äàííîå îïðåäåëåíèå ìåòðà áûëî çàêîíîäàòåëüíî çàêðåïëåíî â äåêàáðå 1985 ã. ïîñëå óòâåðæäåíèÿ åäèíûõ ýòàëîíîâ âðåìåíè, ÷àñòîòû è äëèíû.

Äðóãîé âàæíîé îñíîâíîé åäèíèöåé â ìåõàíèêå ÿâëÿåòñÿ êèëîãðàìì . Ïðè ñòàíîâëåíèè ìåòðè÷åñêîé ñèñòåìû ìåð â êà÷åñòâå åäèíèöû ìàññû ïðèíÿëè ìàññó îäíîãî êóáè÷åñêîãî äåöèìåòðà ÷èñòîé âîäû ïðè òåìïåðàòóðå åå íàèáîëüøåé ïëîòíîñòè (4°Ñ). Èçãîòîâëåííûé ïðè ýòîì ïåðâûé ïðîòîòèï êèëîãðàììà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïëàòèíîèðèäèåâóþ öèëèíäðè÷åñêóþ ãèðþ âûñîòîé 39 ìì, ðàâíîé åãî äèàìåòðó. Äàííîå îïðåäåëåíèå ýòàëîíà êèëîãðàììà äåéñòâóåò äî ñèõ ïîð.

Ãîñóäàðñòâåííûé ïåðâè÷íûé ýòàëîí è ãîñóäàðñòâåííàÿ ïîâåðî÷íàÿ ñõåìà äëÿ ñðåäñòâ èçìåðåíèÿ ìàññû îïðåäåëÿþòñ ÿ ÃÎÑÒ 8.021—84.

 îáëàñòè òåðìîäèíàìè÷åñêèõ âåëè÷èí äåéñòâóþò:

·äâà ïåðâè÷íûõ è îäèí ñïåöèàëüíûé ýòàëîíû, âîñïðîèçâîäÿ ùèå åäèíèöó òåìïåðàòóðû — êåëüâèí â ðàçëè÷íûõ äèàïàçîíàõ;

·11 ãîñóäàðñòâåííûõ ýòàëîíîâ òåïëîôèçèêè — êîëè÷åñòâà òåïëîòû, óäåëüíîé òåïëîåìêîñòè, òåïëîïðîâîäíîñòè è äð.

Ïîãðåøíîñòü âîñïðîèçâåäåíèÿ òî÷êè êèïåíèÿ âîäû ñîñòàâëÿåò 0,002 — 0,01°Ñ, òî÷êè òàÿíèÿ ëüäà — 0,0002-0,001°Ñ. Òðîéíàÿ òî÷êà âîäû, ÿâëÿþùàÿñÿ òî÷êîé ðàâíîâåñèÿ âîäû â òâåðäîé, æèäêîé è ãàçîîáðàçíîé ôàçàõ, ìîæåò áûòü âîñïðîèçâåäåíà â ñïåöèàëüíûõ ñîñóäàõ ñ ïîãðåøíîñòüþ íå áîëåå 0,0002°Ñ.  1954 ã. áûëî ïðèíÿòî ðåøåíèå î ïåðåõîäå ê îïðåäåëåíèþ òåðìîäèíàìè÷åñêîé òåìïåðàòóðû Ò ïî îäíîé ðåïåðíîé òî÷êå — òðîéíîé òî÷êå âîäû, ðàâíîé 273,16 Ê. Òàêèì îáðàçîì, åäèíèöåé òåðìîäèíàìè÷åñêîé òåìïåðàòóðû ñëóæèò êåëüâèí, îïðåäåëÿåì ûé êàê 1/273,16 ÷àñòè òðîéíîé òî÷êè âîäû. Òåìïåðàòóðà â ãðàäóñàõ Öåëüñèÿ t îïðåäåëÿåòñÿ êàê t = Ò - 273,16 Ê. Åäèíèöåé â ýòîì ñëó÷àå ÿâëÿåòñÿ ãðàäóñ Öåëüñèÿ, êîòîðûé ðàâåí êåëüâèíó.

 ñåíòÿáðå 1989 ã. íà 17-é ñåññèè Êîíñóëüòàòèâíîãî êîìèòåòà ïî òåðìîìåòðèè áûëà ïðèíÿòà ìåæäóíàðîäíàÿ ïðàêòè÷åñêàÿ òåìïåðàòóðíàÿ øêàëà ÌÒØ-90.

Ãîñóäàðñòâåííàÿ ïîâåðî÷íàÿ ñõåìà äëÿ ñðåäñòâ èçìåðåíèÿ òåìïåðàòóðû óñòàíàâëèâàåòñÿ ÃÎÑÒ 8.558—93.

