Метрологія як наука є первинна відносно інших наук. Понад 117-тирічна діяльність ДП «УКРМЕТРТЕСТСТАНДАРТ» сприяє створенню національної школи з міжнародним визнанням у галузі законодавчої та прикладної метрології. Використання значного наукового потенціалу підприємства забезпечує повноцінне та ефективне функціонування метрологічної системи та дозволяє створювати та удосконалювати технічну основу метрології – еталонну базу.
Усім відомий факт, що еталони – це технічна основа метрологічної системи. ДП «УКРМЕТРТЕСТСТАНДАРТ» має власну еталонну базу. Спеціалістами підприємства створено національні (державні первинні) та вторинні еталони України, нами використовуються десятки еталонів найвищої точності України, сотні еталонів найвищої точності власне ДП «УКРМЕТРТЕСТСТАНДАРТ» та тисячі робочих еталонів. Калібрувальні та вимірювальні можливості підприємства визнані Міжнародним бюро мір та ваг (ВІРМ). Наявність еталонів дає можливість отримати найточніші результати вимірювання та забезпечити простежуваність результатів вимірювання до міжнародної системи одиниць (SI). За результатами міжнародних звірень в рамках CIMP MRA (міжнародна Угода про взаємне визнання національних еталонів, сертифікатів калібрувань та вимірювань, які видаються національними метрологічними інститутами) Міжнародним бюро мір та ваг визнані вимірювальні та калібрувальні можливості національних еталонів (79 СМС-рядків на офіційному сайті). Державні первинні еталони, що зберігаються в ДП «УКРМЕТРТЕСТСТАНДАРТ», внесені до переліку наукових об’єктів, що становлять національне надбання. А наші наукові дослідження з метрології починаються із науково-дослідних та дослідно-конструкторських розробок і закінчуються отриманням наукового результату, доведеного до практичного використання. Із розвитком галузей науки розширюються сфери вимірювань, створюються нові типи вимірювальної техніки. Фахівці ДП «УКРМЕТРТЕСТСТАНДАРТ» постійно удосконалюють матеріально-технічну базу щодо оснащення засобами вимірювальної техніки, стандартними зразками та еталонами.
І ось ми знову раді повідомити своїх клієнтів та колег про розширення еталонної бази, котра стала більше одразу на три еталони: Державний первинний еталон одиниці густини рідин, Національний еталон одиниці маси (в діапазоні від 2 кг до 20 кг) та Державний первинний еталон одиниці сили змінного струму .
1. В ДП "УКРМЕТРТЕСТСТАНДАРТ" створено Державний первинний еталон одиниці густини рідин, характеристики якого відповідають сучасному науково-технічному рівню. Впровадження еталона у метрологічну службу дозволяє вдосконалити систему передавання розміру одиниці густини рідин еталонам та засобам вимірювальної техніки для забезпечення єдності вимірювань у галузі вимірювань густини в країні, досягнення науково-технічної і економічної незалежності України та участі у міжнародній співпраці.
Державний первинний еталон одиниці густини рідин призначений для відтворення і зберігання одиниці густини – кілограма на кубічний метр (грама на кубічний сантиметр) і передачі її розміру вторинним еталонам, іншим еталонам і засобам вимірювальної техніки в діапазоні значень густини від 650 кг/м3 до 2000 кг/м3, що застосовуються для вимірювань в харчовій, хімічній, нафтопереробній промисловості, в сільському господарстві, в медицині тощо з метою забезпечення єдності вимірювань в країні в галузі вимірювання густини.
Густина однорідної речовини є фізичною величиною, яка визначається за масою речовини в одиниці об’єму.
В еталоні застосовується метод гідростатичного зважування з використанням еталонної кремнієвої міри густини, яка має визначене значення маси та об’єму.
Згідно з цим методом міру зважують у повітрі і у рідині. Густину рідини визначають за рівнянням рівноваги ваг під час зважування міри у рідині з урахуванням сили Архімеда, що діє на міру (виштовхувальної сили) та на гирі ваг, які знаходяться в повітрі.
В нафтопереробній промисловості визначення густини є одним із найбільш трудомістких вимірювальних процесів при вимірювані показників якості нафтопродуктів. Достатньо складно визначати цей параметр при контролю якості нафтопродуктів під час їхнього виробництва, особливо в умовах швидкоплинних технологічних процесів, при транспортуванні та зберіганні.
В харчовій промисловості за густиною рідини можна визначити масову частку цукру у водному розчині та об’ємну частку спирту у водно-спиртових розчинах. За густиною молока можна визначити його натуральність. Густина молока — маса молока (при t = 20 °C), що міститься в одиниці об'єму. Густина молока залежить від вмісту компонентів і змінюється від 1015 кг/м3 до 1033 кг/м3. Високий вміст білків, вуглеводів, мінеральних речовини зумовлює підвищену густину молока, а підвищений вміст масової частки жиру в молоці – зменшення густини. Густина знежиреного молока вища за густину цільного молока (від 1033 кг/м3 до 1038 кг/м3). Підвищене значення густини молока (вище 1030 кг/м3) при низькому значенні масової частки молочного жиру говорить про фальсифікацію – часткове зняття вершків або додавання знежиреного молока, води.
В медицині при проведенні лабораторних досліджень визначають густину урини, яка має бути в межах від 1015 кг/м3 до 1033 кг/м3. Низьке значення густини може бути ознакою порушення концентраційної функції нирок, в той час як підвищене значення густини може вказувати на захворювання цукровим діабетом за рахунок високого вмісту глюкози.
Густина рідини – важливий показник якості розчинів, який допомагає оцінити їх однорідність, склад, якість.
Склад еталона
Еталон складається з комплексу засобів вимірювальної техніки та допоміжних пристроїв:
еталонної міри густини (сфери із кремнію);
комплекту еталонних скляних мір густини;
установки гідростатичного зважування;
ваг-компаратора Mettler Toledo AX 1005;
комплекту гир класу Е2;
термостату Julabo F32-ME,;
платинового термометру опору АМ 1950,;
термометричного мосту ТР-3200,;
датчику тиску, вологості і температури ДВТ-161;
персонального комп’ютера та програмного забезпечення еталона.
Метрологічні характеристики еталона
Номінальне значення густини еталонної міри густини (сфери із кремнію) – 2,33·103 кг/м3.
Діапазони значень, у яких відтворюють, зберігають та передають одиниці густини рідин, становить від 650 кг/м3 до 2000 кг/м3.
Еталон забезпечує відтворення, зберігання та передавання одиниць вимірювання з невизначеністю:
невизначеність за типом А – uA = 4·10-4 кг/м3;
невизначеність за типом B – uB = 1,7·10-3 кг/м3;
сумарна стандартна невизначеність – uс = 1,75·10-3 кг/м3;
розширена невизначеність вимірювань U = 3,5 10-3 кг/м3 з коефіцієнтом охоплення k = 2 (довірчою імовірністю Р = 0,95).
Нестабільність еталона за рік ν – не перевищує 2 10-3 кг/м3.
За довідками звертатись:
Начальник науково-виробничого відділу вимірювань фізико-хімічних величин - Мельников Олександр Олександрович: 526-55-69, 522-66-55, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it..
- Маса - основна фізична величина, яка вважається однією з фундаментальних характеристик матерії, що визначає її інерційні, енергетичні та гравітаційні властивості від макроскопічних об'єктів до атомів і елементарних частинок. Кожне фізичне тіло: Сонце, людина, краплина роси, мікрочастинка будь-якої речовини має масу. Вимірювання маси супроводжує нас від народження.
Наявність національного еталона маси дозволяє вирішити ряд важливих задач для економіки країни:
- зберігання та передавання розміру маси з найвищою точністю;
- розробку та випуск ваг;
- калібрування еталонів;
- забезпечення єдності вимірювання у сфері законодавчо регульованої метрології (торговельно-комерційні операції, облік матеріальних ресурсів тощо);
- забезпечення належної точності технологічних процесів виробництва, що включає вимірювання маси;
- забезпечення вимірювання маси продукції, що надходить на ринок України, та експортної продукції;
- забезпечення простежуваності результатів вимірювання маси.
