izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2025-5-4-15izmertech-2429Research ArticleГОСУДАРСТВЕННЫЕ ЭТАЛОНЫSTATE STANDARDSГосударственный первичный эталон единиц силы света и светового потока ГЭТ 5-2024State primary standard for units of luminous intensity and luminous flux GET 5-2024https://orcid.org/0000-0001-9502-650XХлевнойБ. Б.KhlevnoyB. B.

Борис Борисович Хлевной

Москва

Boris B. Khlevnoy

Moscow

khlevnoy-m4@vniiofi.ruhttps://orcid.org/0009-0001-0912-0477ИвашинЕ. АIvashinE. A.

Евгений Андреевич Ивашин

Москва

Evgenii A. Ivashin

Moscow

ivashin@vniiofi.ruОтряскинД. АIvashinE. A.

Денис Андреевич Отряскин

Москва

Evgenii A. Ivashin

Moscow

otryaskin@vniiofi.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6949-9028ТищенкоЕ. В.OtryaskinD. A.

Евгений Викторович Тищенко

Москва

Denis A. Otryaskin

Moscow

tishchenko@vniiofi.ruhttps://orcid.org/0009-0005-4350-7228ГригорьеваИ. А.GrigoryevaI. A.

Ирина Анатольевна Григорьева

Москва

Irina A. Grigoryeva

Moscow

grigoryeva-m4@vniiofi.ruДобросердовД. В.DobroserdovD. V.

Дмитрий Владимирович Добросердов

Москва

Dmitriy V. Dobroserdov

Moscow

dobroserdov@vniiofi.ruhttps://orcid.org/0009-0003-8929-4649СолодиловМ. В.SolodilovM. V.

Максим Владимирович Солодилов

Москва

Maksim V. Solodilov

Moscow

solodilov@vniiofi.ruОгарёвС. А.OgarevS. A.

Сергей Александрович Огарёв

Москва

Sergey A. Ogarev

Moscow

ogarev-m4@vniiofi.ruГавриловВ. Р.GavrilovV. R.

Валерий Рудольфович Гаврилов

Москва

Valery R. Gavrilov

Moscow

gavrilov@vniiofi.ruНегодаС. Н.NegodaS. N.

Сергей Николаевич Негода

Москва

Sergey N. Negoda

Moscow

snegoda@vniiofi.ruФилимоновИ. С.FilimonovI. S.

Иван Сергеевич Филимонов

Москва

Ivan S. Filimonov

Moscow

filimonov@vniiofi.ruВсероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измеренийРоссияAll-Russian Research Institute for Optical and Physical MeasurementsRussian Federation202514112025745415Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20252025ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/2429

Описана история совершенствования эталона единицы силы света в России: от создания первого Государственного светового эталона в 1925 г. в Главной палате мер и весов (сегодня – Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. Менделеева) под руководством П. И. Тиходеева до его современной актуальной версии – Государственного первичного эталона единиц силы света и светового потока ГЭТ 5-2024. В результате последней модернизации в состав ГЭТ 5-2024 включены разработанные и изготовленные во Всероссийском научно-исследовательском институте оптико-физических измерений новые эталонные установки. С помощью ГЭТ 5-2024 единица силы света – кандела – впервые в мировой практике воспроизводится с использованием высокотемпературной модели абсолютно чёрного тела с фиксированной термодинамической температурой 2856,67 К, соответствующей реперной точке фазового перехода плавления соединения молибден-углерод δ(MoC)-C. За счёт этого достигнута расширенная неопределённость воспроизведения единицы силы света, не превышающая 0,2 % на уровне 388,52 кд при коэффициенте охвата 2. Использование модели абсолютно чёрного тела с регулируемой температурой позволило добиться воспроизведения единицы силы света в диапазоне 1–20000 кд с расширенной неопределённостью воспроизведения не более 0,24 % при коэффициенте охвата 2. Воспроизведение единицы полного светового потокалюмена – осуществляется гониометрическим методом с использованием специально разработанного гониофотометра. Диапазон воспроизведения светового потока составил 1–3500 лм с расширенной неопределённостью воспроизведения 0,22–0,28 % при коэффициенте охвата 2. Таким образом, в ГЭТ 5-2024 расширены диапазоны воспроизведения единиц силы света и светового потока, а также повышена точность их воспроизведения. ГЭТ 5-2024 позволяет воспроизводить единицу силы света в соответствии с рекомендациями Международного комитета мер и весов, что обеспечивает международную совместимость результатов научных и прикладных измерений, их точность, а также способствует повышению качества промышленной продукции, повышению транспортной безопасности и т. д.

