Стандарт (метрология) - Standard (metrology)

В международный прототип килограмма (IPK) - артефакт или прототип, масса которого была определена как ровно один килограмм.

В метрология (наука об измерениях), стандарт (или же эталон) является объект, система или эксперимент, который имеет определенное отношение к единице измерения физической величины.[1] Стандарты являются основным эталоном для системы мер и весов, с которой сравниваются все другие измерительные приборы. Исторические стандарты длины, объема и массы были определены многими различными авторитетными организациями, что привело к путанице и неточности измерений. Современные измерения определяются по отношению к международно стандартизированным эталонным объектам, которые используются в тщательно контролируемых лабораторных условиях для определения единиц длины, массы, электрического потенциала и других физических величин.

Иерархия стандартов

Стандартные единицы измерения длины должны быть встроены в краеугольные камни церквей или важных общественных зданий, чтобы все люди, торгующие на территории, могли согласовать единицы измерения.

Существует трехуровневая иерархия физических эталонов. В верхней части дерева находятся главные стандарты, известные как первичные стандарты. Первичные эталоны соответствуют высочайшему метрологическому качеству и являются окончательным определением или реализация их единицы измерения.[2] Исторически единицы измерения обычно определялись со ссылкой на уникальные артефакты, которые были правовой основой единиц измерения. Постоянная тенденция в метрологии состоит в том, чтобы исключить как можно больше эталонов артефактов и вместо этого определить практические единицы измерения в виде фундаментальные физические константы, как показано стандартизированной техникой. Одним из преимуществ исключения стандартов артефактов является то, что больше не требуется взаимное сравнение артефактов. Еще одним преимуществом было бы то, что потеря или повреждение эталонов артефактов не нарушило бы систему мер.

Следующий стандарт качества в иерархии известен как вторичный стандарт. Вторичные эталоны калибруются относительно первичного эталона.[2]

Третий уровень стандарта, стандарт, который периодически калибруется по вторичному стандарту, известен как рабочий стандарт.[2] Рабочие эталоны используются для калибровки коммерческого и промышленного измерительного оборудования.

Первичные стандарты

Основная статья: Первичный стандарт
Набор калибровочные блоки используются в качестве рабочего стандарта для проверки калибровки измерительных инструментов, таких как микрометры.

Примером первичного стандарта был международный прототип килограмма (IPK) который был хозяином килограмм и первичный эталон массы для Международная система единиц (SI). IPK - это один килограмм массы платино-иридиевый сплав поддерживается Международное бюро мер и весов (BIPM) в Севре, Франция.

Другой пример - единица электрического потенциала, вольт. Раньше это определялось как стандартная ячейка электрохимические батареи, что ограничивало стабильность и точность определения. В настоящее время напряжение определяется как выходная мощность Джозефсоновский переход,[3] что имеет прямое отношение к фундаментальным физическим константам.

Напротив, эталонный стандарт для метр больше не определяется физическим объектом (как прежний международный прототип счетчика (IPM) или изначально mètre des Archives ). В 1983 году стандартный счетчик был переопределен как свет путешествует на расстояние в вакууме в течение 1 /299792458 секунды.[4]

Вторичные эталоны

Вторичные стандартные образцы очень близки к первичным стандартным образцам. Например, крупные национальные измерительные лаборатории, такие как американская Национальный институт стандартов и технологий (NIST) будут вмещать несколько килограммов «национального стандарта», которые периодически калибруются относительно IPK и друг друга.[5]

Рабочие стандарты

Механический цех будет иметь физические стандарты работы (калибровочные блоки например), которые используются для проверки его средств измерений. Рабочие стандарты и сертифицированные справочные материалы используемые в торговле и промышленности, имеют прослеживаемую связь с вторичными и первичными стандартами.

Ожидается, что рабочие стандарты ухудшатся и больше не считаются соответствующими национальному стандарту.[6] по истечении определенного периода времени или по истечении срока использования.[7]

Лабораторные стандарты

Национальные организации предоставляют калибровочным и частным промышленным лабораториям изделия, процессы и / или сертификаты, чтобы они могли обеспечить сертифицированную прослеживаемость к национальным стандартам. (В Соединенных Штатах NIST реализует программу NVLAP.[8]) Эти лабораторные стандарты хранятся в контролируемых условиях для поддержания их точности и используются в качестве эталонов для калибровки и создания рабочих стандартов.[9] Иногда их (неправильно) называют «вторичными стандартами» из-за их высокого качества и соответствия стандартам.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Филипп Оствальд, Хайро Муньос, Производственные процессы и системы (9-е издание)Джон Уайли и сыновья, 1997 ISBN  978-0-471-04741-4 п. 616
  2. ^ а б c G.M.S. де Сильва (2002). Базовая метрология для сертификации ISO 9000. Баттерворт-Хайнеманн. ISBN  0750651652.
  3. ^ Берроуз, Чарльз Дж .; Benz, Samuel P .; Харви, Тодд Э .; Гамильтон, Кларк А. (1999-06-01), «Программируемый стандарт напряжения Джозефсона, 1 В постоянного тока», IEEE Transactions по прикладной сверхпроводимости, Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE), 9 (3): 4145–49, Дои:10.1109/77.783938, ISSN  1051-8223
  4. ^ "17-я Генеральная конференция Poids et Mesures (CGPM) - Резолюция 1 CGPM (1983): Определение метра". Bureau international des poids et mesures (МБМВ). Получено 2014-06-27.
  5. ^ «Распространение массы в Соединенных Штатах: результаты и последствия недавних калибровок BIPM американских килограммов национального прототипа» (PDF).
  6. ^ «Соответствует национальному стандарту (определение)».
  7. ^ «Департамент лицензирования и нормативно-правового регулирования штата Мичиган - LARA> Безопасность на рабочем месте и безопасность на рабочем месте> MIOSHA> Радиационная безопасность».
  8. ^ "Домашняя страница Национальной программы добровольной аккредитации лабораторий (NVLAP)".
  9. ^ «Испытательная установка« Белый песок »- эталоны измерений и калибровочная лаборатория». Архивировано из оригинал на 2008-08-07.