Метрология, стандартизация и сертификация. Шпаргалка

41 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КВАНТОВЫХ ЭФФЕКТОВ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ЭТАЛОНОВ ЕДИНИЦ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

Еще во второй половине прошлого века (XX) в метрологии начали использовать квантовые эффекты для построения эталонов единиц физических величин. Как известно, в 1960 г. была принята международная система единиц – первая система (СИ) такого рода, признанная на международном уровне.

Основными достоинствами СИ являются:

1) универсальность – охват всех областей науки и техники;

2) унификация единиц для всех областей хозяйственных комплексов всех стран мира и видов измерений: механических, тепловых, магнитных, электрических, световых, акустических и т. д. Например, вместо ряда применявшихся ранее единиц работы и энергии (кгс^м; кал, л; Вт^с; Дж и др.) в СИ предусмотрена одна системная единица джоуль (Дж) как единица работы, энергии, количества теплоты; вместо нескольких единиц давления (атм.; ат.; кгс/см ²; мм рт. ст.; мм вод. ст.; бар.; дин/см ²; Н/м ²; Па и др.) введена одна единица – Паскаль (Па) как универсальная системная единица давления механического напряжения модуля упругости;

3) возможность воспроизведения единиц с высокой точностью в соответствии с их определениями;

4) когерентность единиц – все производные единицы СИ получают из уравнений связи между величинами, в которых коэффициенты равны 1 и т. д.

Международная система единиц была принята на XI Генеральной конференции по мерам и весам в октябре 1960 г. В последующем в нее вносились изменения и дополнения. В настоящее время СИ состоит из семи основных единиц, двух дополнительных и ряда производных, число которых неограниченно. Соответственно СИ были разработаны семь основных эталонов. Из них, например, эталоном метра теперь считается длина пробега светового луча в вакууме за 1/299792458 долю секунды (т. е. данный эталон основан на квантовом эффекте). А секундой является промежуток времени, за который атом цезия совершает 9 192 631 770 колебаний (т. е. периодов излучения, соответствующих переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия–133, принято в 1967 г., резолюция № 1 XIII – ой Генеральной конференции по мерам и весам).

Эталон силы света – канделы (cd, J) – определен как сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 54 10 ¹² Гц, энергетическая сила излучения которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср (эталон утвержден резолюцией № 3 в 1979 г. XVI Генеральной конференцией по мерам и весам). В 1960–1970–е гг. учеными было установлено, что квантовый характер излучения света атомами связан с переходом атомных электронов из одного энергетического состояния в другое.

42 ЦЕЛИ, ЗАДАЧИ И ОБЪЕКТЫ ИСПЫТАНИЙ

Первостепенной задачей испытаний является нахождение значения величины при заданных режимах и влияющих факторах.

Целью испытаний является оценка продукции благодаря выявлению количественных и качественных характеристик.

Предметом испытаний является продукция, подлежащая испытанию.

Главным критерием объекта испытаний является то, что по итогам испытаний принимается заключение по этому объекту: о его годности или негодности к применению, а также возможности испытания на следующих проверках, о возможности массового выпуска и т. д.

Характеристика объекта обозначается при испытаниях путем анализа, измерения, диагностирования, фиксации событий по ходу испытания и т. д.

Характеристики свойств объектов (приобретение ими качественных свойств) при испытаниях оцениваются либо (при принятии заданных требований характеристик объекта) контролируются.

К субъектам испытаний можно отнести персонал, участвующий в ходе испытаний. Первостепенными требованиями, предъявляемыми к ним, являются: образование, квалификация, опыт работы и т. д.

Испытания в системах обязательной сертификации ИС и компонентов ИС, подлежащих обязательной сертификации в системе ГОСТ Р или других системах в соответствии с действующим законодательством, должны предшествовать утверждению типа ИС.

Допускается проводить испытания в системах обязательной сертификации ИС и компонентов ИС одновременно с испытаниями с целью утверждения типа.

Качество измерений характеризуется точностью, достоверностью, сходимостью, правильностью, воспроизводимостью, а также размером допускаемых погрешностей.

Достоверность измерения – степень доверия к результатам измерений. Измерения, для которых известны вероятные характеристики отклонения результатов от истинного значения, относятся к достоверным.

Сходимость измерений – качество измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в одинаковых условиях. Она отражает влияние случайных погрешностей.