1.1.4. Позасистемні одиниці

Не зважаючи на переваги використання певної системи одиниць і у наш час досить поширено використання позасистемних одиниць. Позасистемними називають ті одиниці фізичних величин, що не входять до застосованої системи одиниць ні як основні, ні як твірні. Пояснюється це зручністю їх використання чи історичними традиціями.

Наприклад: тонна (10³ кг), центнер (100 кг), гектар (10⁴ м ²), літр (10^-3 м³), міліметр ртутного стовпа (133,322 Па), міліметр водяного стовпа (9,80665 Па), пуд, миля, фут, галон, барель і т.д.

Співвідношення між одиницями, що застосовувалися в Росії до 1917 р., і метричними одиницями:

1 аршин = 16 вершкам = 28 дюймам = 0,71120 м;

1 дюйм = 25,4 мм;

1 сажень = 3 аршинам = 7 футам = 2,1336 м;

1 фут = 12 дюймам = 304,8 мм;

1 верста = 500 саженям = 1, 0668 км;

1 десятина = 2400 кв. саженям = 10925м² (1,0925 га);

1 четверть = 8 четверикам = 209,9 дм (209,9);

1 пуд = 40 фунтам = 16,38 кг;

1 фунт = 96 золотникам = 409,5 г;

1 золотник = 96 часткам = 4,266 г.

1.1.5. Еталони фізичних величин

Значну роль в забезпечені єдності вимірювань поряд із застосуванням єдиної системи одиниць має сталість величин цих одиниць. Ця вимога матеріально забезпечується двома способами: за прототипами у вигляді узаконених зразків та через вимірювання природних величин. В першому випадку це деяке тіло (гиря, лінійка тощо), в другому випадку еталонна одиниця визначається певною процедурою вимірювання. Наприклад: довжину метра можна зв’язати з довжиною хвилі певної спектральної лінії. Через те, що визначення основної одиниці шляхом вимірювання природних величин потребує використання складної апаратури, значного часу і дуже кваліфікованих експериментаторів, для практичних вимірювань, як правило, використовуються матеріалізовані еталони. При цьому еталони не обов’язково повинні бути мірою самої основної величини, вони можуть визначати значення інших величин, за якими можливо обчислення основної величини. Наприклад: для визначення основної одиниці сили струму як еталони застосовуються стандартні гальванічні елементи і стандартні калібровані резистори, а вже сила струму визначається за законом Ома.

Еталон одиниці фізичної величини – це офіційно затверджений як еталон засіб вимірювання, який забезпечує відтворення та зберігання одиниці фізичної величини та передавання її розміру відповідним засобам, що стоять нижче за повірочною схемою.

Всі основні одиниці фізичних величин відтворюються з найвищою точністю за допомогою міжнародних еталонів відповідних одиниць, що зберігаються у Міжнародному бюро мір та ваги у м. Севр поблизу Парижа. Діяльність цієї міжнародної установи пов’язана, зокрема, з систематичними зіставленнями національних еталонів з міжнародними еталонами та між собою. Наприклад, еталони метра та кілограма звіряються раз на 25 років, електричні та світлові еталони (А, В, Ом, Кд та інші) – раз на 3 роки.

Міжнародні та національні еталони поділяються на первинні та вторинні.

Первинний еталон – це еталон, за допомогою якого відтворюється одиниця фізичної величини з найвищою точністю у світі й державі. За точністю відтворення одиниці він є найточнішим.

Для відтворення одиниць в особливих умовах, у яких пряма передача розміру одиниці від еталонів технічно неможлива із заданою точністю (високий тиск, температура, частота і т.інш.), розробляються та затверджуються спеціальні еталони.

Первинні та спеціальні еталони офіційно затверджуються для держави як первинні і називаються державними еталонами, на кожен з яких ухвалюється державний стандарт. Вони зберігаються у метрологічних інститутах або спеціальних метрологічних центрах держави.

Вторинні еталони – це еталони, значення яких встановлюється за найточнішими первинними еталонами. За своїм призначенням вони поділяються на:

- еталони-копії,

- еталони передавання,

- еталони-свідки,

- робочі еталони.

Еталон-копія – це вторинний еталон, призначений для зберігання одиниці та передачі її розміру робочим еталонам. Він не завжди може бути фізичною копією державного еталону.

Еталон-передавання – це вторинний еталон, який призначений для звіряння еталонів, котрі з тих чи інших причин не можуть безпосередньо звірятися один з одним. Наприклад – група нормальних елементів, яка використовується для звіряння державного еталона вольта з еталоном вольта Міжнародного бюро мір та ваги.

Еталон-свідок – це вторинний еталон, призначений для повірки збереження державного еталона та для заміни його у разі псування або втрати. Еталон-свідок має найвищу серед вторинних еталонів точність та використовується лише тоді, коли державний еталон не можна відтворити.

Робочий еталон – це вторинний еталон, призначений для збереження одиниці й передачі її розміру зразковим засобам вимірювальної техніки, а в окремих випадках – робочим засобом вимірювальної техніки найвищої точності.

Державні еталони завжди представляють комплекс засобів вимірювань та допоміжних пристроїв, які забезпечують відтворення одиниці фізичної величини, а в необхідних випадках її збереження та передачу розміру одиниці вторинним еталонам.

Вторинні еталони можуть подаватися у вигляді комплексу засобів вимірювань, поодиноких і групових еталонів та еталонних приладів.

Поодинокий еталон складається з одного вимірювального засобу (міри, приладу), який забезпечує відтворення та збереження одиниці самостійно, без участі інших засобів вимірювання того самого типу. Наприклад, вторинний еталон маси – кілограм у вигляді платино-іридієвої та сталевої гирі.

Груповий еталон складається із сукупності однотипних засобів вимірювань, що використовується як одне ціле для підвищення надійності збереження одиниці. Наприклад, еталон-копія вольта у вигляді 20 нормальних елементів.

Вторинні еталони (робочі) використовуються у метрологічних інститутах, метрологічних територіальних органах Держспожив-стандарту України, а з дозволу цієї установи допускається їх зберігання та використання в органах відомчої метрологічної служби.