SI-2019 и перспективы повышения точности электрических измерений

Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Ukrainian Metrological Journal; No. 2 (2021); 35-39
Украинский метрологический журнал / Ukrainian Metrological Journal; № 2 (2021); 35-39
Український метрологічний журнал / Ukrainian Metrological Journal; № 2 (2021); 35-39
ISSN: 2306-7039
2522-1345
Popis: Increasing requirements for the accuracy of measurements have led to the need to revise the existing International System of Units (SI). The important element of the SI-2019 reform is “the establishment of the SI base units through seven defining constants, the numerical values of which are fixed”. The approach to the establishment of the measurement units has fundamentally changed. If earlier a definition was given of how the unit is realized, now only the exact numerical values of the fundamental constants are fixed, and their values are expressed in the corresponding SI units. Measurement units are determined on the basis of known physical laws, which include certain fundamental constants. The article analyzes the changes in SI-2019 related to electrical measurements, and also discusses the prospects for the development of accurate electrical measurements.
Возрастающие требования к точности измерений привели к необходимости пересмотра существующей Международной системы единиц (SI). Важным элементом реформы SI-2019 является “установление основных единиц SI посредством семи определяющих констант, числовые значения которых являются фиксированными”. Коренным образом изменился подход к установлению единиц величин. Если раньше было дано определение того, как реализована единица измерения, то теперь фиксируются только точные числовые значения фундаментальных констант, а их значения выражаются в соответствующих единицах SI. Единицы величин определяются на основе известных физических законов, которые включают в себя определенные фундаментальные константы. В статье анализируются изменения в SI-2019, связанные с электрическими измерениями, а также обсуждаются перспективы развития точных электрических измерений.
Зростання вимог до точності та достовірності вимірювань призвело до необхідності переглянути існуючу Міжнародну систему одиниць (SI). Важливим елементом реформи SI-2019 є “встановлення основних одиниць SI через сім визначальних констант, числові значення яких фіксовані”. Підхід до встановлення одиниць величин докорінно змінився. У SI-2019 одиниці визначаються в неявному вигляді шляхом фіксації точних числових значень основних констант. Одиниці величин реалізуються на основі фізичних законів, які включають до себе ці основні константи. У галузі електричних вимірювань значного збільшення точності відтворення електричної напруги та електричного опору вдалося досягнути після відкриття у ХХ сторіччі квантових ефектів Джозефсона та Холла, але при цьому відбувся розрив між методиками реалізації електричних одиниць і теоретичним визначенням основної електричної одиниці SI – ампера через механічні величини. Наразі в новій системі SI-2019 цей розрив ліквідовано – всі електричні одиниці визначаються через фундаментальні сталі. Показано, що реалізація ампера в принципі можлива із застосуванням квантового ефекту одноелектронного тунелювання, але поки не набула широкого впровадження через малі значення відтворюваного електричного струму. У статті аналізуються зміни в SI-2019, пов’язані з електричними вимірюваннями, а також обговорюються перспективи розвитку точних електричних вимірювань. Значні зусилля в науковій сфері докладаються для доказів сумісності одиниць вольта, ома та ампера, які реалізуються квантовими еталонами, шляхом перевірки замикання так званого метрологічного трикутника. Науковий та технологічний прогрес у реалізації квантових ефектів дозволяє розповсюдити переваги квантових еталонів на сферу вимірювань на змінному струмі. Також спостерігається значний прогрес у підвищенні робочих температур вище 10–70К при реалізації квантових ефектів завдяки застосуванню нових матеріалів, таких як графен тощо.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: