<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">izmertech</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Измерительная техника</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Izmeritel`naya Tekhnika</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">0368-1025</issn><issn pub-type="epub">2949-5237</issn><publisher><publisher-name>ФГУП "ВНИИФТРИ"</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.32446/0368-1025it.2024-7-44-51</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">izmertech-2188</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>THERMOPHYSIC MEASUREMENTS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Исследование нестабильности температуры ампул реперных точек рабочих эталонов: определение оптимальных интервалов между сличениями</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Study of the instability of the fixed points cells temperature of working standards: establish the optimal time intervals between the comparisons</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Шульгат</surname><given-names>О. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Shulgat</surname><given-names>O. S.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Ольга Сергеевна Шульгат</p><p>Санкт-Петербург</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Olga S. Shulgat </p><p>St. Petersburg</p></bio><email xlink:type="simple">o.s.shulgat@vniim.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Моисеева</surname><given-names>Н. П.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Moiseeva</surname><given-names>N. P.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Наталия Павловна Моисеева </p><p>Санкт-Петербург</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Natalia P. Moiseeva</p><p>St. Petersburg</p></bio><email xlink:type="simple">n.p.moiseeva@vniim.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Всеросийский научно-исследовательский институт метрологии имени Д. И. Менделеева</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>D. I. Mendeleyev Institute for Metrology</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2024</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>05</day><month>09</month><year>2024</year></pub-date><volume>0</volume><issue>7</issue><fpage>44</fpage><lpage>51</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; ФГУП "ВНИИФТРИ", 2024</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">ФГУП "ВНИИФТРИ"</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">ФГУП "ВНИИФТРИ"</copyright-holder><license xlink:href="https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice" xlink:type="simple"><license-p>https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.izmt.ru/jour/article/view/2188">https://www.izmt.ru/jour/article/view/2188</self-uri><abstract><p>Ампулы реперных точек затвердевания металлов – важная составная часть рабочих эталонов температуры 0-го разряда. Данные эталоны предназначены для воспроизведения единицы температуры – кельвина в соответствии с Международной температурной шкалой МТШ-90. Метод, установленный МТШ-90, в настоящее время является основным методом воспроизведения единицы температуры в диапазоне –189…+1084 °С. Передача единицы температуры происходит в результате сличения ампул рабочих эталонов с ампулами государственного вторичного эталона температуры. С целью разработки рекомендаций по увеличению интервала между сличениями и изменений требований Государственной поверочной схемы средств измерений температуры, которые предъявляются к характеристикам ампул, входящих в рабочие эталоны 0-го разряда, изучена одна из важнейших характеристик ампулы рабочего эталона – нестабильность температуры в интервале между сличениями. Приведены результаты исследований 26 ампул реперных точек олова, цинка и алюминия, период эксплуатации которых составлял от 2 до 10 лет (с 2013 по 2023 гг.), интервал между сличениями ампул 2–5 лет. Проанализированы возможные причины нестабильности воспроизводимой температуры, рассчитаны неопределённости сличений ампул рабочих эталонов и ампул государственного вторичного эталона температуры. Установлено, что за длительный период времени (2013– 2023 гг.) нестабильность температуры фазовых переходов, воспроизводимых с помощью ампул, олова, цинка и алюминия не превышает соответственно 1,02; 1,75; 6,47 мК. Предположено, что наиболее вероятной причиной отклонения температуры ампул рабочих эталонов от температуры ампул государственного вторичного эталона температуры является разная чистота используемых металлов. Указано, что разрушение кварцевой оболочки ампулы без какого-либо механического воздействия маловероятно, поэтому явного влияния давления, вызывающего изменение температуры фазового перехода, нет. Проведено сравнение полученной нестабильности с неопределённостью измерений температуры при