Подписанное в 1999 году в Париже Соглашение о взаимном признании национальных эталонов, сертификатов калибровки и измерений, выдаваемых национальными метрологическими институтами (НМИ), устанавливает, что основой для подтверждения данных о калибровочных и измерительных возможностях НМИ являются результаты сличений национальных эталонов. Так как в традиционных ключевых сличениях, организуемых Международным комитетом мер и весов (МКМВ), может принять участие ограниченное количество НМИ, в последние годы широкое распространение, в том числе и в рамках КООМЕТ, получили региональные ключевые и дополнительные сличения национальных эталонов.
Целью региональных ключевых сличений является распространение эквивалентности на национальные эталоны стран, не участвующих в ключевых сличениях МКМВ. При этом принципиальное значение имеют так называемые «связующие НМИ», т. е. институты, принимавшие участие в сличениях МКМВ и через которые осуществляется определение степеней эквивалентности эталонов других участников региональных ключевых сличений. Чаще всего основная цель дополнительных сличений — подтверждение качества хранения и
воспроизведения единицы измерений, полученной при калибровке на эталоне другой страны, участвующем в ключевых сличениях.
В публикуемой ниже статье рассмотрены результаты дополнительного сличения КООМЕТ между НМИ Беларуси и Украины, причем один из сличаемых эталонов— национальный эталон единицы силы света и освещенности Республики Беларусь — получает размер единицы в российском ВНИИОФИ. Первая публикация в журнале «Измерительная техника»» о подобных сличениях КООМЕТ представляет интерес для российских НМИ, которые часто выполняют в них функции «связующих НМИ»», а также для НМИ стран СНГ — членов КООМЕТ, пока не имеющих достаточного опыта международных сличений своих национальных эталонов. Эта статья будет небезынтересной для ЦСМРоссии, в практике проверки рабочих эталонов которых все шире используются сличения, организуемые конкретными НМИ по типу дополнительных региональных сличений.
В. И. БЕЛОЦЕРКОВСКИЙ, вице-президент КООМЕТ
МЕЖДУНАРОДНОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО
535.24
Результаты двухсторонних сличений национальных эталонов единицы силы света и освещенности Республики Беларусь и Украины
А. Д. КУПКО* (Украина), С. В. НИКОНЕНКО**, О. Б. ТАРАСОВА***
(Республика Беларусь)
* Национальный научный центр «Институт метрологии» e-mail: kupkoad@metrology.kharkov.ua
** Институт физики им. Б. И. Степанова Национальной академии наук Беларуси,
e-mail: s.nikonenko@dragon.bas-net.by
*** Белорусский государственный институт метрологии, e-mail: optic@belgim.belpak.minsk.by
В рамках сотрудничества государственных метрологических учреждений КООМЕТ были проведены двухсторонние сличения национальных эталонов единицы силы света и освещенности Республики Беларусь и Украины. Результаты показали удовлетворительное согласование единицы освещенности. Представлены основные характеристики национальных эталонов и особенности их функционирования.
Ключевые слова: двухсторонние сличения, единица освещенности, национальный эталон.
In framework of collaboration of State metrological institutions of COOMET, bilateral comparisons of national measurement standards of luminous intensity unit and illumination unit of Belarus Republic and Ukraine were carried out. Their results were shown satisfactory agreement of illumination unit. Main characteristics of national standards and measurement their features operation are presented.
Key words: bilateral comparison, illumination unit, national standard.
Эталонная база является основой системы обеспечения единства измерений и научно-технического развития стран, поэтому после 1991 г. в Республике Беларусь и Украине было
начато создание национальных эталонных комплексов на основе системы эталонов и стандартных образцов.
В области фотометрии при разработке эталонов руководствуются новым определением канделы — одной из основ-
ных единиц СИ, принятым на 16-й Генеральной конференции по мерам и весам в 1979 г. В современном варианте «кандела есть сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частоты 540 ■ 1012 Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср» [1]. Применение данного определения в сочетании с функцией относительной спектральной световой эффективности V(X) позволило национальным лабораториям быть свободными в выборе метода воспроизведения основной световой единицы. Особенно важно то, что использование модели черного тела перестало быть обязательным, и это привело к появлению разнообразных методов воспроизведения единицы силы света.
