Preview

Эталоны. Стандартные образцы

Расширенный поиск

Эталоны-копии единицы массы: калибровка 2020 года с применением вакуумного компаратора CCL 1007

https://doi.org/10.20915/2077-1177-2021-17-2-59-71

Полный текст:

Аннотация

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.

Об авторах

Ю. И. Каменских
ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. Менделеева»
Россия

Юрий Игоревич Каменских – руководитель сектора государственных эталонов в области измерений массы ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева»

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



В. С. Снегов
ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. Менделеева»
Россия

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



Список литературы

1. Kochsiek M., Gläser M. Comprehensive Mass metrology // Measurement Science and Technology. 2000. Vol. 11. Iss. 7. P. 1088. https://doi.org/10.1088/0957–0233/11/7/704

2. Завельский Ф. С. Масса и ее измерения. М.: Атомиздат, 1974. 238 с.

3. Kovalevsky J., Quinn T. J. The international system of units (SI) // Comptes rendus physique. 2004. Vol. 5, iss. 8. P. 799–811. https://doi.org/10.1016/j.crhy.2004.07.002

4. Смирнова Н. А. Эталоны единицы массы и точное взвешивание. Обзорная информация. М.: Изд-во стандартов, 1980. Вып. 2. 60 с.

5. Снегов В. В. Государственный эталон единицы массы ГЭТ 3–2008 // Мир измерений. 2010. № 9. С. 42–47.

6. Carre P., Davis R. Note on weighings carried out on the NBS-2 balance // Journal of research of the National Institute of Standards and Technology. 1985. Vol. 90. Iss. 5. P. 331–339. https://doi.org/10.6028/jres.090.023

7. Girard G. The third periodic verification of national prototypes of the kilogram (1988–1992) // Metrologia. 1994. Vol. 31. P. 317–336.

8. ГОСТ OIML R111-1-2009 ГСИ. Гири классов E1, E2, F1, F2, M1, M1–2, M2, M2–3 и M3. Часть 1. Метрологические и технические требования. М.: Стандартинформ, 2012.

9. Каменских Ю. И., Снегов В. В. Сличения эталонов-копий с Государственным первичным эталоном единицы массы ГЭТ 3–2008 // Мир измерений. 2012. № 1. С. 8–11.

10. Викторов И. В., Каменских Ю. И., Снегов В. С. Сличения эталонов-копий с Государственным первичным эталоном единицы массы в 2014–2015 гг. // Измерительная техника. 2016. № 10. С. 68–72.

11. Kubarych Z. J., Abbott P. J. The dissemination of mass in the United States: results and implications of recent BIPM calibrations of US National Prototype Kilograms // Journal of research of the national institute of standards and technology. 2014. Vol. 119. http://dx.doi.org/10.6028/jres.119.001

12. On the Revision of the International System of Units (SI). Resolution 1 (CGPM 26th Meeting, Versailles, November 13–16, 2018) // Measurement Techniques. 2019. Vol. 62. P. 472–473. https://doi.org/10.1007/s11018-019-01648-4

13. Schwitz W., Jeckelmann B., Richard P. Towards a new kilogram definition based on a fundamental constant // Comptes rendus physique. 2004. Vol. 5. Iss. 8. P. 881–892. https://doi.org/10.1016/j.crhy.2004.05.005

14. BIPM. Международная система единиц (SI). 9-е изд. URL: https://www.vniim.ru/files/SI-2019.pdf (дата обращения: 01.04.2021)

15. Stock M. The watt balance: Determination of the Planck constant and redefinition of the kilogram // Philosophical transactions of the royal society a mathematical, physical and engineering sciences. 28 October 2011. https://doi.org/10.1098/rsta.2011.0184

16. Robinson I. A., Schlamminger S. The watt or Kibble balance: a technique for implementing the new SI definition of the unit of mass // Metrologia. 2016. Vol. 53. No. 5. A46.

17. Kibble B. P., Robinson I. A. Principles of a new generation of simplified and accurate watt balances // Metrologia. 2014. Vol. 51. No. 2. S132.

18. Davidson S. Determination of the effect of transfer between vacuum and air on massstandards of platinum–iridium and stainless steel // Metrologia. 2010. Vol. 47. P. 487–497. https://doi.org/10.1088/0026–1394/47/4/015

19. Снегов В. С., Каменских Ю. И., Сафонов А. В. О циклах взвешивания массы на компараторах // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. 2018. № 7. С. 9–12. https://doi.org/10.30713/0132-2222-2018-7-9-12

20. ГОСТ 34100.3–2017/ISO/IEC Guide 98–3:2008 Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения. М.: Стандартинформ, 2018.


Для цитирования:


Каменских Ю.И., Снегов В.С. Эталоны-копии единицы массы: калибровка 2020 года с применением вакуумного компаратора CCL 1007. Эталоны. Стандартные образцы. 2021;17(2):59-71. https://doi.org/10.20915/2077-1177-2021-17-2-59-71

For citation:


Kamenskikh Yu.I., Snegov V.S. Reference standards-copies of mass unit: calibration 2020 using vacuum comparator CCL 1007. Measurement Standards. Reference Materials. 2021;17(2):59-71. (In Russ.) https://doi.org/10.20915/2077-1177-2021-17-2-59-71

Просмотров: 83


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2687-0886 (Print)