сличениях ампул рабочих эталонов и ампул государственного вторичного эталона температуры, а также со значениями, требуемыми в Государственной поверочной схеме для средств измерений температуры. По итогам сравнительного анализа сделан вывод о возможности увеличения интервала между сличениями для ампул олова и цинка до пяти лет. Такое увеличение интервала имеет положительный экономический эффект за счёт уменьшения затрат на эксплуатацию государственного вторичного эталона температуры и на транспортировку ампул к месту сличений. Для ампул алюминия рекомендован индивидуальный подход в назначении интервала между сличениями на основе анализа результатов предыдущих сличений. Полученные результаты полезны специалистам центров стандартизации и метрологии, использующим рабочие эталоны температуры, а также научным работникам, исследующим процессы в реперных точках затвердевания металлов.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The cells of fixed freezing points of metals are an important component of the working standards of temperature of the 0th category. These standards are intended to reproduce the unit of temperature kelvin in accordance with ITS-90, which is currently the main method in the temperature range from –189 to 1084 °C. The transfer of the temperature unit is carried out by comparing the cells of the working standards of temperature with the cells of the state secondary standard of temperature. In order to develop recommendations for increasing the interval between comparisons and changing the requirements of the State Verification Scheme, one of the most important characteristics of the cells of the working standards of temperature was studied – the instability of the cell temperature in the interval between comparisons. The paper summarizes the results of the study of 26 cells of fixed points of tin, zinc and aluminum, the service life of which was from 2 to 10 years, and the interval between comparisons was from 2 to 5 years. Possible causes of instability of the reproducible temperature are described and the uncertainty of comparisons of working standard cells with secondary standard cells is calculated. The analysis of the results showed that the instability values over a long period of time do not exceed 1.02 mK for tin cells, 1.75 mK for zinc cells and 6.47 mK for aluminum cells. The most probable cause of deviation of the temperature of working standard cells from secondary standard cells is the different purity of the metals used. It is noted that the destruction of the quartz shell of the cell without mechanical action is unlikely, and the effect of pressure on the temperature of the reference point is absent. Based on the results of the comparative analysis, it was concluded that it is possible to increase the interval between comparisons for ampoules of tin and zinc to five years. Such an increase in the interval has a positive economic effect by reducing the cost of operating the state secondary temperature standard and transporting ampoules to the comparison site. For aluminum cells, an individual approach to setting the interval between comparisons is recommended based on the analysis of the results of previous comparisons. The materials published in this paper may be useful to specialists of metrological centers working with working temperature standards, as well as to all scientists studying the processes occurring in cells for measuring the solidification temperature of metals.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>эталон температуры</kwd><kwd>МТШ-90</kwd><kwd>реперные точки</kwd><kwd>нестабильность температуры ампул</kwd><kwd>интервал между сличениями</kwd><kwd>неопределённость измерения температуры</kwd><kwd>передача единицы температуры</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>temperature standard</kwd><kwd>ITS-90</kwd><kwd>reference points</kwd><kwd>instability of the fixed point cells</kwd><kwd>interval between comparisons</kwd><kwd>uncertainty of temperature measurement</kwd><kwd>transfer of the temperature unit</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Походун А. И., Фуксов В. М., Сильд Ю. А. и др. Государственный первичный эталон единицы температуры в диапазоне 0–3200 °С ГЭТ 34-2020: практическая реализация нового определения кельвина. Измерительная техника, (7), 13–21 (2021). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-7-13-21</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Pokhodun A. I., Fuksov V. M., Sild Yu.A. et al. State Primary Standard of temperature unit in the range 0–3200 °C GET 34-2020: Practical implementation of the new defnition of Kelvin. Measurement Techniques, 64(7), 541–549 (2021). https://doi.org/10.1007/s11018-021-01970-w</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Иванова А. Г., Герасимов С. Ф., Походун А. И., Фуксов В. М. Методы реализации реперных точек МТШ-90: необходимость совершенствования. Измерительная техника, (7), 42–47 (2021). