Описаны основные недостатки и запланированные изменения (пересмотр) существующей Международной системы единиц СИ. Рассмотрены последствия пересмотра для воспроизведения и распространения единиц величин в различных областях метрологии.

Представлена история измерения времени и создания часов. Описаны основные характеристики часов. Изложены идеи и основные принципы ядерных часов.

Представлен проект ядерных часов на основе изомера тория-229m (^229mТh). Предложены и описаны потенциально перспективные методы исследований и проведения экспериментов по поиску радиационного распада и обнаружения^229mТh, а также непрямые эксперименты по определению энергии изомера. Рассмотрены перспективы стандарта частоты на основе^229mТh. Предложены другие элементы, на основе которых могут быть созданы ядерные часы.

Описаны возможности и современные тенденции развития базы первичных эталонов ВНИИМ им. Д. И. Менделеева в областях измерений геометрических, механических и связанных с ними величин.

Исследованы функциональные возможности Государственного первичного эталона единиц магнитной индукции, магнитного потока, магнитного момента и градиента магнитной индукции ГЭТ 12-2011 с целью расширения диапазонов измерений при передаче единицы магнитной индукции в область сильных и слабых магнитных полей, а также при передаче единицы магнитного потока средствам измерений параметров магнитомягких материалов.

Рассмотрены состояние и перспективы дальнейшего совершенствования Государственного первичного эталона единицы температуры в диапазоне от 0 до 3000 °С ГЭТ 34-2007. Основными задачами, которые необходимо решить в процессе совершенствования ГЭТ 34-2007, являются обеспечение способности воспроизводить кельвин в соответствии с его новым определением (планируемым вступить в силу в 2019 г.) в диапазоне выше 961,78 С°, повышение точности воспроизведения кельвина в 1,5-2 раза, расширение диапазона воспроизведения единицы температуры до 3200 С°. Показаны пути совершенствования ГЭТ 34-2007 для реализации Международной температурной шкалы 1990 г. (МТШ-90) в диапазоне 273,15-1235 К.

Обоснована необходимость совершенствования Государственного первичного специального эталона единицы массовой концентрации частиц в аэродисперсных средах ГЭТ 164-2003. Рассмотрен состав эталона, описаны методы воспроизведения и передачи единицы, приведены его основные метрологические характеристики. Представлен усовершенствованный эталон ГЭТ 164-2016. Выполнен сравнительный анализ характеристик эталонов.

Рассмотрены принципы построения многозначной меры напряжения Н4-21, основанной на прецизионных свойствах стабилитронов и квантовых свойствах джозефсоновских контактов из высокотемпературных сверхпроводников, которые работают при температуре 77 К. Приведены метрологические характеристики новой меры напряжения. Показано, что относительная неопределённость выходных напряжений меры 1 и 10 В не превышает 5‧10^-8.

Проанализированы требования к методам измерений концентрации водорода в твёрдой пробе. Экспериментально установлены многократные расхождения результатов сличений современных стандартных образцов различных производителей и вероятный источник таких расхождений - метод нагрева и плавления пробы в потоке газа-носителя, применяемый при измерениях. Обоснован вывод о непригодности данного метода для создания системы метрологического обеспечения измерений концентраций водорода в конструкционных материалах, поскольку метрологические характеристики применяемых средств измерений не удовлетворяют требованиям безопасного функционирования объектов современной экономики.

Обосновано создание стандартных образцов изотопного состава углерода нового типа - газовых смесей¹²CO₂+¹³CO₂+N₂ в баллонах под давлением. Такие стандартные образцы требуются для измерений отношений изотопов¹³С/¹²С в газовых смесях CO₂. Рассмотрены процедуры приготовления и верификации стандартных образцов, выполнена проверка их стабильности. Разработанные стандартные образцы могут служить для калибровки (поверки) изотопных как инфракрасных анализаторов, так и масс-спектрометров.

Представлена новая технология PRISM обработки сигналов, которая основана на применении полностью рекурсивного фильтра с конечной импульсной характеристикой и двумя выходными сигналами. Показано, что данную технологию можно использовать для автономного обнаружения, отслеживания и компенсации нежелательного компонента погрешности датчиков с частотным выходом в процессе их эксплуатации, т. е. для самоконтроля и самокоррекции датчиков.

Проведён сравнительный анализ подходов и способов выражения точности технических и лабораторных измерений. Обсуждаются спорные вопросы суммирования систематических и случайных погрешностей и использования неопределённости в системе показателей точности измерений. Обоснована применимость неопределённости измерения при количественном выражении точности лабораторных измерений.