Статус Національного еталона одиниці маси в діапазоні 2 кг до 20 кг (НДЕТУ М-06-2019) надано Наказом Мінекономіки від 21.01.2020 № 39
Основні завдання та напрямки діяльності лабораторії еталонів маси ДП «УКРМЕТРТЕСТСТАНДАРТ»:
Підтримання національного еталона одиниці маси в діапазоні від 2 до 20 кг;
Передавання розміру одиниці маси в діапазоні від 1 мг до 20 кг;
Наукові дослідження та розробки у сфері вимірювання маси;
Співробітництво з іншими національними та міжнародними організаціями;
Організація та проведення перевірки кваліфікації шляхом міжлабораторних порівнянь;
Участь в акредитації калібрувальних лабораторій у якості технічних експертів;
Навчання, стажування та консультування лабораторій еталонів маси інших метрологічних інститутів.
Інформація про еталон:
Вторинний еталон одиниці маси ВЕТУ 02-01-01-98 створено у 1998 році в лабораторії еталонів маси ДП «УКРМЕТРТЕСТСТАНДАРТ» (на той час УкрЦСМ).
У період з 2008 по 2019 рр. еталон кілька разів проходив модернізацію та постійно переоснащувався. За цей час у складі еталону замінено механічні еталонні ваги на компаратори маси; старі еталоні гирі (1981 р.) замінено двома новими еталонними гирями масою 1 кг класу Е0.
У 2017 році проведено капітальний ремонт лабораторії, в якій зберігається та застосовується еталон. Було установлено сучасну систему підтримання умов навколишнього середовища на базі прецизійного кондиціонера.
У 2020 р. еталону було надано статус Національного еталона одиниці маси в діапазоні від 2 кг до 20 кг.
Склад еталона:
Гиря 1 кг Е0 (2 од.)
Ваги-компаратор CCE6
Ваги-компаратор CCE66
Ваги-компаратор CCE5004
Компаратор CCE1000S-L
Ваги-компаратор ССЕ1005
Компаратор АХ10005
Ваги-компаратор CCE60К3
Вимірювач параметрів навколишнього середовища Mikromec multisens
Метрологічні характеристики еталона
Значення одиниці маси, що відтворює та зберігає еталон – 1 кг. Розширена невизначеність – 35·10-9 кг.
Еталон забезпечує передавання одиниці маси в діапазоні від 1 мг до 20 кг. Передавання розміру одиниці маси в діапазоні від 100 г до 10 кг відбувається в автоматичному режимі без втручання оператора.
Еталон забезпечує передавання розміру одиниці маси в діапазоні від 1 мг до 20 кг із розширеною невизначеністю U від 0,001 мг до 3 мг, з коефіцієнтом охоплення k = 2 та довірчою ймовірністю Р = 0,95.
Умови зберігання та застосування еталона
Еталонні гирі зберігають під подвійними скляними ковпаками у спеціальному вогнетривкому металевому сейфі.
Температура навколишнього повітря – 20±1,0 °С, зміна температури не більше 0,3 °С за годину та не більше 0,5 °С за 12 годин.
Відносна вологість навколишнього повітря – від 40 до 60 %, зміна вологості не більше 5 % за 4 години.
Передавання розміру одиниці маси
Розмір одиниці маси передають від еталонної гирі 1 кг гирям в діапазоні від 1 мг до 20 кг із застосуванням методу передавання одиниці вниз та вгору.
Подальше оброблення отриманих результатів та оцінювання невизначеності виконується на ПЕОМ із застосуванням методу найменших квадратів.
За довідками звертатись:
Начальник науково-виробничого відділу вимірювань маси – Ціпоренко Сергій Валентинович: 526-53-98, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it..
- У ДП "УКРМЕТРТЕСТСТАНДАРТ" створено Державний первинний еталон одиниці сили змінного струму в рамках програми зі збереження та розвитку національної еталонної бази України.
