References

rmjournal

Эталоны. Стандартные образцы

Measurement Standards. Reference Materials

2687-0886

D. I. Mendeleyev Institute for Metrology

10.20915/2077-1177-2023-19-5-45-58

rmjournal-443

Research Article

Эталоны

Standards

Метрологическое обеспечение в области измерений постоянного напряжения и ЭДС: от нормальных элементов к квантовому эталону

Metrological Support in the field of DC Voltage and EMF Measurements: from Normal Elements to a Quantum Standard

https://orcid.org/0000-0001-5597-9437

Катков

А. С.

Katkov

A. S.

Александр Сергеевич Катков, д-р техн. наук, доцент, главный научный сотрудник

научно-исследовательская лаборатория госэталонов в области измерений режимов электрических цепей

190005

Московский пр., 19

Санкт-Петербург

Alexander S. Katkov, Dr. Sci. (Tech.), Associate Professor, Chief Researcher

Laboratory of State Standards in the field of Measuring Modes of Electric Circuits

190005

19 Moskovsky ave.

St. Petersburg

a.s.katkov@vniim.ru

Шевцов

В. И.

Shevtsov

V. I.

Владимир Иванович Шевцов, канд. техн. наук, доцент, руководитель лаборатории

лаборатория госэталонов в области измерений режимов электрических цепей

190005

Московский пр., 19

Санкт-Петербург

Vladimir I. Shevtsov, Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Head of the Laboratory

Research Laboratory of State Standards in the field of Measuring Modes of Electric Circuits

190005

19 Moskovsky ave.

St. Petersburg

V.I.Schevtsov@vniim.ru

Быков

А. И.

Bykov

A. I.

Андрей Игоревич Быков, научный сотрудник

научно-исследовательская лаборатория госэталонов в области измерений режимов электрических цепей

190005

Московский пр., 19

Санкт-Петербург

Andrey I. Bykov, Researcher

Research Laboratory of State Standards in the field of Measuring Modes of Electric Circuits

190005

19 Moskovsky ave.

St. Petersburg

A.I.Bykov@vniim.ru

Ловцюс

В. Э.

Lovtsus

V. E.

Виктор Эдуардович Ловцюс, ведущий инженер

научно-исследовательская лаборатория госэталонов в области измерений режимов электрических цепей

190005

Московский пр., 19

Санкт-Петербург

Viktor E. Lovtsus, Leading Engineer

Research Laboratory of State Standards in the field of Measuring Modes of Electric Circuits

190005

19 Moskovsky ave.

St. Petersburg

Беликова

М. Н.

Belikova

M. N.

Маргарита Николаевна Беликова, техник

научно-исследовательская лаборатория госэталонов в области измерений режимов электрических цепей

190005

Московский пр., 19

Санкт-Петербург

Margarita N. Belikova, Technician

Research Laboratory of State Standards in the field of Measuring Modes of Electric Circuits

190005

19 Moskovsky ave.

St. Petersburg

m.n.belikova@vniim.ru

ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. Менделеева»РоссияD. I. Mendeleyev Institute for MetrologyRussian Federation

2023

06012024

1954558

2024

Катков А.С., Шевцов В.И., Быков А.И., Ловцюс В.Э., Беликова М.Н.

Katkov A.S., Shevtsov V.I., Bykov A.I., Lovtsus V.E., Belikova M.N.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://www.rmjournal.ru/jour/article/view/443

В статье рассматриваются вопросы метрологического обеспечения на примере высшего звена Государственной поверочной схемы для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы. Кратко рассмотрена история возникновения и развития эталонных измерений постоянного напряжения и электродвижущей силы в Российской империи, СССР и Российской Федерации. Приведены результаты работ по совершенствованию Государственного первичного эталона ГЭТ 13, завершенные в 2022 г.

The article deals with the issues of metrological support on the example of the highest level of the State Verification Scheme for measuring instruments of direct current voltage and electromotive force. The origin and development of reference measurements of DC voltage and electromotive force in the Russian Empire, the USSR, and modern Russia is briefly reviewed. The results of work on improving the State Primary Standard GET 13 completed in 2022 are presented.

