ГЭТ 3-2020 (НИЛ 2301)

Название эталона:

ГЭТ 3-2020 Государственный первичный эталон единицы массы - килограмма

Вид измерения:

Измерения механических величин

Структурное подразделение: названием НИО\НИЛ:

НИЛ 2301 Научно-исследовательская лаборатория госэталонов в области измерения массы и силы

Ученый-хранитель:

Каменских Юрий Игоревич

Год создания:

1889

Год переудтверждения:

2020

Принцип действия:

- Основополагающим принципом действия эталона единицы массы является второй закон Ньютона и, как его следствие, пропорциональность между весом и массой физических тел. Коэффициентом пропорциональности является ускорение свободного падения. Измеренное на компараторе (весах) отношение весов двух тел, например эталонных гирь, равно отношению значений их массы. Зная значение массы одного из тел, легко вычислить массу другого тела. В качестве тела известной массы применяют эталон единицы массы в виде платиноиридиевой гири в форме простого цилиндра с одинаковыми диаметром и высотой, около 39 мм. Его масса в Международной системе единиц была принята за единицу, названную килограммом. В России за единицу принята масса национального прототипа килограмма №12, представляющего собой точную копию Международного килограмма.
- На XXVI Генеральной конференции по мерам и весам в 2018 году принято новое определение килограмма через фиксированное значение постоянной Планка, равное 6, 626 070 15 × 10^–34 Дж·с.
- Реализация нового определения килограмма, осуществленная целым рядом стран с помощью Ватт-весов (весов Киббла), основана на сравнении механической и электрической мощности при уравновешивании силы тяжести измеряемого объекта и электромагнитной силой Ампера. Разработка отечественных Ватт-весов планируется в ближайшее время.

Состав эталона:

Национальный прототип килограмма – физическая копия № 12 Международного прототипа килограмма – гиря из платиноиридиевого сплава;

Эталон-свидетель национального прототипа килограмма – физическая копия № 26 Международного прототипа килограмма – гиря из платиноиридиевого сплава;
Вакуумный компаратор массы ССL 1007 с вакуумной транспортной системой (ВТС), фирмы «Sartorius AG»;
Компараторы массы МСМ 6.7, CCE 66, СС1000S-L, CCE 10000 S, ССЕ40К3 фирмы «Sartorius AG» на максимальные нагрузки от 6,1•10^-3 до 41 кг
Набор артефактов плавучести и сорбции из нержавеющей стали номинальным значением 1 кг для измерений плотности воздуха и удельной сорбции при передаче единицы массы эталонам-копиям в условиях атмосферного воздуха;
Многоканальная автоматическая климатическая станция с датчиками температуры, давления и влажности воздуха;
Вспомогательное оборудование и специальные сооружения, обеспечивающие функционирование первичного эталона и достоверность его работы

Основные метрологические характеристики

Название	Значение
Стандартная неопределённость, оценённая по типу A	2,9·10^-9 кг
Стандартная неопределённость, оценённая по типу B	1,0·10^-8 кг
Суммарная стандартная неопределённость	1,04·10^-8 кг
Расширенная неопределённость при коэффициенте охвата k=2	2,08·10^-8 кг
Оценка не исключённой систематической погрешности воспроизведения	1,0·10^-8 кг

Поверочная схема:

Возглавляет государственную поверочную схему для средств измерений массы

Область применения:

Приборостроение и машиностроение;
Транспорт;
Электронные, космические, оборонные технологии, нанотехнологии и биотехнологии;
Судостроение, авиа- и ракетостроение;
Системы учета и контроля готовой продукции и др.

Результаты применения эталона:

Практическое осуществление передачи единицы массы вторичным эталонам-копиям в условиях вакуума и в условиях окружающего атмосферного воздуха. Обеспечено воспроизведение единицы массы с применением вакуумного компаратора ССL 1007 на 1 кг с дискретностью отсчета 1•10^-11 кг. Применяется прямой метод измерений плотности воздуха внутри герметичной камеры компаратора. Относительная неопределенность измерений уменьшилась в три раза с 1,5∙10^-4до 0,5∙10^-4. Погрешность передачи единицы Государственного первичного эталона уменьшена в 10 раз с 6∙10^-9 кг до 6∙10^-10 кг. Проведены исследования набора гирь субмилиграммового диапазона, необходимого для калибровки микровесов с погрешностью менее 1 мг, широко применяющихся при анализах продукции медицинской, химической промышленности и экологии. Полученные значения массы гирь номинальных значений 50 мкг, 100 мкг, 200 мкг (2 шт) и 500 мкг и их стандартные неопределенности сравнимы, с планковской массой, в предложенной Планком системе единиц.

Совокупное количество средств измерений, прослеживаемых к ГЭТ 3-2020:

десятки миллионов

Обеспечение единства измерений, участие в программе CIPM MRA:

7

ФОТО:

Вакуумный компаратор CCL 1007 с вакуумной транспортной системой VTS

Сведения во ФГИС «АРШИН»