Эталон

Эталон (французский étalon), образцовая мера, воспроизводящая единицу измерения с максимальной достижимой при данном уровне науки и   техники точностью. Развитие экономических связей и научных исследований потребовало создания единой системы мер, вполне однообразной как внутри отдельных стран, так и во всём мире; в противном случае измерения одних и тех же объектов, произведённые различными наблюдателями, нельзя было бы даже сопоставлять друг с другом. Кроме того, точность непосредственных измерений очень велика; так, например, точность измерения масс путём взвешивания доходит до миллионных долей миллиграмма. Производить измерения с такой точностью при отсутствии образцовых мер сравнения, эталона, было бы невозможно. К эталонам предъявляются требования предельной неизменяемости, воспроизводимости и приспособленности к точным сличениям. Этими требованиями определяется выбор материалов для изготовления эталонов.

Однако частое употребление эталонов неизбежно привело бы к их быстрому изнашиванию и сделало бы их непригодными для выполнения своей роли. Поэтому существует несколько видов эталонов: 1) первичные эталоны, 2) вторичные эталоны, воспроизведённые и поверенные с метрологической точностью по первичным, 3) третичные эталоны, которые поверяются с метрологической точностью с вторичными эталонами. Первичные эталоны используются в работе возможно реже.

Эталоны  изготовляются для независимых единиц измерения (т. н. первоначальные эталоны) и для производных от них величин. К первой категории относятся эталоны метра, килограмма, международного ампера, международного Ома, международной свечи и т. д. Эталоны площади и объёма не нужны потому, что эти единицы можно легко получить с помощью основной единицы длины; единица ускорения может быть получена с помощью единиц длины и времени и т. п.

Эталон  единицы длины, метр, был впервые изготовлен в 1799 г. согласно декрету французского Национального собрания от 26/III 1791 г. (см. XIX, приложение единицы измерения, 3). Он представлял собой платиновую линейку, расстояние между концами которой сперва считали равным одной сорокамиллионной части земного меридиана (Землю при этом рассматривали как шар). Для этой цели было произведено измерение дуги меридиана между Дюнкерком и Барселоной (ср. XVI, 376). Однако в дальнейшем выяснилось, что, во-первых, измерения были произведены недостаточно точно и, во-вторых, само предположение об относительной величине метра, — поскольку Земля не является шаром, а имеет особую   форму («геоида»), — также несостоятельно. Поэтому было решено условно считать эталон  метра первоначальной единицей длины.

Международным бюро мер и весов был изготовлен в 1889 г. новый эталон метра из сплава 90% платины и 10% иридия. Одновременно из этого же сплава были изготовлены копии эталонов, которые были разосланы по отдельным странам. Россия получила копии № 11 и N° 28. Эталон № 28 признан основной единицей длины для СССР, а N° 11 — эталоном-свидетелем, предназначенным для периодического контроля неизменности основного эталона.

Международный эталон массы — килограмм — представляет гирю цилиндрической формы, сделанную из указанного сплава платины с иридием. Копия N° 12, переданная в Россию, признана законом основной единицей массы для СССР, а копия N° 26 — эталоном-свидетелем.

Эталоном  времени служит группа нормальных часов, содержащихся в Институте метрологии в особых условиях — при постоянной температуре, давлении и в состоянии покоя.

Из других эталонов следует упомянуть групповые эталоны: эталон электродвижущей силы, в качестве которого применяется группа гальванических элементов Вестона, эталон электрического сопротивления в виде группы из шести трубок определённой длины и сечения, наполненных чистой ртутью и воспроизводящих международный Ом, эталон силы света. Необходимость групповых эталонов вызывается тем, что показания отдельных элементов группы различаются друг от друга, хотя и незначительно; беря среднее из показаний всех эталон группы, мы в максимальной степени исключаем возможные погрешности. Эталоном  температуры служат особые вещества (например, чистый лёд), переход которых из одного агрегатного состояния в другое совершается при определённой температуре.

Дальнейшее развитие науки и техники требует создания всё большего количества эталонов — частоты колебаний, силы звука, радиоактивного распада и др. Хранение эталонов и создание новых эталоны в СССР сосредоточено во Всесоюзном научно-исследовательском институте метрологии (ВНИИМ), до 1931 г. называвшемся Главной палатой мер и весов; Палата была организована Д. И. Менделеевым. Международные эталоны хранятся в Международном бюро мер и весов (организованном в 1876 г.), которое находится в Севре (Франция).

Литература: Маликов М. Ф., «Образцовые меры и образцовые измерительные приборы, 3 изд., Л.—М., 1935; Guillaume Ch. Е., «Unités et Etalons», Р., 1893; его же, «La Créution du Bureau international des poids et mesures et son oeuvre», Р., 1927.

Р. Ш.