нормальный элементэталонпостоянное напряжение и ЭДСджозефсоновская микросхема

standard cellstandarddirect voltage and EMFJosephson array

Все исследования проводились в лаборатории Государственных первичных эталонов и научных исследований в области измерений режимов электрических цепей ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева», коллективу которой авторы выражают благодарность за их участие в работе по совершенствованию ГЭТ 13

All studies were carried out in the laboratory of State Primary Standards and Scientific Research in the field of Measuring the Modes of Electrical Circuits, D. I. Mendeleev Institute for Metrology; the authors express their gratitude to the team of this laboratory for their participation in the work to improve GET 13

References1

Егоров Н. Г. О правительственной выверке электрических измерительных приборов в западноевропейских государствах // Временник. 1899. Ч. 4. С. 81–121.

Egorov N. G. About the government reconciliation of electrical measuring instruments in the Western European states. Vremennik. 1899;4:81–121. (In Russ.).

Иванов М. В. Нормальные элементы Латимера-Кларка Главной Палаты Мер и Весов // Временник. 1900. Ч. 5. С. 36–59.

Ivanov M. V. Normal elements of latimer-clark of the main chamber of weights and measures. Vremennik. 1900;5:36–59. (In Russ.).

Егоров Н. Г. Предварительные работы по приготовлению эталонов основных электрических единиц // Временник. 1911. Ч. 1. С. 122–131.

Egorov N. G. Preliminary work on the preparation of standards of basic electrical units. Vremennik. 1911;10:122–131. (In Russ.).

Чураева Е. С. Состояние эталона международного вольта СССР с 1932 по 1937 г. Исследования в области электрических измерений // Труды ВНИИМ. 1939. Вып. 24(40).

Churaevа E. S. State of the standard of the international volt of the USSR from 1932 to 1937 Research in the field of electrical measurements. Proceedings of VNIIM. 1939;24(40). (In Russ.).

Колосов А. К., Чалова Е. А. Состояние государственного эталона вольта СССР // Труды ВНИИМ. 1960. Вып. 39(99).

Kolosov A. K., Chalov E. A. The State of the State Standard of the USSR Volt. Proceedings of VNIIM. 1960;39(99). (In Russ.).

Рождественская Т. Б., Широков К. П. Установление нового размера единицы ЭДС – вольта // Измерительная техника. 1970. № 8.

Rozhdestvenskaya T. B., Shirokov K. P. Establishment of a new size of the EMF unit – volt. Measurement techniques. 1970;8. (In Russ.).

Горюнов П. Н., Шишкин В. М. Электрические, тепловые и временные характеристики термокомпенсированных стабилитронов типа Д818. Исследования в области электрических измерений // Труды ВНИИМ. Вып. 1971. Вып. 115(175).

Goryunov P. N., Shishkin V. M. Electrical, thermal and temporal characteristics of thermally compensated zener diodes type D818. Research in the field of electrical measurements. Proceedings of VNIIM. 1971;115(175). (In Russ.).

Галахова О. П., Рождественская Т. Б., Шишкин В. М. Обеспечение единства измерений электрических величин в странах-членах СЭВ // Измерительная техника. 1972. № 5.

Galakhova O. P., Rozhdestvenskaya T. B., Shishkin V. M. Ensuring the uniformity of measurements of electrical quantities in the CMEA member countries. Measurement techniques. 1972;5. (In Russ.).

Барбарович В. Ю. Автоматизированный рабочий эталон единицы ЭДС в диапазоне значений 1–10 В // Измерительная техника. 1993. № 8.

Barbarovich V. Yu. Automated working standard of the EMF unit in the range of 1–10 V. Measurement techniques. 1993;8. (In Russ.).

Аппаратура для контроля стабильности ЭДС нормальных элементов на основе эффекта Джозефсона / С. В. Горбацевич [и др.] // Измерительная техника. 1976. № 4. С. 59–61.

Gorbatsevich S. V., Krasnov K. A., Mazurov V. P., Satrapinsky A. F., French E. T., Yashin T. V. Apparatus for monitoring the stability of the EMF of normal elements based on the Josephson effect. Measurement techniques. 1976;4:59–61. (In Russ.).

Новый государственный первичный эталон единицы электродвижущей силы – вольта / Ю. В. Тарбеев [и др.] // Измерительная техника. 1981. № 12. С. 3–5.

