Эталонная база России

С середины 1970­х гг. в обиход метрологов вошло и укрепилось (почти как шаблон) выражение: «Эталонная база страны по своим метрологическим и техническим характеристикам не уступает, а во многих случаях и превосходит лучшие зарубежные аналоги». Не­смотря на некую напыщенность, эта фраза абсолютно достоверно соответствовала реальной ситуации.

К концу 1975 г. эталонная база насчитывала ровно 100 государственных эталонов. А если быть точным, то именно 31 декабря 1975 г. на заседании Коллегии Гос­стандарта СССР были утверждены 97, 98, 99 и 100­й государствен­ные эталоны в области антенных измерений («Разработать и утвер­дить 100 государственных эталонов» — таким был первый пункт плана Госстандарта СССР на IX пятилетку).

Создание официальной эталонной базы страны имело огром­ное значение. По сути оно явилось крупным научным прорывом, открывшим широкие возможности для коренного перелома во всех отраслях народного хозяйства, в повышении эффективности общественного производства, интенсификации экономики, укре­плении международного престижа, усилении обороноспособности страны.

Разумеется, исходные (т. е. наивысшие по точности) СИ (или меры) в нашей стране существовали и ранее. Так, еще 11 октября 1835 г. именным указом, данным Сенату, утверждена система Рос­сийских мер и весов, в которой за основные меры были приняты сажень, фунт, ведро, четверик и аптекарский фунт (7/8 российско­го фунта). Однако эта система практически не была взаимосвязана с системами других государств, и только в 1889 г. Россия стала об­ладателем международных, идентичных для 30 ведущих государств прототипов метра и килограмма. Этим прототипам в последующем был присвоен статус Государственных эталонов СССР.

В числе первых государственных эталонов были эталоны, возглавляющие наиболее широко распространенные в стране области измерений: длины, массы, силы, давления, темпе­ратуры, плоского угла, силы электрического тока, силы света и т.д. Все они в основном находились во Всесоюзном научно-­исследова­тельском институте метрологии им. Д. И. Менделеева, директором которого в то время был профессор В. О. Арутюнов.

К концу 1980­х гг. эталонную базу страны составляли 146 госу­дарственных эталонов, обеспечивавших хранение, воспроизведение и передачу размера единиц 70 физических величин. Не следует забывать о втором элементе эталонной базы — комплексе устано­вок высшей точности (УВТ), предназначенных для воспроизведения единиц величин в тех областях измерений, в которых создание государственных эталонов было определено технически и эконо­мически нецелесообразным, но было признано необходимым иметь исходную меру для страны.

К упомянутому выше сроку число таких установок составляло 66, и все они были созданы в метрологических институтах Госстандарта СССР. После раскола СССР ряд государственных эталонов и УВТ остал­ся за рубежом (в Украине, Грузии и Армении), а состав эталонной базы России сократился до 115 из 146 государственных эталонов и до 56 из 66 УВТ. Однако в кратчайшие сроки «прорехи» в эталонной базе были восполнены Госстандартом России, и сегодня практически ни одна из областей измерений не осталась без высшего измерительного звена.

Эталонная база России сегодня, как и ранее, является централь­ным элементом метрологического обеспечения экономики. Уровень эталонной баз в конечном итоге определяет уровень всех техни­ческих измерений, так как именно государственные эталоны и УВТ создают объективную основу для получения достоверной и точной измерительной информации (в том числе о количестве и качестве продукции, сырья, материалов, энергоресурсов), т. е. для решения главной практической задачи метрологии — обеспечения единства измерений.

Следует особо отметить, что у эталонной базы ярко выражен и чисто экономический аспект: по расчетам, основанным на реальных цифрах, экономическая эффективность от внедрения и функционирования эталонной базы составляет в среднем 10 : 1, т. е. 10 руб. эффекта на 1 руб. затрат. Необходимо сказать также, что фундаментальные физические исследования, тщательный и всесторонний анализ современных достижений науки, техники и технологии, выполняемые при создании эталонов, как правило, находят применение и в других научно­-исследовательских и опыт­но­-конструкторских разработках.

