ГОСУДАРСТВЕННЫЕ ЭТАЛОНЫ
Представлен Государственный рабочий эталон 1-го разряда единиц длины волны в диапазоне от 1,25 до 20,00 мкм и волнового числа в диапазоне от 500 до 8000 см–1, разработанный во ВНИИОФИ на основе инфракрасного фурье-спектрометра. Единицы длины волны и волнового числа рабочему эталону передаются при измерении с помощью инфракрасного фурье-спектрометра положений пиков излучения от двух лазерных источников, входящих в состав Государственного первичного специального эталона единиц длины и времени распространения сигнала в световоде, средней мощности, ослабления и длины волны для волоконно-оптических систем связи и передачи информации ГЭТ 170-2011. Рабочий эталон воспроизводит спектральную шкалу с использованием интерферограммы от встроенного He–Ne-лазера в процессе измерений спектрального распределения интенсивности внутреннего источника. Распространение шкалы длин волн 1,25–20,00 мкм и шкалы волнового числа 500–8000 см–1 достигается введением соответствующих поправочных множителей к результатам измерений. Разработана и представлена поверочная схема, устанавливающая прослеживаемость средств измерений длины волны и волнового числа к ГЭТ 170-2011.
ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ МЕТРОЛОГИИ
Дан краткий обзор истории возникновения и развития шкал космологических расстояний на основе красного смещения. Рассмотрены статистические аспекты проблемы калибровки шкал космологических расстояний и приведена аналогия с проблемами калибровки средств измерений. Охарактеризована проблема количественного оценивания погрешностей неадекватности математических моделей объектов измерений. Проанализированы данные, по которым обнаружено ускоренное расширение Вселенной. Оценены последствия анизотропии шкалы космологических расстояний.
Проанализирована ситуация, сложившаяся в Международной системе единиц (СИ) в результате принятия в 1980 г. рекомендации Международного комитета мер и весов, предложившей рассматривать плоский и телесный углы как безразмерные производные величины. Показано, что основанием для такого решения стало неправильное понимание математической формулы, связывающей длину дуги окружности с её радиусом и соответствующим центральным углом, а также разложений тригонометрических функций в ряды. Из проведённого анализа следует, что величина плоский угол не зависит ни от одной величины СИ и должна быть отнесена к основным величинам, а её единицу – радиан – необходимо включить в совокупность основных единиц СИ. Величина телесный угол при этом оказывается производной величиной от плоского угла, его единица – стерадиан – является когерентной производной единицей, равной радиану в квадрате.
ОПТИКО-ФИЗИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ
Рассмотрено явление джиттера применительно к электронно-оптическим камерам, применяемым при исследовании быстропротекающих процессов. Предложена методика измерений джиттера электронно-оптических камер, работающих в режиме линейной развёртки исследуемого импульсного оптического сигнала. Описана экспериментальная установка, реализующая эту методику измерений. Данная установка используется во ВННИОФИ для контроля джиттера выпускаемых электронно-оптических камер на соответствие спецификации либо требованиям технических заданий заказчиков.
МЕХАНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ
Проведено моделирование применения жидкости ПЭС-3 в поршневой паре высокого давления, определены параметры поршневой пары. Приведены уравнения математической модели, описывающие изменение давления в зазоре между поршнем и цилиндром. В результате проведённых вычислений определены распределения давления в зазоре между поршнем и цилиндром при подпоршневых давлениях меньше 1,6 ГПа. Рассчитаны профили зазоров между деформированными поршнем и цилиндром при разных подпоршневых давлениях, получены зависимости скорости опускания поршня и эффективного зазора от подпоршневого давления при разных зазорах недеформированной поршневой пары. Результаты исследований можно применять при конструировании поршневых пар, работающих на жидкости ПЭС-3 в диапазоне давлений 0,01–1,6 ГПа.
