izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2025-4-4-13izmertech-2370Research ArticleГОСУДАРСТВЕННЫЕ ЭТАЛОНЫSTATE STANDARDSУсовершенствованный Государственный первичный эталон единицы давления для области абсолютного давления в диапазоне от 1·10–2 до 1·107 Па ГЭТ 101-2011Improved State primary pressure unit standard for the absolute pressure range from 1·10–2 to 1·107 Pa GET 101-2011https://orcid.org/0009-0007-5101-2238СадковскаяИ. В.SadkovskayaI. V.

Ирина Владимировна Садковская 

Санкт-Петербург 

Irina V. Sadkovskaya 

St. Petersburg 

siv@vniim.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8057-5220ТетерукР. А.TeterukR. A.

Роман Анатольевич Тетерук 

Санкт-Петербург 

Roman A. Teteruk 

St. Petersburg 

r.a.teteruk@vniim.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1468-3127ЭйхвальдА. И.TeterukR. A.

Алексей Игоревич Эйхвальд 

Санкт-Петербург 

Roman A. Teteruk 

St. Petersburg 

eich47@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0001-0407-060XЭйхвальдТ. А.EikhvaldT. A.

Татьяна Алексеевна Эйхвальд 

Санкт-Петербург 

Tatiana A. Eikhvald 

St. Petersburg 

eichwald@mail.ruВсероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. МенделееваРоссияD. I. Mendeleyev Institute for MetrologyRussian Federation202504092025744413Copyright © Садковская И.В., Тетерук Р.А., Эйхвальд А.И., Эйхвальд Т.А., 20252025Садковская И.В., Тетерук Р.А., Эйхвальд А.И., Эйхвальд Т.А.Sadkovskaya I.V., Teteruk R.A., Teteruk R.A., Eikhvald T.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.izmt.ru/jour/article/view/2370

Приведены краткие исторические сведения о создании и развитии эталонной базы Российской Федерации в области давления. Кратко представлены результаты анализа состояния и тенденций развития мировой метрологии в области измерений абсолютного давления, основанные на изучении литературных данных и результатов ключевых сличений. Изложены причины, которые обусловили в 2000 г. начало разработки во ВНИИМ им. Д. И. Менделеева лазерных интерференционных жидкостных манометров и введение их в 2011 г. в состав Государственного первичного эталона единицы давления для области абсолютного давления в диапазоне 1·10–1–7·105 Па ГЭТ 101-2011. Проанализированы существующие проблемы эталонной базы Российской Федерации в области абсолютного давления. Определены цели и представлены результаты исследований, направленные на повышение точности и расширение диапазона воспроизведения единицы абсолютного давления, определившие выбор направлений работ по модернизации ГЭТ 101-2011: разработку лазерного интерференционного масляного манометра высокого разрешения и изготовление грузопоршневого манометра абсолютного давления с набором измерительных поршневых систем. Приведён состав модернизированного ГЭТ 101-2011, кратко описаны конструкции и принципы действия эталонных установок на основе лазерных интерференционных жидкостных и грузопоршневого манометров абсолютного давления, а также средства передачи единицы давления вторичным и рабочим эталонам из состава ГЭТ 101-2011. Представлены результаты исследований усовершенствованного ГЭТ 101-2011 и его основные метрологические характеристики, подтверждённые государственными испытаниями. Диапазон воспроизведения единицы абсолютного давления расширен в области низкого и высокого абсолютного давления и составляет 1·10–2–1·107 Па, точность воспроизведения единицы увеличена в 3–1,5 раза в диапазоне 1·10–1–102 Па, усовершенствован процесс передачи единицы давления вторичным и рабочим эталонам.

Brief historical information about the creation and development of the Russian Federation standard base in the field of pressure is provided. The results of the analysis of the state and development trends of world metrology in the field of absolute pressure measurements, based on the study of literary data and the results of key comparisons, are briefly presented. The article presents the reasons that led to the development of laser interferometric liquid manometers at the D. I. Mendeleyev Institute for Metrology and their inclusion in the State primary pressure unit standard for the absolute pressure range GET 101-2011. The existing problems of the Russian Federation absolute pressure standard base are analyzed. The purposes are defined and the research results aimed at the accuracy increasing and the expansion of the absolute pressure unit reproduction range are presented. This determines the choice of the GET 101-2011 standard modernization methods: development of a high-resolution laser interferometric oil manometer and of an absolute pressure piston gauge with a set of measuring piston systems. The composition of the modernized GЭT 101-2011 is presented, the design and operating principles of standard installations based on laser interferometric liquid and absolute pressure piston gauges are briefly described, as well as the operating principle of the means for transmitting the pressure unit to secondary and working standards from GET 101-2011 is presented. Results of the research on the improved GЭT 101- 2011 are provided, along with its main metrological characteristics confirmed through state testing. The range of absolute pressure unit reproduction has been expanded to both low and high absolute pressures, spanning from 1·10–2 to 1·107 Pa, the accuracy of unit reproduction is increased by 3–1,5 times in the range from 1·10–1 to 102 Pa, the process of transferring pressure units to secondary and working standards has been improved.