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-7-42-47</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ivanova A. G., Gerasimov S. F., Pokhodun A. I. et al. Methods for the realization of ITS-90 fxed points: necessity of improvement. Measurement Techniques, 64(7), 573–579 (2021). https://doi.org/10.1007/s11018-021-01973-7</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Моисеева Н. П. Анализ нестабильности характеристик эталонного платинового термометра в интервале между поверками и способ уменьшения погрешности термометра. Измерительная техника, 73(3), 31–37 (2024). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2024-3-31-37</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Moiseeva N. P. Analysis of the instability of the characteristics of a standard platinum resistance thermometer in the interval between verifcations and a method for reducing the measurement error. Izmeritel`naya Tekhnika, 73(3), 31–37 (2024). (In Russ.) https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2024-3-31-37</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ильин А. Ю. Критерии равномерности температурного поля при реализации реперных точек олова и цинка МТШ-90. Измерительная техника, (11), 40–42 (2003). https://www.elibrary.ru/pdahyz</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Il’in A. Y. Criteria of the uniformity of the temperature feld when realizing the tin and zinc fxed points of the ITS-90 International Temperature Scale. Measurement Techniques, 46(11), 1068–1071 (2003). https://doi.org/10.1023/B:METE.0000014440.02032.6d</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Shulgat O. S., Fuksov V. M., Ivanova A. G. et al. Correlation between immersion profle and measured value of fxedpoint temperature. International Journal of Thermophysics, 35, 648–656 (2014). https://doi.org/10.1007/s10765-014-1630-4</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shulgat O. S., Fuksov V. M., Ivanova A. G. et al. Correlation between immersion profle and measured value of fxedpoint temperature. International Journal of Thermophysics, 35, 648–656 (2014). https://doi.org/10.1007/s10765-014-1630-4</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Fellmuth B., Hill K. D. Estimating the infuence of impurities on the freezing point of tin. Metrologia, 43(1), 71 (2006). https://doi.org/10.1088/0026-1394/43/1/011</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Fellmuth B., Hill K. D. Estimating the infuence of impurities on the freezing point of tin. Metrologia, 43(1), 71 (2006). https://doi.org/10.1088/0026-1394/43/1/011</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Pearce J. V., Veltcheva R. I., Large M. J. Impurity and thermal modelling of SPRTfxed-points. AIP Conference Proceedings, 1552(1), 283–288 (2013). https://doi.org/10.1063/1.4819554</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Pearce J. V., Veltcheva R. I., Large M. J. Impurity and thermal modelling of SPRTfxed-points. AIP Conference Proceedings, 1552(1), 283–288 (2013). https://doi.org/10.1063/1.4819554</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Pearce J. V., Gisby J. A., Steur P. P. M. Liquidus slopes of impurities in ITS-90 fxed points from the mercury point to the copper point in the low concentration limit. Metrologia, 53(4), 1101 (2016). https://doi.org/10.1088/0026-1394/53/4/1101</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Pearce J. V., Gisby J. A., Steur P. P. M. Liquidus slopes of impurities in ITS-90 fxed points from the mercury point to the copper point in the low concentration limit. Metrologia, 53(4), 1101 (2016). https://doi.org/10.1088/0026-1394/53/4/1101</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Mangum B. W., Strouse G. F., Guthrie W. F. et al. Summary of comparison of realizations of the ITS-90 over the range 83.8058 K to 933.473 K: CCT key comparison CCT-K3. Metrologia, 39(2), 179 (2002). https://doi.org/10.1088/0026-1394/39/2/7</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mangum B. W., Strouse G. F., Guthrie W. F. et al. Summary of comparison of realizations of the ITS-90 over the range 83.8058 K to 933.473 K: CCT key comparison CCT-K3. Metrologia, 39(2), 179 (2002). https://doi.org/10.1088/0026-1394/39/2/7</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Fahr M., Rudtsch S. Oxides in metal fxed points of the ITS-90. Metrologia, 46(5), 423 (2009). https://doi.org/10.1088/0026-1394/46/5/006</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Fahr M., Rudtsch S. Oxides in metal fxed points of the ITS-90. Metrologia, 46(5), 423 (2009). https://doi.org/10.1088/0026-1394/46/5/006</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