Эталонная база (сегодня ее составляют 122 государственных эталона и 80 УВТ) была создана с достаточным «запасом прочности», так как основывалась на концепции опережающего развития эта лонной базы страны. Но следует учитывать, что многие государственные эталоны эксплуатируются уже не один десяток лет. За это время повысился уровень технических измерений, освоены новые виды продукции и технологических процессов, повышены требо­вания к качеству продукции. Не следует забывать и о физическом износе эталонов.

Госстандартом России (ныне — Федеральной службы по техни­ческому регулированию и метрологии) и его главными научными метрологическими центрами подготовлена Программа развития эталонной базы России (далее — Программа), предусматривающая совершенствование существующих эталонов, создание новых эта­лонов и систем взаимосвязанных эталонов в области электрических, магнитных, температурных и теплофизических измерений, изме­рений массы, расхода, параметров оптических излучений и др., а также расширение областей применения эталонов для обеспечения единства измерений в экстремальных условиях, особых средах и т. д.

Одной из ведущих тенденций, заложенных в основы Программы, является традиционная тенденция постоянного повышения точности государственных эталонов. Устойчивость этой тенденции объясняется прежде всего тем, что именно на уровне предельной точности измерений физических величин, обеспечиваемой госу­дарственными эталонами, происходит наиболее эффективный про­гресс научных исследований в области естественных наук, который дает, в конечном счете, наиболее ощутимые сдвиги в технологии общественного производства.

Как правило, это требует «научного прорыва», т. е. создания принципиально новых методов, технологий и конструкций аппара­туры на основе использования современных достижений естествен­ных наук, научного приборостроения, техники и промышленности. Примерами могут служить государственный эталон вольта на осно­ве использования эффекта Джозефсона, государственный эталон ома на эффекте квантования холловского сопротивления, перспективный эталон килограмма с использованием постоянной Авога­дро.

Другой превалирующей тенденцией развития эталонной базы является переход от единичных эталонов и их совокупности к системе взаимосвязанных естественных эталонов на основе использования фундаментальных физических констант и стабиль­ных физических явлений. Так, в частности, объединение эталонов времени, частоты и длины на основе лазерной технологии позво­лило повысить точность измерений длины в 250 раз (с 5  10 9 до 2  10 11).

К числу эффективных направлений развития эталонной базы следует отнести также сокращение числа ступеней систем передачи размера единиц величин. Собственно говоря, точность государственного эталона при этом останется той же, но снижение потерь точности за счет меньшего числа разрядных рабочих этало­нов позволит улучшить главное качество государственного этало­на — обеспечение необходимой точности технических измерений.

Однако повышение нагрузки на эталон (увеличится число атте­стуемых на нем рабочих эталонов) потребует его конструктивного совершенствования, повышения уровня автоматизации работ на эталоне, других работ, обеспечивающих его достаточный техниче­ский ресурс. В этом плане крайне перспективной представляется децентрализация воспроизведения единиц величин.

Сказанное выше свидетельствует о том, что метрологи уже определили, по каким направлениям и с какими приоритетами должно осуществляться совершенствование эталонной базы России. Однако явно недостаточное бюджетное финансирование не по­зволяет полноценно развернуть хотя бы первоочередные работы.

Кроме бюджетного, рассматриваются и другие источники фи­нансирования развития эталонной базы страны. Так, в частности, вполне реальным представляется создание централизованного фонда за счет отчислений от доходов, получае­мых аккредитованными организациями при поверке, калибровке, аттестации рабочих эталонов и рабочих СИ.

Юридическая легитим­ность такого подхода обусловлена тем, что такие организации используют для получения доходов исходные рабочие эталоны, ме­трологическая исправность которых может быть обеспечена только государственными эталонами — интеллектуальной собствен­ностью Федеральной службы по техническому регулированию и метрологии.
В заключение необходимо еще раз подчеркнуть, что эталонная база России, в некотором смысле, является таким же национальным богатством нашей страны, как, например,

Алмазный фонд или при­родные ресурсы. В эталонах воплощается все новое, передовое, все достижения науки, техники, технологии, концентрируется научно­-технический потенциал страны. Наращивая мощь эталонной базы, создавая «запас точности и прочности», метрологи работают для завтрашнего дня, для открытий, которые еще не сделаны, для про­дукции и технологий, которые еще не освоены. Именно поэтому совершенствование эталонной базы страны следует считать одной из важнейших, приоритетнейших задач научно­-технического про­гресса и международной интеграции.