РЕПОРТАЖ: Хранители эталонов

Ежегодно 20 мая свой праздник отмечают метрологи - ученые и инженеры, которые проверяют точность измерительных приборов. Эта профессия не так широко известна, но не менее важна. Без определения величин до сотой доли секунды, десятой градуса, микрограмма не обходятся ни промышленность, ни медицина. От правильных измерений времени, расстояния, массы зависит множество вещей - от спутниковой навигации до постановки диагноза о состоянии здоровья. Точность расчетов обеспечивает сложный комплекс устройств - национальные эталоны, большинство из которых хранятся в Белорусском государственном институте метрологии. Корреспонденты БЕЛТА узнали, кто их разрабатывает и как выглядят идеальные величины.

"В этом году у белорусской метрологии сразу два юбилея: 95 лет метрологической службе и 20 лет БелГИМ - национальному метрологическому институту, - рассказывает председатель Государственного комитета по стандартизации Валентин Татарицкий перед нашим знакомством с уникальной научно-технической базой республики. - Любая экономически развитая страна должна иметь структуру, которая обеспечит передачу единиц величин рабочим средствам измерений, сможет подтвердить их соответствие общепринятым мировым стандартам".

Первоначально штат отечественной метрологической службы, которая тогда называлась Белорусской палатой мер и весов, включал семь человек. Их обязанности ограничивались поверкой простейших гирь, мер длины и объема. С годами система значительно расширилась: были созданы Госстандарт, БелГИМ, возглавивший метрологическую науку. Постоянно осваиваются новые виды метрологического контроля, расширяется сфера их применения.

"Мы подтверждаем прослеживаемость измерений, то есть создаем основу для их признания в мире. Новые технологии в метрологии способствуют развитию приборостроения, переходу к "Индустрии 4.0", поскольку значительно возрастает количество измерительной информации, обрабатываемой в автоматическом режиме", - отметил директор БелГИМ Валерий Гуревич.

Нам предлагают ознакомиться с работой метрологов на практике. Материально-техническая база института включает 22 эталонные установки высшей точности и тысячи единиц испытательного оборудования. В стране создано 56 государственных эталонов (из них 51 в институте), которые по праву считаются национальным достоянием. Они воспроизводят единицы величин, востребованные в различных отраслях промышленности.

Например, в лаборатории, где хранится национальный эталон единицы плоского угла-градуса, с помощью идеальных образцов проводится поверка многогранных призм и угловых мер. Такие услуги востребованы в машиностроении, при производстве холодильников и других товаров народного потребления. Если метрологи ошибутся даже чуть-чуть, результатом станет производственный брак.

"Это только на первый взгляд точные измерения не нужны в повседневной жизни. На самом деле от них зависит каждый, кто пользуется автобусом, троллейбусом, бытовой техникой, ездит на легковом автомобиле, ведь речь идет о качестве и безопасности. Для производителей соответствие эталону важно еще потому, что без подтверждения точности используемых в производстве измерительных приборов невозможно продать продукцию. Если бы не наши лаборатории, предприятия вынуждены были бы проводить такие процедуры за рубежом", - рассказывает начальник научно-исследовательского отдела измерений геометрических величин института Алина Горошкова.

Чтобы метрологические возможности страны соответствовали современным требованиям, ученые проводят большую работу по модернизации действующих и созданию новых эталонов. Научные исследования от постановки задачи до утверждения стандартов занимают до трех лет. Например, эталон единицы плоского угла-градуса модернизирован в начале 2018 года. Его измерения стали вдвое точнее: погрешность не превышает одной сотой, а разрешающая способность достигает одной тысячной секунды. "Наш эталон ничем не отличается по характеристикам от национальных эталонов Германии и Англии", - добавила Алина Горошкова.

Из 56 действующих в республике эталонов первым разработан эталон времени - секунды, частоты - герца и шкалы времени. С его помощью каждая страна участвует в формировании всемирного скоординированного времени, которое рассчитывается Международным бюро мер и весов. Система базируется на специализированных приемниках, которые принимают сигналы всех навигационных станций.

В помещении, где установлено оборудование, круглосуточно поддерживаются заданные показатели температуры и влажности. Лаборатория оборудована системами пожаротушения и видеонаблюдения. Информация с приборов выводится на мониторы. "Здесь воспроизводится секунда - единственная величина, значение которой передают на расстояние в режиме реального времени", - поясняет ведущий научный инженер, ученый-хранитель национального эталона Елена Такун.

Если время нельзя потрогать и увидеть, то единица массы вполне ощутимая величина. Например, национальный эталон представляют гири весом от 1 мг до 1 кг, которые хранятся в стерильных условиях. Перед каждой поверкой образцы очищаются с помощью спирта.

К слову, в системе международных единиц до 20 мая этого года килограмм оставался единственной мерой, эталоном которой служил физический объект - цилиндр из платиново-иридиевого сплава, который хранится в Международном бюро мер и весов в городе Севр недалеко от Парижа. За сто лет артефакт потерял атомы и "похудел" на 50 микрограммов (примерно одну миллиардную килограмма). В прошлом году мировое научное сообщество решило отказаться от него в пользу универсальной формулы, основанной на принципах квантовой физики. Подобная революция в 1983 году случилась с метром. Раньше это был металлический предмет соответствующей длины, а теперь метр равен расстоянию, которое свет проходит в вакууме за определенное время.

"Гиря со временем теряет свою массу. И чтобы уйти от артефакта к другому эталону, с 20 мая мы переходим к переопределению системы единиц. Значение единицы массы будет производиться на основе фундаментальных констант. Но это не значит, что мы отказываемся от гири. Просто она перестанет быть эталоном", - поясняет заместитель начальника отдела измерений механических величин Евгений Обозный.

Килограммовый эталон массы заменит почти идеальная сфера из кремния очень высокой чистоты и стабильности. В БелГИМ ее планируется использовать при создании эталона плотности жидкости.

Создание эталонов и поверка разного рода приборов - всего лишь часть работы, которую на протяжении многих лет выполняют сотрудники института. Также в лабораториях подтверждают безопасность продукции и услуг. Например, в безэховой камере (таких помещений в Беларуси всего два) проводятся испытания бытовой техники, измерительных приборов, антенн, детских игрушек на электромагнитную совместимость. Камера оборудована СВЧ-поглощающими клиньями, что исключает внешние помехи.

Девиз нынешнего Всемирного дня метрологии - "Международная система единиц. Фундаментально лучше" - отражает прогрессивное реформирование системы для будущих инноваций.

Надежда МАТВЕЕВА,

Фото Оксаны МАНЧУК,

БЕЛТА.-0-