 îáëàñòè èçìåðåíèé ýëåêòðè÷åñêèõ è ìàãíèòíûõ âåëè÷èí (âêëþ÷àÿ ðàäèîòåõíè÷åñêèå) ñîçäàíû è ôóíêöèîíèðóþò 32 ýòàëîíà. Îíè ïåðåêðûâàþò íå òîëüêî áîëüøîé äèàïàçîí çíà÷åíèé èçìåðÿåìûõ âåëè÷èí, íî è øèðîêèé ñïåêòð óñëîâèé èõ èçìåðåíèé, ïðåæäå âñåãî ÷àñòîòû, äîõîäÿùåé äî äåñÿòêîâ ãèãàãåðö. Îñíîâó ñîñòàâëÿþò ýòàëîíû, êîòîðûå íàèáîëåå òî÷íî âîñïðîèçâîäÿò åäèíèöû è îïðåäåëÿþò ðàçìåðû îñòàëüíûõ ïðîèçâîäíûõ åäèíèö. Ýòî ãîñóäàðñòâåí íûå ïåðâè÷íûå ýòàëîíû åäèíèö ÝÄÑ, ñîïðîòèâëåíèÿ è ýëåêòðè÷åñêîé åìêîñòè. Ïåðâûå äâà ðàçðàáîòàíû íåäàâíî è îñíîâàíû íà êâàíòîâûõ ýôôåêòàõ Äæîçåôñîíà è Õîëëà.

Äî ïîñëåäíåãî âðåìåíè åäèíèöó ñèëû ýëåêòðè÷åñêîãî òîêà — àìïåð íà ïðàêòèêå ïðèõîäèëîñü îïðåäåëÿòü ïî òåì äåéñòâèÿì, êîòîðûå òîê îêàçûâàë â îêðóæàþùåé ñðåäå, íàïðèìåð âûäåëåíèå òåïëîòû ïðè ïðîõîæäåíèè òîêà ÷åðåç ïðîâîäíèê, îñàæäåíèå âåùåñòâà íà ýëåêòðîäàõ ïðè ïðîõîæäåíèè òîêà ÷åðåç ýëåêòðîëèò, ìåõàíè÷åñêèå äåéñòâèÿ òîêà íà ìàãíèò èëè ïðîâîäíèê ñ òîêîì.

Ãîñóäàðñòâåííûé ïåðâè÷íûé ýòàëîí àìïåðà ñîñòîèò èç àïïàðàòóðû, âûïîëíåííîé íà îñíîâå êâàíòîâûõ ýôôåêòîâ Äæîçåôñîíà è êâàíòîâàíèÿ ìàãíèòíîãî ïîòîêà (ýôôåêò Õîëëà), âêëþ÷àÿ ìåðó íàïðÿæåíèÿ, ìåðó ýëåêòðè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ, ñâåðõïðîâîäÿùèé êîìïàðàòîð òîêà è ðåãóëèðóåìûå èñòî÷íèêè òîêà (ÃÎÑÒ 8.027—89, ÃÎÑÒ 8.022—91).

 1979 ã. íà XVI Ãåíåðàëüíîé êîíôåðåíöèè ìåð è âåñîâ áûëî ïðèíÿòî íîâîå îïðåäåëåíèå, ïî êîòîðîìó êàíäåëëà âîñïðîèçâî äèòñÿ ïóòåì êîñâåííûõ èçìåðåíèé.  Ðîññèè åäèíñòâî èçìåðåíèé ñâåòîâûõ âåëè÷èí îáåñïå÷èâàåò ÃÎÑÒ 8.023—90.

Ñîâðåìåííûé ãîñóäàðñòâåííûé ýòàëîí êàíäåëëû èìååò äèàïàçîí íîìèíàëüíûõ çíà÷åíèé 30­110 êä, ñðåäíåå êâàäðàòè÷åñêîå îòêëîíåíèå ðåçóëüòàòà èçìåðåíèé — 1·10 -3 êä; íåèñêëþ÷åííàÿ ñèñòåìàòè÷åñêàÿ ïîãðåøíîñòü ñîñòàâëÿåò 2,5·10 -3 êä.

Ýòàëîííàÿ áàçà â îáëàñòè èçìåðåíèé ïàðàìåòðîâ èîíèçèðóþ ùèõ èçëó÷åíèé íàñ÷èòûâàåò 14 ÃÝ è îáåñïå÷èâàåò âîñïðîèçâåäå íèå èõ âåëè÷èí, êàê àêòèâíîñòü ðàäèîíóêëèäîâ è ìàññà ðàäèÿ, ýêñïîçèöèîííàÿ, ïîãëîùåííàÿ è ýêâèâàëåíòíàÿ äîçû, ïîòîê ýíåðãèè è äð. Ïîãðåøíîñòü âîñïðîèçâåäåíèÿ åäèíèö â ýòîé îáëàñòè ñîñòàâëÿåò äîëè — åäèíèöû ïðîöåíòà.

Ýòàëîííàÿ áàçà ôèçèêî-õèìè÷åñêèõ èçìåðåíèé ñîñòîèò èç òðåõ ãîñóäàðñòâåííûõ ýòàëîíîâ, âîñïðîèçâîäÿùèõ åäèíèöû ìîëÿðíîé äîëè êîìïîíåíòîâ â ãàçîâûõ ñðåäàõ, îáúåìíîãî âëàãîñîäåðæàíèÿ íåôòè è íåôòåïðîäóêòîâ, îòíîñèòåëüíîé âëàæíîñòè ãàçîâ. Ñèñòåìà ýòàëîíîâ â ýòîé îáëàñòè íàèìåíåå ðàçâèòà. Òî÷íîñòü èçìåðåíèé òàêæå íå î÷åíü âåëèêà è ñîñòàâëÿåò äîëè ïðîöåíòîâ.

Ãîñóäàðñòâåííûé ïåðâè÷íûé ýòàëîí è ãîñóäàðñòâåííàÿ ïîâåðî÷íàÿ ñõåìà äëÿ èçìåðåíèÿ ïëîñêîãî óãëà óñòàíàâëèâàþ òñÿ ÃÎÑÒ 8.016—81. Ïåðâè÷íûé ýòàëîí îáåñïå÷èâàåò âîñïðîèçâåäå íèå ãðàäóñà ñ íåèñêëþ÷åííîé ïîãðåøíîñòüþ íå áîëåå 0,02 '' .

Êîíòðîëüíûå âîïðîñû

1. Äàéòå îïðåäåëåíèå ôèçè÷åñêîé âåëè÷èíû. Ïðèâåäèòå ïðèìåðû ôèçè÷åñêèõ âåëè÷èí, îòíîñÿùèõñÿ ê ìåõàíèêå, îïòèêå, ìàãíåòèçìó è ýëåêòðè÷åñòâó.

2. ×òî òàêîå øêàëà ôèçè÷åñêîé âåëè÷èíû? Ïðèâåäèòå ïðèìåðû ðàçëè÷íûõ øêàë ÔÂ.

3. ×òî òàêîå ðàçìåðíîñòè ôèçè÷åñêîé âåëè÷èíû? Çàïèøèòå ðàçìåðíîñòü ñëåäóþùèõ âåëè÷èí: ïàñêàëÿ, ãåíðè, îìà, ôàðàäû è âîëüòà.

4. Äàéòå îïðåäåëåíèå ñèñòåìû ôèçè÷åñêèõ âåëè÷èí è ñèñòåìû åäèíèö ôèçè÷åñêèõ âåëè÷èí. Ïðèâåäèòå ïðèìåðû îñíîâíûõ è ïðîèçâîäíûõ ôèçè÷åñêèõ âåëè÷èí è åäèíèö.

5. Ñôîðìóëèðóéòå îñíîâíûå ïðèíöèïû ïîñòðîåíèÿ ñèñòåì åäèíèö ôèçè÷åñêèõ âåëè÷èí.

6. Íàçîâèòå ïðîèçâîäíûå åäèíèöû ñèñòåìû ÑÈ, èìåþùèå ñïåöèàëüíûå íàçâàíèÿ.

7. Íàçîâèòå ïðèâåäåííûå çíà÷åíèÿ ôèçè÷åñêèõ âåëè÷èí, èñïîëüçóÿ êðàòíûå è äîëüíûå ïðèñòàâêè: 5,3·10 13 Îì; 10,4·10 13 Ãö; 2,56·10 7 Ïà; 4,67·10 4 Îì; 0,067 ì; 0,098 ñ; 7,65·10 -3 ñ; 3,34·10 -6 Ô; 45,6·10 -9 ñ; 12,3·10 -13 Ô.

8.  ÷åì çàêëþ÷àåòñÿ åäèíñòâî èçìåðåíèé?

9. ×òî òàêîå ýòàëîí åäèíèöû ôèçè÷åñêîé âåëè÷èíû? Êàêèå òèïû ýòàëîíîâ âàì èçâåñòíû?

10. ×òî òàêîå ïîâåðî÷íàÿ ñõåìà è äëÿ ÷åãî îíà ïðåäíàçíà÷åíà? Êàêèå ñóùåñòâóþò âèäû ïîâåðî÷íûõ ñõåì?

11. ×òî òàêîå ïîâåðêà ñðåäñòâ èçìåðåíèé è êàêèìè ñïîñîáàìè îíà ìîæåò ïðîâîäèòüñÿ?

12. Äëÿ ÷åãî èñïîëüçóþòñÿ ñòàíäàðòíûå îáðàçöû? Íàçîâèòå èõ ìåòðîëîãè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè. Ïðèâåäèòå ïðèìåð ñòàíäàðòíûõ îáðàçöîâ.

13. Ðàññêàæèòå î ãîñóäàðñòâåííûõ ýòàëîíàõ îñíîâíûõ åäèíèö ñèñòåìû ÑÈ. Ïðîàíàëèçèðóéòå êàæäûé èç íèõ ñ òî÷êè çðåíèÿ íåèçìåííîñòè âî âðåìåíè è âîñïðîèçâîäèìîñòè.