rmjournalЭталоны. Стандартные образцыMeasurement Standards. Reference Materials2687-0886D. I. Mendeleyev Institute for Metrology10.20915/2077-1177-2024-20-3-5-12rmjournal-500Research ArticleЭталоныStandardsЭталоны силы до 1 МН и свышеForce Measurement Standards Up to 1 MN and AboveШмигельскийИ. Ю.ShmigelskyI. Y.

Илья Юрьевич Шмигельский, канд. техн. наук, руководитель лаборатории

научно-исследовательскаялаборатория госэталонов в области измерений массы и силы

190005; Московский пр., 19, г. Санкт-Петербург

Ilya Y. Shmigelsky, Cand. Sci. (Eng.), Head of the Laboratory

Research Laboratory of State Standards in the Field of Mass and Force Measurements

190005; 19 Moskovsky ave.; St. Petersburg

i.y.shmigelskiy@vniim.ruФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. Менделеева»РоссияD. I. Mendeleyev Institute for MetrologyRussian Federation202412102024203512Copyright © Шмигельский И.Ю., 20242024Шмигельский И.Ю.Shmigelsky I.Y.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rmjournal.ru/jour/article/view/500

   Эталоны силы необходимы в обеспечении испытаний весоизмерительных и силоизмерительных датчиков, предназначенных для измерений и исследований больших нагрузок в ракетостроении, строительстве атомных электростанций, в испытаниях конструкционных материалов. Эталонные установки непосредственного нагружения имеются в распоряжении ведущих научно-исследовательских институтов России, Германии, США, Китая и Республики Корея. Автор систематизировал и обобщил отечественный опыт применения эталонов силы прямого нагружения. Так, приводится обзор установки прямого нагружения ЭУ-100 из состава Государственного первичного эталона единицы силы ГЭТ 32–2011 Российской Федерации в диапазоне от 10 кН до 1 МН. Проанализирован также зарубежный опыт в области воспроизведения единицы силы значением до 1 МН и свыше. Так, оценен диапазон воспроизведения и состав грузов эталонной силовоспроизводящей установки прямого нагружения Физико-технического федерального института (PTB, Германия), эталонной силовоспроизводящей установки прямого нагружения Национального института эталонов и технологий США (NIST, США), эталонной силовоспроизводящей установки прямого нагружения Институт метрологии провинции Фуцзянь (FPIM, Китай) и эталонной силовоспроизводящей установки Корейского научно-исследовательского института эталонов и науки (KRISS, Республика Корея). Статья представляет научный и практический интерес для специалистов в области воспроизведения единицы силы больших значений. Обобщенный опыт может стать основой для исследований в области совершенствования эталонов силы. Обзор адресован также преподавателям и студентам профильных дисциплин высшей школы.

   The use of force measurements standards ensures testing of load and force sensors designed for measuring and studying large loads in rocket science, nuclear power plant construction, and testing of structural materials. The article provides an overview of the State Primary Standard of force GET 32–2011 of the Russian Federation in the range up to 1 MN, and also analyzes international experience in the field of reproduction of the unit of force with a value above 1 MN. The range of reproduction and composition of loads of the deadweight machine EU-100 from the composition of the State Primary Standard of force GET 32–2011 of the Russian Federation, deadweight machine of the Physical-Technical Federal Institute (PTB, Germany), deadweight machine of the National Institute of Standards and Technologies, deadweight machine of the Fujian Institute for Metrology (FPIM, China) and the deadweight machine of the Korea Research Institute of Standards and Science (KRISS, Republic of Korea) were assessed. The article is of scientific and practical interest to specialists in the field of reproduction of the unit of force of large values. The generalized experience can become the basis  for research in the field of improving the standards of force. The review is also addressed to teachers and students of specialized disciplines of higher education.

