Еталон - це високоточна міра, призначена для відтворення і зберігання одиниці величини з метою пере-дачі її розміру іншим засобам вимірювань. Від еталона оди-ка величини передається розрядним еталонам. а від них - ра-бочим засобам вимірювань.
Еталони класифікують на первинні, вторинні і ра-бочіе.
Первинний еталон - це еталон, що відтворює одиницю фізичної величини з найвищою точністю, можливої в даній галузі вимірювань на сучасному рівні науково-технічних досягнень. Первинний еталон може бути на-національним (державним) та міжнародним.
Національний стандарт затверджується в якості вихідного засоби вимірювання для країни національним органом по мет-рологии. У Росії національні (державні) еталони стверджує Держстандарт РФ.
Міжнародні стандарти зберігає і підтримує Міжнародним-рідне бюро мір і ваг (МБМВ). Найважливіше завдання діяль-ності МБМВ полягає в систематичних міжнародних слі-ченіях національних еталонів найбільших метрологічних лабораторій різних країн з міжнародними еталонами, а також і між собою, що необхідно для забезпечення дост-вірності, точності і єдності вимірювань як одного з усло-вий міжнародних економічних зв'язків. Звірення біля-жать як еталони основних величин системи СІ, так і похідних. Встановлено певні періоди звірення. На-приклад, еталони метра і кілограма звіряють кожні 25 років, а електричні та світлові еталони - один раз на 3 роки.
Первинного еталона підпорядковані вторинні і робочі (розрядні) еталони. Розмір відтворюється одиниці вто-річної еталоном звіряє з державним еталоном. Вів-ковий еталони (їх іноді називають «еталони-копії») можуть затверджуватися або Держстандартом РФ, або державними науковими метрологічними центрами, що пов'язано з особ-ності їх використання. Еталони робочі сприймають розмір одиниці від вторинних еталонів і в свою чергу слу-жать для передачі розміру менш точному робочому еталону (або еталону нижчого розряду) і робочим засобам через вимірювань.
Найпершими офіційно затвердженими еталонами були прототипи метра і кілограма, виготовлені у Франції, які в 1799 р були передані на зберігання в Націо-нальний архів Франції, тому їх стали називати «метр Архіву» і «кілограм Архіву». З 1872 р кілограм став визна-ляться як рівний масі «кілограма Архіву». Кожен еталон основної або похідної одиниці Міжнародної системи СІ має свою цікаву історію і пов'язаний з тонкими науч-ними дослідженнями і експериментами.
Наприклад, прийнятий в 1791 р Національними зборами Франції еталон метра, що дорівнює однієї десятимільйонна частини чверті дуги паризького меридіана, в 1837 р довелося пере-дивитися. Французькі вчені встановили, що в чверті ме-рідіана міститься не 10 млн. А 10 млн. 856 метрів. До того ж відомо, що відбуваються, хоча і незначні, але все ж постійні зміни форми і розміру Землі. У зв'язку з цим вчені Петербурзької академії наук в 1872 р запропонували створити міжнародну комісію для вирішення питання про це-лесообразності внесення змін до еталон метра. Комісія вирішила не створювати новий еталон, а прийняти в якості результат-ної одиниці довжини «метр Архіву», що зберігається у Франції. У 1875 р була прийнята Міжнародна метрична конвенція, яку підписала і Росія. Цей рік метрологи вважають вто-рим народженням метра як основної міжнародної одиниці довжини.
У 1889 р був виготовлений 31 екземпляр зразка метра з плати-но-іридієвого сплаву. Виявилося, що еталон № 6 при темпера-турі 0 ° С точно відповідає довжині «метра Архіву». Саме цей екземпляр зразка за рішенням I Генеральної конференції з мір та ваг був затверджений як міжнародний еталон мет-ра і зберігається в м Севрі (Франція). Решта 30 еталонів б-ли передані різним державам. Росія отримала № 28 і № 11, причому в якості державного був прийнятий еталон № 28.
Похибка платино-іридієвих еталонів метра, що дорівнює + 1,1 • 10 -7 м вже на початку XX ст. оцінювалася як незадовільний-кові, і в 1960 р XI Генеральна конференція з мір та ваг виробила інше визначення метра - в довжинах світло-вих хвиль, що засноване на сталості довжини хвилі спік-тральних ліній випромінювання атомів. Це основа криптоно-вого еталону метра. Похибка Криптонова еталона набагато менше, ніж платино-іридієвого, і дорівнює 5 • 10 -9.
Однак в космічний вік і ця точність виявилася недос-таточной, а новітні досягнення науки дозволили в 1983 р на XVII Генеральної конференції мір і ваг прийняти нове оп-ределение метра як довжини шляху, прохідного світлом за 1/299792458 частки секунди в умовах вакууму. Слід отме-тить, що на цій же конференції було оголошено точно визна-ділячи сучасною наукою значення швидкості світла.
Не менш цікава історія еталона одиниці маси. «Кілограм Архіву», який був прийнятий за еталон маси в 1872 р являє собою платинову циліндричну гирю, висота і діаметр якого дорівнюють по 39 мм. Прототипи (вторинні еталони) для практичного застосування були зро-лани з платино-іридієвого сплаву. За міжнародний прото-тип кілограма була прийнята платино-іридієва гиря, по точності в найбільшою мірою відповідна масі «кілограма Архіву».
За рішенням I Генеральної конференції з мір та ваг Росії з 42 екземплярів прототипів кілограма були передані № 12 і № 26, причому № 12 затверджено в якості дер-жавного еталону маси (рис. 27.1). Прототип № 26 ис-користувався як вторинний еталон.
Мал. 27.1. Еталон кілограма
Національний (державний) еталон маси зберігається в НВО «ВНИИМ ім. Д.І. Менделєєва »(м.Санкт-Петербург) на кварцовою підставці під двома скляними ковпаками в сталевому сейфі, температура повітря підтримується в преде-лах 20 ± 3 ° С, відносна вологість 65%. Один раз в 10 років з ним сличаются два вторинних еталона. При звіряння з меж-родного еталоном наш національний еталон маси напів-чіл значення +1,0000000877 кг. Для передачі розміру одиниці маси від прототипу № 12 вторинним еталонам використовуються спеціальні ваги № 1 і № 2 з дистанційним керуванням на 1 кг; ваги № 1 виготовлені фірмою «Рупрехт», а № 2 - НВО «ВНИИМ їм Д.І. Менделєєва ». Похибка програвання ведення кілограма становить 2 • 10 -9.
За 100 з гаком років існування описаного прототипу кілограма, звичайно, були спроби створити більш современ-ний еталон на основі фундаментальних фізичних констант мас різних атомних частинок (протона, електрона і т.д.). Однак на сучасному рівні науково-технічного прогресу поки не вдалося відтворити цим новітнім методом масу ки-лограмма з меншою похибкою, ніж існуюча.
Відхилення маси еталонів, які визначаються при міжна-рідних звіреннях, показують достатній ступінь її ста-мобільності. У табл. 27.1 наведені результати двох звірень.
Таблиця 27.1. Результати міжнародних звірень еталона маси