Standard (metrologie) - Standard (metrology)

Mezinárodního prototypu kilogramu (IPK) je artefakt nebo prototyp, který byl definován mít hmotu přesně jeden kilogram.

V metrologii (Věda o měření ), což je standardní (nebo etalon ) je objekt , systém, nebo experimentu, který nese definovaný vztah k jednotce měření jednoho fyzikální veličiny . Standardy jsou základní referencí pro systém hmotností a měr , se kterými jsou porovnávána všechna ostatní měřicí zařízení. Historické standardy pro délku , objem a hmotnost byly definovány mnoha různými autoritami, což mělo za následek zmatek a nepřesnost měření. Moderní měření jsou definována ve vztahu k mezinárodně standardizovaným referenčním objektům, které se používají v pečlivě kontrolovaných laboratorních podmínkách k definování jednotek délky, hmotnosti, elektrického potenciálu a dalších fyzikálních veličin.

Hierarchie standardů

Standardní jednotky délky by byly vloženy do základních kamenů kostelů nebo důležitých veřejných budov, aby se všichni lidé obchodující v oblasti mohli na jednotkách dohodnout.

Existuje tříúrovňová hierarchie standardů fyzického měření. V horní části stromu jsou hlavní standardy - známé jako primární standardy . Primární standardy jsou vyráběny v nejvyšší metrologické kvalitě a jsou konečnou definicí nebo realizací jejich měrné jednotky. Historicky byly měrné jednotky obecně definovány s odkazem na jedinečné artefakty, které byly právním základem měrných jednotek. Trvalým trendem v metrologii je eliminovat co nejvíce standardů artefaktů a místo toho definovat praktické měrné jednotky z hlediska základních fyzikálních konstant , jak ukazuje standardizovaná technika. Jednou z výhod eliminace standardů artefaktů je, že již není nutné vzájemné porovnávání artefaktů. Další výhodou by bylo, že ztráta nebo poškození standardů artefaktů nenaruší systém opatření.

Další standard kvality v hierarchii je znám jako sekundární standard . Sekundární standardy jsou kalibrovány s odkazem na primární standard.

Třetí úroveň standardu, standard, který je pravidelně kalibrován proti sekundárnímu standardu, je známý jako pracovní standard . Ke kalibraci komerčních a průmyslových měřicích zařízení se používají pracovní standardy.

Primární standardy

Hlavní článek: Primární standard
Sada měřicích bloků se používá jako pracovní standard ke kontrole kalibrace měřicích nástrojů, jako jsou mikrometry .

Příkladem primárního standardu byl mezinárodní prototyp kilogramu (IPK), což byl hlavní kilogram a primární hmotnostní standard pro mezinárodní systém jednotek (SI). IPK je jeden kilogram slitiny platiny a iridia, který spravuje Mezinárodní úřad pro váhy a míry (BIPM) v Sèvres ve Francii.

Dalším příkladem je jednotka elektrického potenciálu, volt . Dříve to bylo definováno ve smyslu standardních elektrochemických baterií, které omezovaly stabilitu a přesnost definice. V současné době je volt definován z hlediska výstupu Josephsonovy křižovatky , která nese přímý vztah k základním fyzikálním konstantám.

Naproti tomu referenční standard pro měřidlo již není definován fyzickým objektem (jako dřívější mezinárodní prototyp měřiče (IPM) nebo původně mètre des Archives ). V roce 1983 byl standardní metr předefinován, protože světlo vzdálenosti cestuje ve vakuu během 1/299 792 458 sekundy.

Sekundární referenční standardy

Sekundární referenční standardy jsou velmi blízkými aproximacemi primárních referenčních standardů. Například velké národní měřicí laboratoře, jako je americký národní institut pro standardy a technologie (NIST), budou mít několik kilogramů „národního standardu“, které jsou pravidelně kalibrovány podle IPK a navzájem.

Pracovní standardy

Strojírna bude mít fyzické pracovní standardy ( například měrkové bloky ), které se používají ke kontrole měřicích přístrojů. Pracovní standardy a certifikované referenční materiály používané v obchodu a průmyslu mají návazný vztah k sekundárním a primárním standardům.

Očekává se, že se pracovní standardy zhorší a po uplynutí časového období nebo počtu použití již nebudou považovány za návazné na národní standard.

Laboratorní standardy

Národní organizace poskytují kalibrační a soukromé průmyslové laboratoře položky, procesy a/nebo certifikaci, aby mohly poskytovat certifikovanou návaznost na národní standardy. (Ve Spojených státech NIST provozuje program NVLAP.) Tyto laboratorní standardy jsou udržovány v kontrolovaných podmínkách, aby byla zachována jejich přesnost, a slouží jako reference pro kalibraci a vytváření pracovních standardů. Někdy se jim (nesprávně) říká „sekundární standardy“ kvůli jejich vysoké kvalitě a referenční vhodnosti.

Viz také

Reference