The history of the modernization of the national standard for the unit of luminous intensity in Russia is presented: from the establishment of the first state light standard in 1925 at Main Chamber of Weights and Measures (today – the D. I. Mendeleev Institute for Metrology) under the leadership of P. I. Tikhodeev to its current version – the State primary standard for units of luminous intensity and luminous fl ux GET 5-2024. As a result of the latest modernization, the GET 5-2024 now includes newly developed and manufactured by All-Russian Research Institute for Optical and Physical Measurements standard facilities, based on the latest research findings. For the first time in global practice, the unit of luminous intensity – the candela – is reproduced in GET 5-2024 using a high-temperature blackbody model operating at a fixed thermodynamic temperature of 2856.67 K, corresponding to the phase transition melting point of the molybdenum-carbon compound δ(MoC)-C. This approach has enabled an expanded uncertainty in the reproduction of the candela not exceeding 0.2 % at the level of 388.52 cd (with a coverage factor 2). Additionally, the use of a variable-temperature blackbody model allows for the reproduction of luminous intensity in the range from 1 to 20000 cd, with an expanded uncertainty not exceeding 0.24 % (with a coverage factor 2). The unit of total luminous fl ux – the lumen – is reproduced using a goniometric method with a specially developed goniophotometer. The reproduction range for luminous fl ux is from 1 to 3500 lm, with an expanded uncertainty of 0.22–0.28 % (with a coverage factor 2). Thus, the modernization of GET 5-2024 has extended the reproduction ranges of the units of luminous intensity and luminous fl ux and improved the accuracy of their realization. The improved GET 5-2024 allows the reproduction of the unit of luminous intensity in accordance with the recommendations of the International Committee of Weights and Measures, which ensures international compatibility of the results of scientific and applied measurements, their accuracy, and also contributes to improving the quality of industrial products, increasing transport safety, etc.

