Окрепилов В. - Стандартизация и метрология в нанотехнологиях (1027504), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Все применяемые средства измерений должны градуироваться только в унифицированных единицах, установленных ГОСТом 8.417-02. Одной из составляющих системы обеспечения единства измерений является система воспроизведения единиц и передачи их размера рабочим средствам измерений (рис. 32). Единица физической величины при централизованной системе воспроизво- ! Государственный первичный эталон единицы величины Рис. 32.
Классификация эталонов дится государственным эталоном, который характеризует величину с наивысшей точностью. Эталон единицы физической вели ины — средство измерений (или комплекс средств измерений), предназначенное для воспроизведения и ~или) хранения единицы и передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений и утвержденное в качестве эталона в установленном порядке. Государственный эталон единицы величины — эталон единицы величины, находящийся в федеральной собственности. Статус государственным эталонам присваивается Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии. Первичный эталон — эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы с наивысшей в стране (по сравнению с другими эталонами той же единицы) точностью. Государственный первичный эталон — первичный эталон, признанный решением уполномоченного на то государственного органа в качестве исходного на территории государства.
Вторичный эгалон — эталон, получающий размер единицы непосредственно от первичного эталона данной единицы. Эталон сравнения — эталон, применяемый длл сличений эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличены друг с другом. Рабочий эталон — эталон, предназначенный для передачи размера единицы рабочим средствам измерений. В международной практике государственные эталоны обычно называются национальными, а эталоны, хранимые в Международном бюро мер и весов, — международными.
В нашей стране термин «национальный эталон» используется по отношению к государственному в тех случаях, когда отечественные государственные эталоны применяются для сличения с международными эталонами или с эталонами, принадлежащими другим государствам. К первичным эталонам относят как соответствующие эталоны основных СИ, так и производных единиц СИ.
Размер единицы, воспроизводимой вторичными эталонами, «поддерживается» с помощью первичных (государственных). 97 Вторичные эталоны утверждаются в зависимости от особенностей их применения Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии или государственными научными метрологическими центрами. Рабочие эталоны получают размер единицы, как правило, от вторичного эталона и служат для передачи размера единиц другим рабочим эталонам (меньшей точности) и рабочим средствам измерений. В ряде случаев вторичные эталоны могут быть не только в Федеральном агентстве по техническому регулированию и метрологии, но и других ведомствах, где они являются исходными средствами измерений в метрологических службах ведомств и обычно называются ведомственными эталонами.
В отдельных случаях рабочие средства измерений могут иметь точность, превосходящую точность рабочих эталонов того или иного разряда. В этих случаях размер единицы передается им от рабочих эталонов высших разрядов, вплоть до вторичного эталона. Другими словами, некоторые рабочие средства измерений, не являясь по метрологическому предназначению эталонами, по точности могут превосходить некоторые рабочие эталоны. Создание высокоточных рабочих средств измерений диктуется необходимостью измерений параметров и характеристик прецизионных технологических процессов (высоких технологий) или высокоточных технических устройств, например, в области нанотехнологий. Международные эталоны хранятся в Международном бюро мер и весов, и в соответствии с международными соглашениями с их помощью периодически проводятся сличения национальных эталонов разных стран.
В соответствии с Конституцией Российской Федерации и законом Российской Федерации вОб обеспечении единства измерений» государственные эталоны находятся в ведении Российской Федерации (ранее функции собственника выполнял Госстандарт России, ныне — Ростехрегулирование). В настоящее время в Российской Федерации 123 государственных первичных эталона, из них б эталонов основных единиц.
ВНИИМ им д.и Мьнльлтва енииттеи внииоти Рис. 33. Основные единицы величин и институты-лранители Государственных первичных эталонов Рис. 34. Государственный первичный эталон единицы длины сис. 35. Государственный первичный эталон единицы массы Все производные единицы Международной системы единиц СИ выражаются через основные единицы (метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, кандела) по соответствующим уравнениям связи и Государственные первичные эталоны основных единиц, осуществляя воспроизведение этих единиц, тем самым обеспечивают и возможность воспроизведения всех производных единиц (рис.
33). На рис. 34 — 39 приведены первичные эталоны единицы длины, массы, силы света, давления, силы и электрического напряжения (105, 114]. Рис. 37. Государственный первичный эталон единицы силы света Рис. 36. Государственный первичный эталон единицы давленин Рис. 38. Государственный первичный эталон единицы силы Рис. 39. Государственный первочный эталон единицы электрического напряжения Основными направлениями развития эталонной базы России в настоящее время являются 18]: — оптимизация эталонной базы по составу и структуре; — создание системы взаимосвязанных эталонов, в том числе «естественных», основанных на фундаментальных физических константах и стабильных физических исследованиях в области воспроизведения основных и важнейших производных единиц; 100 — создание систеМ этап нов в кдтоРых разумно сочетается централизованное и децентр,и ов ниде воспроизведение единиц; — поиск, исследование и едреиие новых физических явлений и технологий, способн,х обеспечить научный прорыв при создании эталонов; — разработка предельных по т,очности методов и средств измерений эталонного значения Современная денция в развитии эт Онов — переход а естественные способы воспроиз денни единиц, основанные на фундаментальных физически~, он н ах.