абсолютное давлениегосударственный первичный эталонгосударственная поверочная схемалазерный интерференционный жидкостный манометргрузопоршневой манометрпоплавковое демпфирующее устройствофазовая модуляцияметрологические характеристикиключевые сличенияabsolute pressurestate primary standardstate verification schemelaser interference liquid manometerpiston pressure gaugefloat damping devicephase modulationmetrological characteristicskey comparisonРабота выполнена в соответствии с соглашениями № 172-11-2020-015 от 27.03.2020 г., № 172-11-2020-015/10 от 30.06.2021 г. и № 172-11-2023-002 от 09.02.2023 г. между Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандартом) и ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» о предоставлении субсидий из федерального бюджета на осуществление расходов в области обеспечения единства измерений «Разработка, совершенствование, содержание государственных первичных эталонов единиц величин, а также разработка и совершенствование государственных первичных референтных методик (методов) измерений».The work was carried out in accordance with the agreement between the Federal Agency for Technical Regulation and Metrology (Rosstandart) and the D. I. Mendeleyev Institute for Metrology (VNIIM) on the provision of subsidies from the federal budget for expenses in the field of ensuring the uniformity of measurements “Development, improvement, maintenance of State primary standards of units of measurement, as well as the development and improvement of State primary reference measurement methods”.ReferencesЛеонов Б. М. Сто лет государственной службы мер и весов в СССР. Гос. Изд-во техн.-теорет. лит-ры, Москва, Ленинград (1945).Leonov B. V. One hundred years of public service weight and measures in the USSR. Gos. izd-vo tekhn.-teoret. lit-ry, Moscow, Leningrad (1945). (In Russ.)Полухин Г. И., Цвелик В. А. Государственный специальный эталон и общесоюзная поверочная схема для средств измерений абсолютного давления в диапазоне 2,7·102–4000·102 Па. Измерительная техника, (6), 5–6 (1977).Poluhin G. I., Cvelik V. A. Special state standard and All-Union test scheme for absolute-pressure measuring equipment in the range of 2.7·102–4000·102 Pa. Measurement Techniques, 20(6), 766–768 (1977). https://doi.org/10.1007/BF00824641Thomas A. M., Johnson D. P., Little J. W. Design of an interferometric oil manometer for vacuum measurement. 9th National Vacuum Symposium American Vacuum Society (1962).Thomas A. M., Johnson D. P., Little J. W. Design of an interferometric oil manometer for vacuum measurement. 9th National Vacuum Symposium American Vacuum Society (1962).Aubry B., Delbart R. Manometre differential interferometrique systeme peube. La Vide, 20(117), 194–199 (1965). (In French)Aubry B., Delbart R. Manometre differential interferometrique systeme peube. La Vide, 20(117), 194–199 (1965). (In French)Poulter K. F., Nash P. J. An interferometric oil micromanometer. Journal of Physics E: Scientific Instrumtnts, 12(10), 931–936 (1979). https://doi.org/10.1088/0022-3735/12/10/012Poulter K. F., Nash P. J. An interferometric oil micromanometer. Journal of Physics E: Scientific Instrumtnts, 12(10), 931–936 (1979). https://doi.org/10.1088/0022-3735/12/10/012Harrison E. R., Hatt D. J., Prowse D. B., Wilbur-Ham J. A. New Interferometric manometer. Metrologia, 12(3), 115–122 (1976). https://doi.org/10.1088/0026-1394/12/3/004Harrison E. R., Hatt D. J., Prowse D. B., Wilbur-Ham J. A. New interferometric manometer. Metrologia, 12(3), 115–122 (1976). https://doi.org/10.1088/0026-1394/12/3/004Heydemann P. L. M., Tilford C. R., Hyland R. W. Ultrasonic manometers for low and medium vacuum under development at the National Bureau of Standards. Journal of Vacuum Science and Technology, 14(1), 597–605 (1977). https://doi.org/10.1116/1.569158Heydemann P. L. M., Tilford C. R., Hyland R. W. Ultrasonic manometers for low and medium vacuum under development at the National Bureau of Standards. Journal of Vacuum Science and Technology, 14(1), 597–605 (1977). https://doi.org/10.1116/1.569158Miiller A. P., Bergoglio M., Bignell N. et al. Final report on key comparison CCM.P-K4 in absolute pressure from 1 Pa to 1000 Pa. Metrologia, 39(1А), 07001 (2002). https://doi.org/10.1088/0026-1394/39/1A/17Miiller A. P., Bergoglio