Сила струму є однією з семи основних фізичних величин, одиниця котрої − ампер. Завдання відтворення одиниці сили струму надскладне та, як наслідок, немає жодної прямої реалізації еталону одиниці сили струму. Напроти, ця одиниця отримується через відношення одиниці електричної напруги − вольта − до одиниці електричного опору − ома. Аналіз калібрувальних та вимірювальних можливостей національних метрологічних інститутів світу засвідчив, що переважну більшість методів реалізації національних еталонів виконано з використанням термоелектричного компарування сили змінного струму із еквівалентною силою постійного струму за допомогою прецизійного термоелектричного перетворювача та шунтів. Це дозволяє досягти невизначеності вимірювань в одиницях, десятках або сотнях мкА/А в залежності від частоти.
У метрологічній практиці застосовується перехід від змінного до постійного струму при використанні термоелектричних перетворювачів для вимірювання значення потужності, яка продукується змінним струмом на електричному опорі, для порівняння із значенням потужності, що продукується еквівалентним постійним струмом на тому ж опорі. Порівняння змінної й постійної сил струму частіше за все виконується з використанням термоелектричного перетворювача, котрий дозволяє вимірювати падіння напруги постійного та змінного струму уздовж струмового шунта.
Наявність Державного первинного еталону одиниці сили змінного струму в Україні дозволяє створити систему метрологічного забезпечення, яка матиме мінімальну залежність від національних метрологічних інститутів інших країн. Державний первинний еталон має застосовуватись для визначення метрологічних характеристик вторинних еталонів, а також деяких прецизійних засобів вимірювання чи відтворення одиниці сили змінного струму.
Державний первинний еталон одиниці сили змінного струму призначений для відтворення сили змінного струму від 10 мА до 20 А в діапазоні частот від 20 Гц до 100 кГц та калібрування вторинних еталонів, а також інших високоточних засобів вимірювальної техніки.
Склад еталона:
Еталон складається з комплексу засобів вимірювальної техніки:
- міра напруги Н4-100;
- комплект прецизійних струмових шунтів А40;
- комплект мір електричного опору;
- еталонний термоелектричний компаратор напруги постійного і змінного
струму FLUKE 792А;
- компаратор напруги постійного струму Р3003;
- калібратор-компаратор універсальний КМ300К;
- прецизійний мультиметр Agilent 3458А;
- калібратор постійного та змінного струму FLUKE 5522А;
- перетворювач-підсилювач Clarke-Hess 8100.
Метрологічні характеристики еталона:
Діапазон значень сили змінного струму, відтворюваних еталоном складає:
від 1 мА до 5 А для діапазону частот від 10 Гц до 100 кГц,
понад 5 А до 20 А для діапазону частот від 10 Гц до 50 кГц.
Державний первинний еталон забезпечує відтворення одиниці сили струму з невизначеністю:
стандартна відносна невизначеність за типом А – uA = 2,1∙10-6 ÷ 1,0∙10-4;
стандартна відносна невизначеність за типом B – uB = 1,3∙10-5 ÷ 5,9∙10-4;
сумарна відносна стандартна невизначеність – uс = 1,3∙10-5 ÷ 6∙10-4;
розширена відносна невизначеність – U = 2,6∙10-5 ÷ 1,2∙10-3 (при коефіцієнті охоплення k = 2 та довірчої ймовірності P = 0,95).
Допустима відносна нестабільність за рік знаходиться в інтервалі від 1,2·10–5 до 3·10–4.
Уся апаратура досліджена і перебуває в робочому стані.
Еталон створено і досліджено у період з 2015 до 2019 р. в ДП «УКРМЕТРТЕСТСТАНДАРТ».
Еталон зберігають і застосовують в ДП «УКРМЕТРТЕСТСТАНДАРТ» в умовах, що відповідають правилам зберігання та застосування еталона.
За довідками звертатись:
Начальник науково-дослідного відділу вимірювань електричних величин – Анохін Юрій Леонідович: 526-34-85, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it..