эталонизмерения силыповеркагруппа динамометровсиловоспроизводящие машиныmeasurement standardforce measurementsverificationdynamometer groupforce standard machineРабота выполнялась без спонсорской поддержки. Это исследование не получало финансовой поддержки в виде гранта от какой-либо организации государственного, коммерческого или некоммерческого сектора. Работа выполнена в рамках диссертационного исследования «Разработка методов поверки средств измерений больших значений массы на основе эталонов силы» Все измерения проводились с использованием оборудования научно-исследовательской лаборатории государственных эталонов в области измерений массы и силы ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева»The work was performed without sponsorship. This research did not receive financial support in the form of a grant from any governmental, for-profit, or non-profit organizations. The work was carried out as part of the dissertation research «Development of methods for verifying large mass measuring instruments based on force standards». All measurements were carried out using the equipment of the research laboratory of state standards in the field of mass and force measurements of the D. I. Mendeleyev Institute for MetrologyReferencesKubarych Z. J., Yaniv S. L. The kilogram and measurements of mass and force // Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology. 2001. № 106. P. 25–46. doi: 10.6028/jres.106.003Kubarych Z. J., Yaniv S. L. The kilogram and measurements of mass and force. Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology. 2001;106:25–46. doi: 10.6028/jres.106.003Ferrero C., Marinari C., Kumme R. Investigation of parasitic components in PTB’s 2 MN deadweight machine by using the INRIM six-component dynamometer // Proceeding of the XVII IMEKO world congress, Rio de Janeiro, Brazil, 2006. [websiete]. URL: https://www.researchgate.net/publication/242301006_Investigation_of_parasitic_components_in_PTB’s_2_mn_deadweight_machine_by_using_the_INRIM_six-component_dynamometer (Accessed: 12. 04. 2024).Ferrero C., Marinari C., Kumme R. Investigation of parasitic components in PTB’s 2 MN deadweight machine by using the INRIM six-component dynamometer. Proceeding of the XVII IMEKO world congress, Rio de Janeiro, Brazil, 2006. Accessed April 12, 2024. https://www.researchgate.net/publication/242301006_Investigation_of_parasitic_components_in_PTB’s_2_mn_deadweight_machine_by_using_the_INRIM_six-component_dynamometer (Accessed: 12. 04. 2024).Analysis of mechanical properties for the key force transfer components of 2 MN deadweight force standard machine / W. Tieping [et al.] // Acta IMEKO. 2020. Vol. 9, № 5. P. 91–96.Tieping W., Jinquan G., Zhengchuang L., Shuo L., Xiaoxiang Y. Analysis of mechanical properties for the key force transfer components of 2 MN deadweight force standard machine. Acta IMEKO. 2020;9(5):91–96.Manufacturing and installation of a high capacity deadweight force machine / Y.-K. Park [et al.] // XXI IMEKO World Congress «Measurement in Research and Industry», Prague, Czech Republic, 2015. [websiete]. URL: https://www.imeko.org/publications/wc-2015/IMEKO-WC-2015-TC3–071.pdf (Accessed: 12. 04. 2024).Park Y.-K., Kim M.-S., Kim K.-P., Jang J.-S., Lee J.-T., Lee H.-Y. et al. Manufacturing and installation of a high capacity deadweight force machine. XXI IMEKO World Congress «Measurement in Research and Industry», Prague, Czech Republic, 2015. Available at: https://www.imeko.org/publications/wc-2015/IMEKO-WC-2015-TC3–071.pdf [Accessed: April 12, 2024].Design of the 1 MN deadweight force standard machine in KRISS / Y.-K. Park [et al.] // XX IMEKO World Congress «Metrology for Green Growth», Busan, Republic of Korea, 2012. [websiete]. URL: https://www.imeko.org/publications/wc-2012/IMEKO-WC-2012-TC3-P28.pdf (Accessed: 12. 04. 2024).Park Y.-K., Song H.-K., Kim B. M.-S., Kim J.-H., Choi J.-H., Lee. J-T. et al. Design of the 1 MN deadweight force standard machine in KRISS. XX IMEKO World Congress «Metrology for Green Growth», Busan, Republic of Korea, 2012. Available at: https://www.imeko.org/publications/wc-2012/IMEKO-WC-2012-TC3-P28.pdf [Accessed: April 12, 2024].Final report on the force key comparison CCM.F-K3 / R. Kumme [et al.] // Metrologia. 2019. Vol. 56, № 1A. P. 07001–07001. doi: 10.1088/0026–1394/56/1A/07001Kumme R., Averlant P., Bartel T., Germak A., Knott A., Man J. et al. Final report on the force key comparison CCM.F-K3. Metrologia. 2019;56(1A):07001–07001. doi: 10.1088/0026–1394/56/1A/07001Ferrero C., Marinari C., Martino E. Development and metrological characterization of a build-up force standard up to 3 MN // XVII IMEKO World Congress Metrology in the 3<sup>rd</sup> Millennium, Dubrovnik, Croatia, 2003. [websiete]. URL: https://www.researchgate.net/publication/242293836_Development_and_metrological_characterization_of_a_build-up_force_standard_up_to_3_MN (Accessed: 12. 04. 2024).Ferrero C., Marinari C., Martino E. Development and metrological characterization of a build-up force standard up to 3 MN. XVII IMEKO World Congress Metrology in the 3<sup>rd</sup> Millennium, Dubrovnik, Croatia, 2003. Available at: https://www.researchgate.net/publication/242293836_Development_and_metrological_characterization_of_a_build-up_force_standard_up_to_3_MN [Accessed: April 12, 2024].NIST Лаборатория физических измерений [сайт]. URL: https://www.nist.gov/pml/productsservices/million-pound-makeover (дата обращения: 12. 04. 2024).NIST Лаборатория физических измерений [сайт]. URL: https://www.nist.gov/pml/productsservices/million-pound-makeover (дата обращения: 12. 04. 2024).ГЭТ 32–2011 Государственный первичный эталон единицы силы / Институт-хранитель ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» // Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений : официальный сайт. 2012. URL: https://fgis.gost.ru/fundmetrology/registry/12/items/397917 (дата обращения: 12. 04. 2024).ГЭТ 32–2011 Государственный первичный эталон единицы силы / Институт-хранитель ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» // Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений : официальный сайт. 2012. URL: https://fgis.gost.ru/fundmetrology/registry/12/items/397917 (дата обращения: 12. 04. 2024).

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