Это, естественно, должно привести к пересмотру Мехсд „,юр системы единиц. Даже сейчас, в 21 веке, одна из Основн „единиц системы СИ вЂ” килогРамм определена посредством иск енного созданного объекта. 11ри этом килограмм — не Изолнро я единица, с ее участием определены егде три основные е „„„„, ампер, моль, кандела. Наиболее вероятным дл „в го определения массы, килограмма, является определеН„, л рдмма на основе постоянной Планка и постоянной Авог ро Высокая степень неизменно и г1огрешности воспроизведе- НИЯ ЕдИНИц ВЕЛИЧИН, Получ м с помпщьЮ «кваитОВЫх» ЭтаЛО- нов, ограниченная точностью ф, с ментальных физических констант, позволяет значительно повысить точность «квантовых» эталонов. Фундаментальные физи вские константы с появлением новых методов и средств измерен»1й уточняются.
Например, проведенные совсем недавно измерения кванта магнитного потока позволили у внушить суммарную погрешность с 4 10-' 11986 г.) до 3 1О-э Таким образом, соответственно будет возрастать точность квантовых эталонов Способ„о ь воспРоизводить единицУ физической величины незавнси вндлпних условий со временем позволит рассматривать кван вь,е эталоны как «вечные» меры. Закон РФ «06 обеспечении е1ьчиства измерений» Действующий в настоящ вр МЯ Закон РФ «Об обеспечении единства измеРений» был и и „Верховным Советом РФ в апреле 1993 г.[2].
101 Принятие Закона РФ «Об обеспечении единства измерений» было обусловлено необходимостью пересмотра правовых, организационных и экономических основ метрологической деятельности в соответствии с требованиями перехода к рыночной экономике. Объективная необходимость принятия и введения в действие Закона определялась принципами правового государства, направленными на защиту прав и интересов физических и юридических лиц, охрану правопорядка, интересов государства путем организации соответствующей правоисполнительской и правоохранительной деятельности.
Минувшие десять лет после принятия этого Закона показали, с одной стороны, его дееспособность, а с другой — выявилн ряд пробелов в правовом регулировании, несогласованность ряда положений этого Закона с актами, принятыми в последующие годы, в том числе с ФЗ «О техническом регулировании». В связи с подготовкой к присоединению России к ВТО, процессами глобализации измерений и расширением общего экономического пространства возник ряд новых факторов, оказывающих непосредственное воздействие на измерения и метрологическую деятельность в целом и возникла необходимость в разработке нового федерального закона, направленного на: — соответствие деятельности по обеспечению единства измерений уровню развития национальной экономики;, — защиту прав и законных интересов государства, юридических лиц и граждан от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений; — приведение законодательства в области обеспечения единства измерений в соответствии с последними решениями межправительственной Международной организации законодательной метрологии (МОЗМ), членом которой является Российская Федерация; — ограничение вмешательства государства в экономическую деятельность хозяйствующих субъектов, в том числе устранение избыточного государственного регулирования в области обеспечения единства измерений; 102 Указанные положения полностью реализованы в новом Федеральном законе «Об обеспечении единства измерений» (М 102- ФЗ), подписанном Президентом РФ 26 июня 2008 года и вступающем в силу с 01 января 2009 г.
3.2 Особенности измерений а области иаиотехиологий Переход к нанотехнологиям поставил перед наукой и техникой ряд новых специфических задач, обусловленных малыми размерами элементов и структур, с которыми имеет дело нанотехнология. В этой развивающейся области знаний необходимо опережающее развитие метрологии, поскольку именно уровень точности и достоверности измерений способен либо стимулировать развитие соответствующих отраслей, либо служить сдерживающим фактором. Метрология играет жкнейшую роль при разработке и коммерциализации нанотехнологий и нанопродукции.
Точные, достоверные и прослеживаемые измерения являются основой обеспечения успешного и безопасного развития нанотехнологий, а также подтверждением соответствия продукции наноиндустрии. Здесь, как нигде более, актуален тезис «если нельзя измерить, то невозможно создать». Специфика нанотехнологий привела к развитию нового направления — нанометрологии. При этом иаиометрология, по мнению специалистов, занимающихся вопросами измерений, должна рассматриваться как обязательная часть всех иаиотехиологий (137). Нанометрология н нанонаука изучают и используют новые явления и признаки, которые появляются в тех случаях, когда какая-то характерная структура материала имеет нанометрические размеры.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