M., Bignell N. et al. Final report on key comparison CCM.P-K4 in absolute pressure from 1 Pa to 1000 Pa. Metrologia, 39(1А), 07001 (2002). https://doi.org/10.1088/0026-1394/39/1A/17Perkin M. et al. Final report on key comparison CCM.P-K2: Pressure (10 kPa to 120 kPa) absolute mode. Metrologia, 45(1А), 07002 (2008). https://doi.org/10.1088/0026-1394/45/1A/07002Perkin M. et al. Final report on key comparison CCM.P-K2: Pressure (10 kPa to 120 kPa) absolute mode. Metrologia, 45(1А), 07002 (2008). https://doi.org/10.1088/0026-1394/45/1A/07002Садковская И. В., Цвелик В. А., Ковальков В. П., Эйхвальд А. И. Новый Государственный первичный эталон единицы давления. Мир измерений, (2(132)), 19–25 (2012). https://elibrary.ru/oxdownSadkovskaya I. V., Cvelik V. A., Kovalkov V. P., Eikhvald A. I. New state primary standard of pressure unit. Measurements World, (2(132)), 19–25 (2012). (In Russ.) https://elibrary.ru/oxdownСадковская И. В., Эйхвальд А. И., Эйхвальд Т. А. Лазерный интерференционный масляный манометр. Измерительная техника, (3), 3–7 (2019). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2019-3-3-7 ; https://elibrary.ru/zmzqzlSadkovskaya I. V., Eikhvald A. I., Eikhvald T. A. Laser interferometric oil manometer of State primary pressure standard GET 101-2011. Izmeritel’naya Tekhnika, (3), 3–7 (2019). (In Russ.) https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2019-3-3-7 ; https://elibrary.ru/zmzqzlСадковская И. В., Эйхвальд А. И. Лазерный интерференционный ртутный манометр государственного первичного эталона единицы давления ГЭТ 101–2011. Измерительная техника, (11), 11–14 (2014). https://elibrary.ru/teatwpSadkovskaya I. V., Eikhvald A. I. Laser interference mercury manometer of state primary pressure standard GET 101-2011. Izmeritel’naya Tekhnika, (11), 11–14 (2014). (In Russ.) https://www.elibrary.ru/teatwpRicker Ja., Hendricks J., Bock T. et al. Final report on the key comparison CCM.P-K4.2012 in absolute pressure from 1 Pa to 10 kPa. Metrologia, 54(1А), 07002 (2017). https://doi.org/10.1088/0026-1394/54/1A/07002 ; https://www.elibrary.ru/yydyepRicker Ja., Hendricks J., Bock T. et al. Final report on the key comparison CCM.P-K4.2012 in absolute pressure from 1 Pa to 10 kPa. Metrologia, 54(1А), 07002 (2017). https://doi.org/10.1088/0026-1394/54/1A/07002 ; https://www.elibrary.ru/yydyepСадковская И. В., Эйхвальд А. И., Эйхвальд Т. А. Исследование неопределенности измерений лазерного интерференционного масляного манометра высокого разрешения, вносимой оптическим интерферометром с фазовой модуляцией. Приборы, (6(252)), 9–12 (2021). https://www.elibrary.ru/xzmmouSadkovskaya I. V., Eikhvald A. I., Eikhvald T. A. Investigation of the measurement uncertainty of a high-resolution laser interference oil pressure gauge introduced by a phase-modulated optical interferometer. Instruments, (6(252)), 9–12 (2021). (In Russ.) https://www.elibrary.ru/xzmmouLi Ya., Yang Yu., Wang J. et al. A new primary standard oil manometer for absolute pressure up to 10 kPa. Metrologia, 52(1), 111–120 (2015). https://doi.org/10.1088/0026-1394/52/1/111 ; https://www.elibrary.ru/yydyepLi Ya., Yang Yu., Wang J. et al. A new primary standard oil manometer for absolute pressure up to 10 kPa. Metrologia, 52(1), 111–120 (2015). https://doi.org/10.1088/0026-1394/52/1/111 ; https://www.elibrary.ru/yydyepEhlers S., Sabuga W. Progress in development of an interferometric oil manometer. Acta IMEKO, 9(5), 334–337 (2020). https://doi.org/10.21014/acta_imeko.v9i5.995 ; https://www.elibrary.ru/vrxypaEhlers S., Sabuga W. Progress in development of an interferometric oil manometer. Acta IMEKO, 9(5), 334–337 (2020). https://doi.org/10.21014/acta_imeko.v9i5.995 ; https://www.elibrary.ru/vrxypaMolinar G., Bergoglio M., Sabuga W. et al. Calculation of effective area A0 for six piston-cylinder assemblies of pressure balances. Results of the EUROMET Project 740. Metrologia, 42(6), 197–201 (2005). https://doi.org/10.1088/0026-1394/42/6/S11Molinar G., Bergoglio M., Sabuga W. et al. Calculation of effective area A0 for six piston-cylinder assemblies of pressure balances. Results of the EUROMET Project 740. Metrologia, 42(6), 197–201 (2005). https://doi.org/10.1088/0026-1394/42/6/S11

The authors declare that there are no conflicts of interest present.