За последнее десятилетие все большую популярность завоевывает детекторный подход при хранении единицы силы света и передаче ее размера. Он основан на том, что, с одной стороны, совершенствование светоизмерительных ламп ведущих фирм Osram (Германия), Polaron (США), Toshiba (Япония), ПО «Лисма» (Россия) дошло до состояния «насыщения» в плане возможностей улучшения своих метрологических характеристик, о чем свидетельствуют и результаты последних ключевых сличений в области фотометрии [2]. С другой стороны, благодаря интенсивному развитию современных технологий производства полупроводниковых детекторов, особенно на основе кремния, были созданы приемники излучения, которые по многим метрологическим параметрам имеют лучшие характеристики, чем лампы. Детекторный подход можно проиллюстрировать на следующем примере. Если разместить источник некогерентного излучения на расстоянии L от фотометра, который имеет фильтр, корригированный под функцию V(k) и входную апертуру площадью А, то силу света источника IV можно определить по измеренному значению фототока фотометра i:
Iv - Km
L2 F As (555)
I,
где Km = 683 лм ■ Вт
-1
максимальная спектральная свето-
вая эффективность; F — коэффициент актиничности (корректирующий коэффициент, учитывающий неидеальность согласования между функцией относительной спектральной чувствительности фотометра s(Х) и функцией ЦХ) измеряемого источника излучения); s(555) — абсолютная чувствительность фотометра на длине волны 555 нм, А/Вт.
Впервые решение о проведении сличений эталонов единиц световых величин с помощью термостатированных фотометрических головок, корригированных под функцию ЦХ), было принято в 1994 г. на 13-м заседании Консультативного комитета по фотометрии и радиометрии Международного комитета мер и весов (МКМВ). Проведенные в 1996—1999 гг. ключевые сличения МКМВ показали, что сходимость результатов на фотометрах для некоторых национальных метрологических институтов выше, чем на светоизмерительных лампах, или одного порядка с ними [2].
Так как международные сличения — единственный гарантированный способ подтверждения правильности результатов воспроизведения единиц световых величин, в 2003 г. по предложению Белорусского государственного института метрологии (БелГИМ) были проведены двухсторонние сличения национальных эталонов единицы силы света Респуб-
лики Беларусь и Украины по освещенности Ev. Сличения проходили в рамках Евро-Азиатского сотрудничества государственных метрологических учреждений (КООМЕТ) по теме 291/ BY/ 03 «Проведение сличений национальных эталонов единиц силы света и освещенности». Программа сличений, разработанная и утвержденная участниками, предусматривала проведение экспериментальных исследований эталонов при помощи фотометров БелГИМ и Национального научного центра «Институт метрологии» (ННЦ «Институт метрологии»). Для украинской стороны это первое международное сличение. БелГИМ проводил сличения национальных эталонов единицы силы света по силе света и коэффициентам преобразования фотометров с GUM (Польша) в начале 2003 г.
Национальный эталон единицы силы света и освещенности Республики Беларусь. Эталон единицы силы света и освещенности был создан в рамках выполнения Государственной научно-технической программы «Стандарты» Институтом физики Национальной академии наук (НАН) Беларуси совместно с БелГИМ и унитарным предприятием «Аксикон» (НАН Беларуси) в 1997—2000 гг. и после прохождения опытной эксплуатации в начале 2002 г. утвержден в статусе национального.
Первоначально ставилась задача разработки эталона на уровне рабочего в соответствии с требованиями ГОСТ 8.023—90, что позволило бы обеспечить поверку образцовых средств измерений (в соответствии с ГОСТ 8.023—2003 для рабочих эталонов) с суммарной погрешностью 1,2—1,5 %. Однако для установления метрологических характеристик светоизмерительных ламп важно знать точное значение их цветовой температуры (7"ср) в соответствии с ГОСТ 10771—82. Поэтому функциональные возможности эталона были расширены, чтобы обеспечить определение значения 7ср.
ср
Отметим, что в данном случае речь идет о коррелированной цветовой температуре [3]. Из существующих трех различных способов определения Тср [4, 5], согласно кото-
ср
рым излучение реального и черного тел сравнивают по спектральному распределению энергии, цветовому восприятию и отношению спектральной плотности энергетической яркости (спектральных яркостей) излучения в двух спектральных участках, был выбран последний. Определение значения 7ср в эталоне основано на группе светоизмерительных ламп СИС 40—100, аттестованных в диапазоне ((2360—2856) ± 15) К, и компараторе 7ср. Компаратор состоит из фотометра и двух стеклянных фильтров: синего и красного. Таким образом, состав эталона по сравнению с регламентированным ГОСТ 8.023—90 был расширен, и в дальнейшем исключалась необходимость использования отдельного эталона единицы 7ср.
ср
Состав созданного национального эталона единицы силы света и освещенности Республики Беларусь:
три комплекса, каждый из которых состоит из пяти светоизмерительных ламп типа СИС (переменных по своему составу групп) с номинальными значениями силы света (35 ± 4) кд при 7 = (2360 ± 15) К, (100 ± 10) кд при 7 = = (2856 ± 15) К и (5500 ± 50) кд при 7ср = (2800 ± 15) К;
три прецизионных фотометра для измерения освещенности в диапазоне (10—1500) лк;
три светоизмерительные лампы СИС 40-100, аттестованные в диапа
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.