Эталоны единицы времени и частоты

В настоящее время действующий эталон соответствует определению секунды, как интервал времени, в течение которого совершается определённое число излучении атома цезия-133.

Воспроизведение секунды осуществляется при помощи цезиевой атомно-лучевой трубки. Данный эталон работает в том случае, если частота импульсов тока на резонаторах лучевой трубки достигает строго определенного значения. В этом случае в трубке возникает излучение, которое через световод поступает на блок автоподстройки, который управляет прецизионным кварцевым генератором, воспроизводящим через делитель частоты секундные сигналы. Аналогично воспроизводится и единица частоты- Гц. Погрешность данного эталона составляет 5∙10^-14 с

Данный эталон времени и частоты обеспечивает хранение шкал времени России, а так же международной шкалы атомного времени, кроме того, эталон обеспечивает воспроизводимость времени по теле- и радиовещанию.

 

Эталон единицы силы электрического тока

В соответствии с определением единицы силы тока создан эталон, основанный на измерении силы взаимодействия проводников, (токовые весы).

Токовые весы представляют очень точные двуплечие рычажные весы, на одно плечо которых устанавливается груз определённой массы, а на второе плечо- подвижная катушка, которая находится внутри неподвижной катушки. При прохождении через катушки тока равного 1А происходит уравновешивание весов. Погрешность - 4∙10^-6 ед.

В 1992г в качестве первичного эталона единица силы тока был принят новый эталон, основанный на косвенном воспроизведении силы тока по закону Ома. Размер единицы напряжения воспроизводился с помощью квантового эффекта Джозевсона, размер единицы сопротивления- с помощью квантовый эффект Холла. Погрешность- 5∙10^-8 ед.

Эталон единицы температуры

Поскольку температура не является аддитивной величиной, для её воспроизведения недостаточно одного эталона. Поэтому термодинамическая температура воспроизводится комплексно, путём воспроизведения многих опорных точек, которые образуют температурную шкалу. Опорные точки воспроизводятся на основе измерения температур фазового равновесия различных веществ.

В настоящее время действует международная температура шкала МТШ-90, в которой основной реперной точкой является Кельвин, воспроизводимый при измерении температуры тройной точки воды (+0,01˚С). Всего в данной шкале воспроизводится 17 реперных точек. Для воспроизведения опорных точек в данной шкале применяются очень точные платиновые и термоэлектрические термометры. Приблизительно погрешность воспроизведение Кельвина составляет 0,002 К.

 

 

Модели измеряемых величин и средств измерения

Виды физических величин

В соответствии с закономерностями проявления все физические величины делятся на два вида:

1)детериенированные (неслучайные);

2)случайные.

Детерминированные величины- это такие величины, которые при повторяющихся циклах измерение ведут себе одинаковым образом. Эти величины делятся на постоянные величины, постоянные функции и постоянные последовательности. Постоянная величина при повторении измерений не изменяется. Функция - это совокупность величин определённых другими величинами- аргументами. Функции могут быть непрерывными и дискретными, то есть последовательности. Аргументами в этих функциях чаще всего бывает время или другая величина, как функция от времени.

К случайным величинам относятся величины, подчиняющиеся вероятностным законам. Выделяют три подкласса: случайные величины, функции, последовательности.

Случайная величина- это величина, которая в процессе измерений из множества возможных значений принимает наиболее вероятное значение.

Случайная функция-это такая совокупность величин, в которой каждому значению аргумента соответствует случайная величина.

Аналогично формулируются случайные последовательности, которые могут не обладать свойствами функции.