Юрий Игоревич Каменских – руководитель сектора государственных эталонов в области измерений массы ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева»
190005, г. Санкт-Петербург, Московский пр., 19
Yurii I. Kamenskikh – Head of group, Mass Laboratory, I. Mendeleyev Institute for Metrology (VNIIM)
19 Moskovsky ave., St. Petersburg, 190005
Виктор Савельевич Снегов – канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник сектора государственных эталонов в области измерений массы ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева»
190005, г. Санкт-Петербург, Московский пр., 19
Viktor S. Snegov – Leading Researcher, Mass Laboratory, I. Mendeleyev Institute for Metrology (VNIIM)
19 Moskovsky ave., St. Petersburg, 190005,
В статье рассматриваются результаты калибровки эталонов-копий по Государственному первичному эталону единицы массы – килограмм ГЭТ 3–2020 с применением нового вакуумного компаратора CCL 1007 и артефактов плавучести. Авторы привели исторические данные калибровок копий Международного прототипа килограмма начиная с 1892 г., в т. ч. российский прототип № 12. Значения нестабильности прототипа килограмма № 12 соответствуют международным значениям и оценивается как 5 · 10–11 кг за год. Изменения массы копий оцениваются относительно массы Международного прототипа килограмма, а насколько изменился он сам – сказать принципиально невозможно, что стало причиной перехода на новое определение килограмма. После принятия на 26-м заседании Генеральной конференции по мерам и весам, состоявшейся в Париже в ноябре 2018 г., постоянная Планка была численно зафиксирована с абсолютной точностью, а массе Международного прототипа килограмма приписана суммарная неопределенность 1 · 10–8 кг. Отсюда авторами поставлена задача сохранить численное значение суммарной неопределенности эталонов-копий за счет снижения в 10 раз погрешности передачи от ГЭТ 3–2020. В статье приведены результаты калибровки шести эталонов-копий по отношению к прототипу № 12 с обработкой первичных данных по методу наименьших квадратов и представлен бюджет неопределенности измерений. Результаты калибровки эталонов-копий подтвердили повышение точности передачи единицы в 10 раз – с 6 · 10–9 кг до 6 · 10–10 кг – за счет применения вакуумного компаратора с ценой деления 0,1 мкг и артефактов плавучести и сорбции при прямых измерениях плотности воздуха. Это позволило скомпенсировать дополнительную неопределенность, приписанную МПК на основе фиксации числового значения постоянной Планка, и тем самым обеспечить поверку гирь всех классов точности с сохранением всей сложившейся иерархической системы передачи единицы массы в стране.
The article discusses the calibration results of reference standards-copies according to the State Primary Standard of the Mass Unit using the new CCL 1007 vacuum comparator and buoyancy artifacts. The authors provided historical data on the calibrations of copies of the International Prototype of the Kilogram (IPK) starting from 1892, including the Russian prototype № 12. The instability of the prototype of the kilogram No. 12 corresponds to international values and is assessed at 5 · 10–11 kg per year. Changes in the mass of copies are assessed in relation to the mass of the IPK, but it is impossible to determine to what extent it has changed. This was the reason for the adoption of a new value of the kilogram. Following the adoption at the 26th meeting of the General Conference on Weights and Measures (CGPM) held in Paris in November 2018, Planck constant was numerically established with absolute accuracy, and total uncer tainty of 1 · 10–8 kg was assigned to the mass of the IPK. Thus, the authors set the aim to preserve the numerical value of the total uncertainty of the reference standards-copies by reducing the transfer error of the State Primary Standard by 10 times. The article presents the calibration results of six reference standards-copies in relation to prototype No. 12 with the primary data processing using the method of least squares, and the uncertainty budget is provided. The calibration results of the reference standards-copies confirmed the accuracy increase of the transfer unit by 10 times in the range from 6 · 10–9 kg to 6 · 10–10 kg by the use of a vacuum comparator graduated 0.1 μg and buoyancy and sorption artifacts in direct measurements of air density. This has made it possible to compensate for the additional uncertainty attributed to the IPK based on the determination of the Planck constant value and to ensure the mass calibration of all accuracy grades preserving the entire hierarchical system of transferring the mass unit in the country.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.