Tarbeev Yu. V., Koltik E. D., Rozhdestvenskaya T. B., Galakhova O. P., Krasnov K. A., Krzymowski V. I. The new state primary standard of the electromotive force unit is the volt. Measurement techniques. 1981;12:3–5. (In Russ.).

Александров В. С., Катков А. С., Телитченко Г. П. Новый государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы // Измерительная техника. 2002. № 3. С. 6–9.

Aleksandrov V. S., Katkov A. S., Telitchenko G. P. New state primary standard and state verification scheme for measuring instruments for constant electric voltage and electromotive force. Measurement techniques. 2002;3:6–9. (In Russ.).

Bilateral comparison of 1.018 V standards between the VNIIM and the BIPM: BIPM Rapport BIPM-99/2 / D. Avrons [et al.]. France: BIPM Publications, 1999.

Avrons D., Katkov A., Krzhimovsky V., Reymann D., Witt T. J. Bilateral comparison of 1.018 V standards between the VNIIM and the BIPM: BIPM Rapport BIPM-99/2. France: BIPM Publications; 1999.

Katkov A. S., Solve S., Stock M. Bilateral Comparison of 10 V Standards between the VNIIM (Russia) and the BIPM, August to October 2007 (part of the ongoing BIPM key comparison BIPM.EM-K11.b): Rapport BIPM-07/07. France: BIPM Publications, 2007. р. 10.

Behr R., Katkov A. S. Final Report on the key comparison EUROMET.BIPM.EM.K-10.a. Comparison of Josephson array voltage standards by using a portable Josephson transfer standard // Metrologia. 2005. Vol. 42, № 1A, P. 01005. doi: 10.1088/0026–1394/42/1A/01005

Behr R., Katkov A. S. Final Report on the key comparison EUROMET.BIPM.EM.K-10.a. Comparison of Josephson array voltage standards by using a portable Josephson transfer standard. Metrologia. 2005;42(1A):01005. doi: 10.1088/0026–1394/42/1A/01005

Comparison of the Josephson voltage standards of the VNIIM and the BIPM (part of the ongoing BIPM key comparison BIPM.EM-K10.b) / S. Solve [et al.] // Metrologia. 2011. Vol. 48, № 1A. P. 01007. doi: 10.1088/0026–1394/48/1A/01007

Solve S., Chayramy R., Stock M., Katkov A. Comparison of the Josephson voltage standards of the VNIIM and the BIPM (part of the ongoing BIPM key comparison BIPM.EM-K10.b). Metrologia. 2011;48(1A):01007. doi: 10.1088/0026–1394/48/1A/01007

AC and DC voltages from a Josephson arbitrary waveform synthesizer / S. P. Benz [et al.] // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. 2001. Vol. 50, № . 2. P. 181–184. doi: 10.1109/19.918096

Benz S. P., Burroughs C. J., Dresselhaus P. D., Christina L. A. AC and DC voltages from a Josephson arbitrary waveform synthesizer. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. 2001;50(2):181–184. doi: 10.1109/19.918096

Katkov A., Shevtsov V., Gubler G. VNIIM 10 V programmable Josephson voltage standard // 2018 Conference on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM 2018): abstract, Paris, France, 08–13 July 2018. IEEE Xplore: 2018. P. 1–2. doi: 10.1109/CPEM.2018.8500892

Katkov A., Shevtsov V., Gubler G. VNIIM 10 V programmable Josephson voltage standard // 2018 Conference on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM 2018): Abstract, 08–13 July 2018, Paris, France. IEEE Xplore: 2018. P. 1–2. doi: 10.1109/CPEM.2018.8500892

ГОСТ 8.381-2009 Государственная система обеспечения единства измерений. Эталоны. Способы выражения точности = State system for ensuring the uniformity of measurements. Standards. Ways for expressing the accuracy. М.: Стандартинформ; 2012. С. 2022.

ГЭТ 13–2023 Государственный первичный эталон единицы электрического напряжения: институт-хранитель ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» // Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений : официальный сайт. URL: https://fgis.gost.ru/fundmetrology/registry/12/items/1408837

Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы: Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 июля 2023 года № 1520 // Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов : официальный сайт. 2020. URL: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293719/4293719472.pdf

The authors declare that there are no conflicts of interest present.