канделалюменсила светасветовой потокфотометриячёрное телореперная точкатермодинамическая температурагониофотометрcandelalumenluminous intensityluminous fluxphotometryblackbodyfixed pointthermodynamic temperaturegoniophotometerРабота выполнена в рамках Соглашения о предоставлении из федерального бюджета субсидии юридическому лицу (за исключением государственного учреждения), индивидуальному предпринимателю, физическому лицу – производителю товаров, работ, услуг на возмещение затрат (недополученных доходов) в связи с производством (реализацией) товаров (за исключением подакцизных товаров, кроме автомобилей легковых и мотоциклов, винодельческих продуктов, произведенных из выращенного на территории Российской Федерации винограда), выполнением работ, оказанием услуг с Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии от 26.03.2020 № 172-11-2020-010.The work was carried out within the framework of the “Agreement on the provision of a subsidy from the federal budget to a legal entity (except for a government agency), individual entrepreneur, individual - manufacturer of goods, works, services to reimburse expenses (lost income) in connection with the production (sale) of goods (except for excisable goods, except for cars and motorcycles, wine products made from grapes grown in the territory of the Russian Federation), performance of work, provision of services with the Federal Agency for Technical Regulation and Metrology dated 26.03.2020 no. 172-11-2020-010”.ReferencesТиходеев П. М. Создание нового светового эталона в виде полного излучателя (черного тела). Сборник трудов ВНИИМ, (10(55)), 7–28 (1941).Tikhodeev P. M. Creation of a new light standard in the form of a full radiator (blackbody). Proc. VNIIM, (10(55)), 7–28 (1941) . (In Russ.)Тиходеев П. М. Новый государственный световой эталон СССР. 1-я тип. Изд-ва Акад. наук СССР, Москва, Ленинград (1949).Tikhodeev P. M. The new USSR State Light Standard. 1-ya tip. Izd-va Akad. nauk SSSR, Moscow, Leningrad (1949). (In Russ.)Sapritsky V. I. A new standаrd for the Candela in the USSR. Metrologia, 24(2), 53–59 (1987). https://doi.org/10.1088/0026-1394/24/2/001 ; https://elibrary.ru/xltveeSapritsky V. I. A new standаrd for the Candela in the USSR. Metrologia, 24(2), 53–59 (1987). https://doi.org/10.1088/0026-1394/24/2/001 ; https://elibrary.ru/xltveeSapritsky V. I. National primary radiometric standards of the USSR. Metrologia, 27(2), 53–60 (1990). https://doi.org/10.1088/0026-1394/27/2/002 ; https://elibrary.ru/xoqkjxSapritsky V. I. National primary radiometric standards of the USSR. Metrologia, 27(2), 53–60 (1990). https://doi.org/10.1088/0026-1394/27/2/002 ; https://elibrary.ru/xoqkjxСаприцкий В. И., Морозова С. П., Огарев С. А., Павлович М. Н., Панфилов А. С., Хлевной Б. Б. Обеспечение единства измерений величин, характеризующих некогерентное оптическое излучение. Измерительная техника, (11), 12–16 (2005). https://elibrary.ru/pdxsjbSapritskii V. I., Morozova S. P., Ogarev S. A., Pavlovich M. N., Panfilov A. S., Khlevnoi B. B. Unified measurements of quantities characterizing incoherent optical radiation. Measurement Techniques, 48(11), 1057–1063 (2005). https://doi.org/10.1007/s11018-006-0020-0Хлевной Б. Б. Метрологические исследования эталонных пирографитовых высокотемпературных черных тел. Измерительная техника, (12), 26–30 (2001).Khlevnoi B. B. Metrological investigation of pyrographite high-temperature blackbodies. Measurement Techniques, 44(12), 1211–1218 (2001). https://doi.org/10.1023/A:1014722204473Хлевной Б. Б. Использование высокотемпературных фазовых переходов эвтектик для прецизионного воспроизведения радиометрических величин в видимой и УФ области спектра. Измерительная техника, (5), 14–17 (2001).Khlevnoi B. B. Use of high-temperature phase transitions of eutectics for precision reproduction of radiometric quantities in the visible and ultraviolet regions. Measurement Techniques, 44(5), 461–466 (2001). https://doi.org/10.1023/A:1012349901430Ciddor P. E. Refractive index of air: new equations for the visible and near infrared. Applied Optics, 35(9), 1566–1573 (1996). https://doi.org/10.1364/AO.35.00156 6Ciddor P. E. Refractive index of air: new equations for the visible and near infrared. Applied Optics, 35(9), 1566–1573 (1996). https://doi.org/10.1364/AO.35.001566Ohno Yo., Goodman T., Blattner P. et al. Principles governing photometry (2nd edition). Metrologia, 57(2), 020401 (2020). https://doi.org/10.1088/1681-7575/ab72f1 ; https://elibrary.ru/txretfOhno Yo., Goodman T., Blattner P. et al. Principles governing photometry (2nd edition). Metrologia, 57(2), 020401 (2020). https://doi.org/10.1088/1681-7575/ab72f1 ; https://elibrary.ru/txretfWoolliams E. R., Anhalt K., Ballico M. et al. Thermodynamic temperature assignment to the point of infl ection of the melting curve of high-temperature fixed points. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 374, 20150044 (2016). https://doi.org/10.1098/rsta.2015.0044 ; https://elibrary.ru/wrwwgzWoolliams E. R., Anhalt K., Ballico M. et al. Thermodynamic temperature assignment to the point of infl ection of the melting curve of high-temperature fi xed points. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 374, 20150044 (2016). https://doi.org/10.1098/rsta.2015.0044 ; https://elibrary.ru/wrwwgzKhlevnoy B., Grigoryeva I., Anhalt K., Waehmer M., Ivashin E., Otryaskin D., Solodilov M. and Sapritsky V. Development of large-area high-temperature fixed-point blackbodies for photometry and radiometry. Metrologia, 55(2), S43–S51 (2018). https://doi.org/10.1088/1681-7575/aaa16a ; https://elibrary.ru/xyefi tKhlevnoy B., Grigoryeva I., Anhalt K., Waehmer M., Ivashin E., Otryaskin D., Solodilov M. and Sapritsky V. Development of large-area high-temperature fi xed-point blackbodies for photometry and radiometry. Metrologia, 55(2), S43–S51 (2018). https://doi.org/10.1088/1681-7575/aaa16a ; https://elibrary.ru/xyefitОгарев С. А., Хлевной Б. Б., Самойлов М. Л., Отряскин Д. А., Григорьева И. А., Солодилов М. В., Саприцкий В. И. Высокотемпературные модели черного тела для фотометрии, радиометрии и радиационной термометрии . Измерительная техника, (11), 48–51 (2015). https://elibrary.ru/svpjlwOgarev S. A., Khlevnoi B. B., Samoilov M. L., Otryaskin D. A., Grigor’eva I. A., Solodilov M. V. and Sapritskii V. I. Hightemperature blackbody models for use in photometry, radiometry and radiation thermometry. Measurement Techniques, 58(11), 1255–1260 (2016). https://doi.org/10.1007/s11018-016-0880-x ; https://www.elibrary.ru/wsfyzpKhlevnoy B. B., Grigoryeva I. A., Ibragimov N. A. New method of filling of high-temperature fixed-point cells based on metal-carbon eutectics/peritectics. International Journal of Thermophysics, 32, 1763–1772 (2011). https://doi.org/10.1007/s10765-011-0998-7 ; https://elibrary.ru/peausrKhlevnoy B. B., Grigoryeva I. A., Ibragimov N. A. New method of filling of high-temperature fixed-point cells based on metal-carbon eutectics/peritectics. International Journal of Thermophysics, 32, 1763–1772 (2011). https://doi.org/10.1007/s10765-011-0998-7 ; https://elibrary.ru/peausrKhlevnoy B., Grigoryeva I., Ivashin E., Otryaskin D., Solodilov M. The candela realisation using molybdenum carbon fixed-point blackbody. Metrologia, 61(5), 055011 (2024). https://doi.org/10.1088/1681-7575/ad7739 ; https://elibrary.ru/wbutkuKhlevnoy B., Grigoryeva I., Ivashin E., Otryaskin D., Solodilov M. The candela realisation using molybdenum carbon fixed-point blackbody. Metrologia, 61(5), 055011 (2024). https://doi.org/10.1088/1681-7575/ad7739 ; https://elibrary.ru/wbutkuSapritsky V., Prokhorov A. Effective Emissivity. In: Blackbody Radiometry. Springer Series in Measurement Science and Technology. Springer, Cham. (2020). https://doi.org/10.1007/978-3-030-57789-6_4Sapritsky V., Prokhorov A. Effective Emissivity. In: Blackbody Radiometry. Springer Series in Measurement Science and Technology. Springer, Cham. (2020). https://doi.org/10.1007/978-3-030-57789-6_4Ивашин Е. А., Отряскин Д. А., Столяревская Р. И., Хлевной Б. Б. Создание и совершенствование эталонной базы световых измерений во ВНИИОФИ. Светотехника, (6), 4–14 (2024). https://elibrary.ru/vjsaxrIvashin E. A., Khlevnoy B. B., Otryaskin D. A., Stolyarevskaya R. I. Creation and improvement of the primary standards for light measurements at VNIIOFI. Light & Engineering, 32(5), 23–36 (2024).

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