Международные стандарты веса и меры: какие существуют, ключевые компоненты
Конвенция предусматривает проведение Генеральной конференции каждые 4-5 лет для рассмотрения необходимых улучшений или изменений в стандартах. Международный комитет мер и весов состоит из 18 ученых, избранных конференцией, собирается ежегодно для контроля всемирного единообразия единиц измерения. Штаб-квартира бюро в Севре, Франция, служит депозитарием первичных международных стандартов и лабораторией для сертификации и сравнения копий национальных стандартов.
Для чего нужны стандарты
Стандарт меры и веса — это набор согласованных единиц, которые используются для правильной последовательности и точности измерения длины, веса, объема и прочих величин. Он важен по ряду причин, включая:
- обеспечение справедливой торговли и коммерции;
- обеспечение качества и безопасности продукции;
- содействие научным исследованиям и технологическим инновациям.
Международное бюро (BIPM) является организацией, устанавливающей стандарты мер и весов, используемых большинством стран мира.
Ключевые компоненты меры и веса
Одним из ключевых компонентов стандарта веса и меры является система единиц, которая определяет основу для измерения разных величин – длину, массу, время. Международная система единиц (СИ) широко используется по всему миру. Она основана на таких измерительных единицах, как метр, килограмм, секунда – это базовые единицы, измеряющие длину, массу и время, соответственно.
Стандартизация процесса
Другим важным аспектом стандарта веса и меры является разработка и использование стандартизированных инструментов и приборов. Это линейки, весы и часы, предназначенные для обеспечения точных и последовательных измерений. Они регулярно калибруются, чтобы гарантировать их соответствие требуемым стандартам. Поскольку весы необходимо калибровать для сохранения точности, наличие стандарта мер и веса — это способ гарантировать точность весов. В некоторых нужна максимальная, способная ощущать мельчайшие изменения.
Общепринятые стандарты
Стремительное развитие науки и техники в XIX и XX веках способствовало развитию нескольких перекрывающихся систем единиц измерения, поскольку ученые импровизировали для удовлетворения практических потребностей своих дисциплин. Ранняя международная система, разработанная для исправления этой ситуации, называлась системой метр-килограмм-секунда (МКС).
В 1948 г. CGPM добавила три новые единицы (среди прочих):
- силы (ньютон), определяемую как сила, придающая массе в 1 килограмм ускорение на 1 м в сек. за единицу секунды;
- энергии (джоуль), определяемую как работа, которая совершается при смещении точки приложения ньютона на метр по направлению движения действующей силы;
- мощности (ватт), которая за единицу секунды создает энергию в 1 джоуль.
Все три единицы носят имена выдающихся ученых.
Международная система 1960 г. основана на МКС системе. У нее 7 основных единиц, из которых выводятся остальные. Они используются следующим образом:
- длина — измеряется в метрах, он определяется как расстояние, которое проходит свет в вакууме за 1/299 792 458 сек.;
- масса — измеряется в килограммах, который равен 1000 граммам, как определено международным прототипом килограмма платины-иридия. Он хранится в Международном бюро в Севре, Франция;
- время — измеряется секундами, продолжительность каждой равна 9 192 631 770 периодам излучения, связанных с определенным переходом атома цезия-133;
- электрический ток — ампер, представляющий ток, который создает силу 2 × 10−7 ньютона на один метр длины, если поддерживать его в двух проводах, находящихся в вакууме на расстоянии одного метра друг от друга;
- сила света — измеряется в канделах, которые определяются как интенсивность в направлении источника, излучающего частоту 540 × 1012 герц с интенсивностью излучения 1/683 ватта на стерадиан;
- количество вещества — моль, определяемый таким количеством элементарных единиц вещества, какое соответствует атомам, содержащимся в 0,012 кг углерода-12;
- термодинамическая температура — кельвин. Это та единица, для которой 273,16 К соответствует тройной точке воды. Здесь 1 градус по Цельсию соответствует тому же значению по Кельвину.
В 2019 г. CGPM переопределила ампер, килограмм, кельвин и моль в терминах физических констант. Для килограмма была выбрана постоянная Планка, которая равна 6,62607015 × 10−34 джоулям в сек. Один джоуль – это один килограмм, умноженный на квадратный метр в сек. возведенный в квадрат. Так как метр и секунда уже были определены, то килограмм теперь должен был определяться с помощью точного измерения постоянной Планка. Ампер был переопределен таким образом, что элементарный заряд равен 1,602176634 × 10−19 кулона. Кельвин был переопределен постоянной Больцмана, равной 1,380649 × 10−23 джоуля на кельвин, а моль был переопределен постоянной Авогадро, равной 6,02214076 × 1023 на моль.
Международная организация по стандартизации
Международная организация по стандартизации (ИСО) занимается стандартизацией во всех технических и нетехнических областях за исключением электротехники и электронной техники. Основана в Женеве в 1947 году, ее членами являются более 160 стран. Каждый член является национальным органом, «наиболее представительным в стандартизации в своей стране»; в западных промышленных странах это обычно частная организация, такая как Американский национальный (ANSI) и Британский институт стандартов (BSI), но в большинстве других стран это правительственная организация.
Стандартизация затрагивает:
- единицы измерения;
- алфавитный порядок и транслитерацию;
- спецификации для деталей, материалов, поверхностей, процессов, инструментов, методов испытаний и машин;
- форму, в которой представлены спецификации.
Стандарты ISO охватывают различные секторы – от безопасности пищевых продуктов до производства и технологий. Такие стандарты помогают облегчить международную торговлю, устанавливая качество и другие критерии между странами и защищая потребителей, гарантируя, что продукты и услуги сертифицированы в соответствии с международными минимумами. Кроме того, стандарты ISO позволяют фирмам выходить на новые рынки, как местные, так и международные, облегчая прямое сравнение продуктов на разных рынках. По запросу ISO создает международные технические комитеты для исследования и решения конкретных вопросов стандартизации. Из-за технологической эволюции стандарты оптимально пересматриваются для возможного пересмотра каждые пять лет. Это нужно для соответствия передовым технологиям, которые улучшают все сферы человеческой деятельности и совершенствуют, автоматизируют и улучшают существующие системы.
Заключение
Стандарты меры и веса – важнейшие компоненты для современного общества, поскольку обеспечивают последовательность и точность измерения физических величин. Они нужны, чтобы обеспечить справедливую торговлю и коммерцию, безопасность и надлежащее качество продукции! Общепринятые стандарты позволяют избегать любых споров и несогласованностей, как принятые законы на государственном уровне, регулирующие правовые отношения физических и юридических лиц.