Усовершенствованный Государственный первичный эталон единицы давления для области абсолютного давления в диапазоне от 1·10^–2 до 1·10⁷ Па ГЭТ 101-2011

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.

1. Леонов Б. М. Сто лет государственной службы мер и весов в СССР. Гос. Изд-во техн.-теорет. лит-ры, Москва, Ленинград (1945).

2. 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).

3. 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).

4. Aubry B., Delbart R. Manometre differential interferometrique systeme peube. La Vide, 20(117), 194–199 (1965). (In French)

5. Poulter K. F., Nash P. J. An interferometric oil micromanometer. Journal of Physics E: Scientific Instrumtnts, 12(10), 931–936 (1979). https://doi.org/10.1088/0022-3735/12/10/012

6. Harrison E. R., Hatt D. J., Prowse D. B., Wilbur-Ham J. A. New Interferometric manometer. Metrologia, 12(3), 115–122 (1976). https://doi.org/10.1088/0026-1394/12/3/004

7. Heydemann 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/10.1116/1.569158

8. Miiller 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/17

9. Perkin 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/07002

10. Садковская 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/oxdown

11. Садковская 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/zmzqzl

12. Садковская 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/teatwp

13. Ricker 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/yydyep

14. Садковская 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/xzmmou

15. Li 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/yydyep

16. Ehlers 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/vrxypa

17. Molinar 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