Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> История -> Мигулина В.В. -> "100 лет радио" -> 117

100 лет радио - Мигулина В.В.

Мигулина В.В. , Гороховского A.B. 100 лет радио — М.: Радио и связь, 1995. — 384 c.
ISBN 5-256-01228-2
Скачать (прямая ссылка): radio1995.djvu
Предыдущая << 1 .. 111 112 113 114 115 116 < 117 > 118 119 120 121 122 123 .. 163 >> Следующая

Наиболее высокие значения точности достигнуты для частоты и времени, что следует из рис. 4, на котором приведены темпы роста точности2Р ^ 1 / Ы (|а| — модуль погрешности измерения) эталонов для воспроизведения частоты, времени, длины и электрического напряжения. Вообще парк эталонов России находится на уровне лучших мировых достижений.
Единый эталон времени, частоты и длины
14
10
10'
10'
101
10
10
10у
10е
10'
10е
10=
10«
1<Г
1 Водородный гене I--7 эатор^ т/1
Цез^ 1евый генерат Эр / \
II ' 1^ I
Час ть тропического года / 1 г> 1
«о 1 1 е-лазер 1 ^
асть солнечн суток / Лампа Кг-86 _^~ХГ~
Длина бруска ^^*^Эффект-^у^
э/ Джозефе Участок^ тэктрическойт она X Н
ме Доля л эедиана цепи /
Длина с ртуп толба/ и /


1800
1850
1900
1950
Длина
Напряжение
2000 Годы
Рис 4. Изменение точности воспроизведения единиц времени, частоты, длины и электрического напряжения
280
В. Н. Сретенский
Рис. 5. Динамика роста точности измерения времени и частоты: А — область решенных проблем, Б — область поиска
Эталоны непрерывно совершенствуются, т.е. повышается точность воспроизведения единиц измерения и углубляется автоматизация процедур настройки и сличения. Наблюдается тенденция своеобразной интеграции эталонов и расширения диапазонов измерения физических величин. Так, во ВНИИМ им. Д. И. М енд ел еева создан эталон ЭДС на основе уточненного отношения Джозефсона.
Новый эталон вольта обеспечивает воспроизведение ЭДС на порядок лучше эталона ЭДС 1981 г. (получены среднее квадратическое отклонение СКО*5»10~9 и неучтенная системати-вместо имевшихся ранее
ческая погрешность НСГНМО"9, СКО-5-КНи НСП-ЫО ~6).
Во ВНИИФТРИ функционирует эталон времени и частоты, представляющий собой сложный автоматизированный комплекс реперов частоты на основе цезиевых и водородных генераторов, оригинального радиооптического моста и лазерного интерферометра. Этот эталон воспроизводит не только единицу времени и частоты с погрешностями СКСН5»10"14и НСП«2»10 но и единицу длины. Таким образом, впервые создан единый эталон частота—время—длина.
Сопоставление роста точности эталонов и рабочих средств измерения времени и частоты (рис. 5) показывает, что до 90-х гг. точность измерения этих параметров была достаточной и обеспечивалось генераторами, стабилизированными кварцем, объемными резонаторами, устройствами электронной подстройки частоты, высокостабильными лазерами. Однако в настоящее время для исследования космоса, релятивистских эффектов, гравитационных волн, нестационарных явлений в различных средах, создания новых эталонов и проведения прецизионных метрологических работ требуют-
Радиоизмерения и проблемы метрологии
281
ся более высокие уровни точности, которые не могут быть достигнуты известными приемами.
Возникла крупная метрологическая проблема. Некоторые соображения о направлениях ее решения просматриваются прежде всего на основе использования фундаментальных фзических констант (ФФК), которые содержат информацию о наиболее общих свойствах материи и характеризуют взаимосвязь между отдельными физическими величинами с весьма высокой точностью. Числовые значения, размерность и погрешность определения отдельных ФФК, существенных для радиотехники и электроники, приведены в табл. 3.
Фундаментальные физические константы обладают настолько высоким постоянством, что нарушение его не обнаруживается в проведенных опытах (известная попытка определения стабильности постоянной тонкой структуры а дала результат менее З^Ю"11 в
Таблица 3. Основные фундаментальные физические константы
Наименование Обозначение Числовое значение Множитель и единицы измерения СКО. 10~6
Универсальные константы
Скорость света в вакууме с 299 792 457 мс-1 Точно
Магнитная постоянная .«0 12.566 370 614 10~7НА"2 ! --¦
Электрическая постоянная «0 8,854 187 817 10"12Ф-мч
Постоянная Планка п 6,626 0755 10"34 Джс 0,60
Электромагнитные константы
Элементарный заряд е 1,602 177 33 10-19Кл 0,30
Квант магнитного потока Ф0-п/2е 2,067 834 61 10"15 Вб 0,30
Отношение Джозефсона 2е/п 4,835 9767 1014Гц-В~1 0,30
Квантовое сопротивление Холла п/е2 25 812,8056 Ом 0,045
Атомные константы
Постоянная тонкой структуры а-~^оСе2/Ь 7,297 353 08 10~3 0,045
Масса покоя электрона тс 9,109 3897 10~31 кг 0,59
Масса покоя протона 1,672 6231 10"27 кг 0,59
Постоянная Ридберга Иое-^теса2/*! 10 973 731,534 м"1 0,0012
Физико-химические константы
Постоянная Авогадро 6,022 1367 1023 моль"1 0,59
Постоянная Фарадея Р 96 485,309 Кл-моль"1 0,30
Постоянная Больцмана к 1,380 658 Ю-23 ^жК" 8,5
282
В. И. Сретенский
год). Такого постоянства ФФК достаточно для решения известных к настоящему времени метрологических задач. Важные для науки и техники значения погрешности определения ФФК непрерывно уточняются, открывая возможности повышения метрологических качеств измерительных средств. При использовании комбинаций ФФК (И, е, с и др.) обнаружена возможность повышения точности измерений до 1000...3000 раз по сравнению с использованием отдельных ФФК. В частности в технике измерений применяются эффекты Джозефсона (2е/Ю и квантовый эффект Холла (Ь/е2) в твердом теле при сверхнизких температурах, которые сопровождаются макроскопическими квантовыми явлениями высокой когерентности, что и обеспечивает высокую стабильность и рекордную раз-решающую способность (до 10"32 Дж»с), необходимые для создания квантовых ("вечных") мер и самонастраиваемых измерительных устройств.
Предыдущая << 1 .. 111 112 113 114 115 116 < 117 > 118 119 120 121 122 123 .. 163 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed