Первичные и вторичные эталоны единиц. Использование их для обеспечения единства измерений.

Если эталон воспроизводит единицу с наивысшей точностью, то он называется первичным. Первичный эталон основных величин воспроизводит единицу в соответствии с её определением. Вторичный эталон такой же, как и первичный (точность та же, но устанавливается по первичному). Бывает 4 вида вторичного эталона:

1) эталон-копия (предназначен для хранения единицы и передачи её рабочим эталонам)

2) эталон сравнения (применяется для сличения эталонов, которые нельзя сравнить непосредственно друг с другом)

3) эталон-свидетель (проверка сохранности государственного эталона и для замены его в случае порчи или утраты)

4) рабочий эталон (применяется в рутинной (ежедневной) работе; передача размера единицы для измерения высшей точности)

Под единством измерений понимается такое их состояние, при кото­ром обеспечивается достоверность измерений, а значения измеряемых ве­личин выражаются в узаконенных единицах. В организационном плане единство измерений обеспечивается Мет­рологической службой СССР (РФ), состоящей из государственной и ведомствен­ных метрологических служб.

Пример использования первичного эталона: Первичный эталон официально утвержденный в качестве исходного, называется государственным. Государственный первичный эталон единиц времени и частоты и шка­лы времени Советского Союза воспроизводит основную единицу СИ секунду в соответствии с ее определением, т.е. секунда (международное обозначение s; русское - с) - единицa времени, равная 9192631770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133;

Эталон длины.

метр (международное обозначение m; русское — м) — единица длины, равная пути, проходимому в вакууме светом за 1/299792458 долю секунды*; Измеряется специальной линейкой, сделанной из сплава платина-иридий, её размер 1метр=102 см

Измерение интервалов времени.

Более совершенными в этом отношении являются шкалы, составленные из строго определенных интервалов. Общепринятым, например, является измерение времени по шкале, разбитой на интервалы, равные периоду обращения Земли вокруг Солнца (летоисчисление) Эти интервалы (годы) делятся в свою очередь на более мелкие (сутки) равные периоду обращения Земли вокруг своей оси. Сутки в свою очередь делятся на часы, часы на минуты, минуты на секунды. Такая шкала называется шкалой интервалов.

Астрономические единицы измерения времени.

На основе астрономических наблюдений древние вавилоняне установили год, месяц, час. Впоследствии 1/86400 часть среднего периода обращения Земли вокруг своей оси получила название секунды. Наряду с этим уже на заре цивилизации люди пришли к пониманию ценности так называемых «вещественных» мер и единиц измерений. Астрономические шкалы основаны на вращении Земли вокруг собственной оси или вокруг Солнца. Астрономическая единица з среднее расстояние от Земли до Солнца.

1 астрономическая единица (а.е.) = 145,9* км. Световой год – расстояние, за которое проходит свет за 365 дней. Парсек – расстояние, с которого диаметр орбиты Земли виден под углом в 1 угловую секунду (угол параллакса).

Звездное и солнечное время.

Звездные сутки – промежуток времени между 2мя верхними кульминациями точки (звезды) весеннего равноденствия. 1 звездная секунда 1/86400 часть звездных суток. Сидерическая шкала – шкала звездного времени. 1/86400 длительности истинных солнечных суток = 1 солнечная секунда. Истинные солнечные сутки – прохождение центра видимого диска через высшую точку. Звездные сутки короче средних солнечных суток на 4 с лишнем минуты. Тропический год – промежуток времени между 2мя весенними равноденствиями.

Шкалы атомного времени.

Атомная шкала времени – равномерная шкала. Поправки вводятся не каждые сутки. На атомной шкале секунда – секунда СИ. Плюсы: равномерная, устанавливается с высокой точностью (погрешность степени). Минусы: не универсальна счет каждой секунды можно пропустить и не уследить пропуск счета счетчика

Эталон времени и частоты

Основывается на регистрации электромагнитных излучений, образующихся при переходах электронов в атомы веществ. Диапазоны СВЧ волн:

- цезиевый и рубидиевый стандарты частоты (используют для стабилизации частоты; оба вещества пассивны, всё идет от радиоприёмника)

- Водород (активный). Делится по функциональному состоянию на: 1) Реперы – включаются эпизодически (проверка секунды в её сохранении); 2) Хранители (ТА, квантовые часы) – работают непрерывно. Цезиевый репер включают 2 раза в месяц, с его помощью определяют работу рубидиевых часов. Последние обладают высокой точностью – степени.

Эталон силы тока

Ампер равен силе неизменяющегося тока, который проходя по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, вызывал бы на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия, равную Н;

В дальнейшем предполагается в качестве основной единицы СИ вместо ампера утвердить единицу электрического напряжения - вольт.

Эталон Кельвина.

кельвин (международное обозначение К; русское - К) — единица термодинамической температуры, равная 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды. Реперные точки – температуры фазовых превращений. 2 главные реперные точки – абсолютный нуль и тройная точка воды. В диапазоне 13,81 . . . 273,15 К государственным первичным эталоном единицы температуры воспроизводится шесть реперных точек, а значение температуры в интервалах между ними определяется эталонным платино­вым термометром сопротивления.