Рассмотрена проблема измерения массового покомпонентного расхода потока газожидкостной среды. Предложен тепловой метод измерения покомпонентного расхода газожидкостной среды, протекающей по каналу с равномерно распределённой по сечению тепловой энергией. Компоненты среды с различной теплоёмкостью принимают разные по значению импульсные тепловые заряды, регистрируемые датчиками теплового потока. По поглощённой тепловой энергии определяются тип и количество компонентов. При реализации данного теплового метода не требуется сложное оборудование. Теплоёмкости измеряют с минимальными искажениями передачи теплового потока с помощью новейших датчиков градиентного типа с малой постоянной времени и высокой чувствительностью.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ
Решена задача метрологического обеспечения генераторов высоковольтных импульсов напряжения с субнаносекундной длительностью фронта, а также импульсных делителей напряжения, применяемых в энергетике, авиационной и ракетно-космической отраслях. Врезультате совершенствования Государственного первичного специального эталона единиц напряжённостей импульсных электрического и магнитного полей с длительностью фронта импульсов в диапазоне 0,1–10,0 нс ГЭТ 148-2013 реализован режим воспроизведения единицы высокого импульсного электрического напряжения с минимальной длительностью фронта импульсов 100 пс. Оценены неопределённости воспроизведения единицы высокого импульсного электрического напряжения, полученные численным моделированием по методу Монте-Карло, а также в соответствии с Руководством по выражению неопределённости измерения (GUM). Также оценена погрешность воспроизведения единицы в соответствии с ГОСТ 8.381-2009 «ГСИ. Эталоны. Способы выражения точности».
Создана компьютерная модель чувствительного элемента на планарном грибовидном метаматериале с ячейками типа «мальтийский крест». Представлены результаты численного эксперимента. Показана возможность использования такой электродинамической структуры при неразрушающем контроле геометрических и электрофизических параметров технологических сред, а также при поиске в них неоднородностей по изменению коэффициента затухания и резонансной частоты чувствительного элемента.
РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ
Приведена методика радиоинтероферометрических измерений и дана теоретическая оценка погрешности измерения перемещения отражающей поверхности. Перемещения измеряют с помощью микроволновых радиоинтерферометров. Описаны устройство и принцип действия автоматизированного комплекса «Микрон». Комплекс предназначен для экспериментального определения погрешности измерения перемещения отражающей поверхности, а также для проведения первичной и периодических поверок микроволновых радиоинтерферометров. В состав комплекса «Микрон» входит средство измерений 3-го класса точности – инкрементный преобразователь линейных перемещений ЛИР-7А, измеряющий перемещения отражающей поверхности тестового объекта. Для комплекса «Микрон» предусмотрена поверка измерительной линии продольных перемещений, позволяющая поверять преобразовательЛИР-7Абез его демонтажа. В качестве исходного эталона при поверке можно использовать плоскопараллельные концевые меры длины или аналогичные эталоны. Выполнено сравнение измеренных значений перемещения, определённых при поверке и полученных альтернативным методом, обеспечивающим требуемую точность радиоинтерферометрических измерений.
Точное измерение внутренних размеров замкнутых полостей с проводящими стенками без доступа измерительных инструментов внутрь полостей актуально при измерениях параметров радиоматериалов, размеров металлических сосудов с ограниченным доступом к ним, при уточнении постоянной Больцмана, а также в газовой термометрии и других задачах. Приведены результаты измерения внутренних размеров полостей – объёмных резонаторов сверхвысоких частот – по спектру их резонансных частот. Уточнены различия собственных и резонансных частот в резонаторе с идеально проводящими стенками и в реальном резонаторе с импедансными стенками. Проанализированы виды функций, подходящих для описания резонансной амплитудно-частотной характеристики реальных резонаторов. Представлены результаты измерения внутреннего диаметра и длины (высоты) сверхвысокочастотных резонаторов из состава Государственного первичного эталона единиц комплексной диэлектрической проницаемости в диапазоне частот от 1 до 178,4 ГГц ГЭТ 110-2012.
ISSN 2949-5237 (Online)