Standard (metrologi) - Standard (metrology)

Den internasjonale prototypen på kilogrammet (IPK) er en artefakt eller prototype som ble definert til å ha en masse på nøyaktig ett kilo.

I metrologi (vitenskapen om måling ) er en standard (eller etalon ) et objekt , system eller eksperiment som har et definert forhold til en måleenhet for en fysisk mengde . Standarder er den grunnleggende referansen for et system med vekter og mål , som alle andre måleenheter sammenlignes med. Historiske standarder for lengde , volum og masse ble definert av mange forskjellige myndigheter, noe som resulterte i forvirring og unøyaktighet av målinger. Moderne målinger er definert i forhold til internasjonalt standardiserte referanseobjekter, som brukes under nøye kontrollerte laboratorieforhold for å definere enheter for lengde, masse, elektrisk potensial og andre fysiske størrelser.

Hierarki av standarder

Standard enheter for lengde ville være innebygd i hjørnesteinene i kirker eller viktige offentlige bygninger, slik at alle mennesker som handler i et område kan bli enige om enhetene.

Det er et hierarki på tre nivåer av fysiske målestandarder. På toppen av treet er hovedstandardene - disse er kjent som primære standarder . Primære standarder er laget til den høyeste metrologiske kvaliteten og er den definitive definisjonen eller realiseringen av deres måleenhet. Historisk sett var måleenheter generelt definert med henvisning til unike artefakter som var det juridiske grunnlaget for måleenheter. En vedvarende trend innen metrologi er å eliminere så mange som mulig av artefaktstandardene og i stedet definere praktiske måleenheter når det gjelder grunnleggende fysiske konstanter , som demonstrert ved standardisert teknikk. En fordel med eliminering av artefaktstandarder er at det ikke lenger er nødvendig med sammenligning av artefakter. En annen fordel ville være at tap eller skade på artefaktstandardene ikke ville forstyrre tiltakssystemet.

Den neste kvalitetsstandarden i hierarkiet er kjent som en sekundær standard . Sekundære standarder er kalibrert med referanse til en primær standard.

Det tredje nivået av standard, en standard som periodisk kalibreres mot en sekundær standard, er kjent som en arbeidsstandard . Arbeidsstandarder brukes for kalibrering av kommersielt og industrielt måleutstyr.

Primære standarder

Hovedartikkel: Primær standard
Et sett måleblokker brukes som en arbeidsstandard for å kontrollere kalibrering av måleverktøy som mikrometer .

Et eksempel på en primær standard var den internasjonale prototypen på kilogrammet (IPK) som var masterkilogrammet og hovedmassestandarden for International System of Units (SI). IPK er en kilo masse av en platina-iridiumlegering vedlikeholdt av International Bureau of Weights and Measures (BIPM) i Sèvres, Frankrike.

Et annet eksempel er enheten for elektrisk potensial, volt . Tidligere ble det definert i form av standard celleelektrokjemiske batterier, noe som begrenset definisjonens stabilitet og presisjon. For øyeblikket er volt definert i form av utgang fra et Josephson -kryss , som har et direkte forhold til grunnleggende fysiske konstanter.

Derimot er referansestandarden for måleren ikke lenger definert av et fysisk objekt (som den tidligere internasjonale prototypen av måleren (IPM) eller opprinnelig mètre des Archives ). I 1983 ble standardmåleren omdefinert ettersom avstanden lyset beveger seg i et vakuum under 1/299 792 458 sekunder.

Sekundære referansestandarder

Sekundære referansestandarder er svært nær tilnærminger til primære referansestandarder. For eksempel vil store nasjonale målelaboratorier som USAs National Institute of Standards and Technology (NIST) holde flere "nasjonale standard" kilo, som periodisk blir kalibrert mot IPK og hverandre.

Arbeidsstandarder

En maskinverksted vil ha fysiske arbeidsstandardene ( sporblokker for eksempel) som anvendes for å kontrollere dets måleinstrumenter. Arbeidsstandarder og sertifiserte referansematerialer som brukes i handel og industri har et sporbart forhold til sekundære og primære standarder.

Arbeidsstandarder forventes å forverres, og anses ikke lenger å kunne spores til en nasjonal standard etter en tidsperiode eller brukstiden utløper.

Laboratoriestandarder

Nasjonale organisasjoner gir kalibrering og private industrilaboratorier varer, prosesser og/eller sertifisering slik at de kan gi sertifisert sporbarhet til nasjonale standarder. (I USA driver NIST NVLAP -programmet.) Disse laboratoriestandardene oppbevares under kontrollerte forhold for å opprettholde presisjonen, og brukes som referanse for kalibrering og opprettelse av arbeidsstandarder. Noen ganger kalles de (feil) "sekundære standarder" på grunn av deres høye kvalitet og referansetilpasning.

Se også

Referanser