К 90-летию Росстандарта. Что эталон насущный нам готовит?

90 ЛЕТ СПУСТЯ

Сколько эталонов нужно для счастья? На это вопрос нет ответа. Каждый день выявляет новые проблемы, ставит новые задачи. А их решение требует новых технологий, которые невозможны без измерительных систем нового поколения…А новые измерительные потребности, в свою очередь, невозможны без соответствующего метрологического обеспечения, без новых эталонов! Вот и получается, что эталоны, которые еще вчера венчали вершины пирамиды точности, требуют серьезной модернизации, а то вовсе безвозвратно устаревают. На смену им приходят суперсовременные эталоны, но и им уже, от рождения,  наступают на пятки новые измерительные потребности. Такая вот цепочка причинно-следственных зависимостей.

Конечно, метрология не может реализовать цели обеспечения единства измерений, в пожарном порядке реагируя на вызовы времени. Есть политика в области метрологии. Совершенствование государственных эталонов  с повышением их научно-технического уровня  осуществляется   на основе Программы  по развитию эталонной базы России, сформированной на основе анализа современных и перспективных потребностей науки, техники и промышленности в совершенствовании обеспечения единства измерений, эталонной базы, в развитии прецизионной измерительной техники.
Основная цель Программы по развитию эталонной базы России - обеспечение функционирования эталонной базы страны на уровне  потребностей экономики, социальной сферы и обороны страны.
В первоочередном порядке Программой  предусмотрено совершенствование Государственных первичных эталонов, играющих важную роль в повышении уровня метрологического обеспечения приоритетных направлений развития науки, технологий и техники Российской Федерации, утверждённых Президентом Российской Федерации 21 мая 2006 г. № Пр-843.
В числе приоритетных направлений, требующих опережающего развития метрологического обеспечения, - «Индустрия наносистем и материалов», «Транспортные, авиационные и космические системы», «Перспективные вооружения, военная и специальная техника», «Информационно-телекоммуникационные сети», «Энергетика и энергосбережение», «Рациональное природопользование»,  «Технологии создания новых поколений ракетно-космической, авиационной и морской техники», «Технологии создания энергосберегающих систем транспортировки, распределения и потребления тепла и электроэнергии», «Живые системы», «Безопасность и противодействие терроризму».
Особое место в Программе занимают задания, реализация которых  способствует решению актуальных измерительных задач критических технологий, обеспечивающих возможности 100% контроля производства высокотехнологичной продукции на предельных точностных возможностях.

Также Программа предусматривает создание систем взаимосвязанных эталонов в области воспроизведения основных и важнейших производных (базовых) единиц физических величин на основе использования фундаментальных физических констант и стабильных физических эффектов и явлений.
Исключительная роль и значимость Государственных первичных эталонов в научном, техническом и торговом сотрудничестве с зарубежными странами обуславливают необходимость проведения специальных работ, направленных на их подготовку  к международным ключевым сличениям.
Эталоны стоят огромных денег. Ошибки в выборе приоритетов недопустимы. Но случаются. Поэтому чрезвычайно важное значение имеет выбор критериев развития эталонной базы. руководствоваться только числом необходимых  государственных эталонов нельзя. Стратегию развития эталонной базы  необходимо  рассматривать в контексте стратегии развития всей системы обеспечения единства измерений (СОЕИ).

Ввиду сложности системы и ее значимости для экономики  требуется всесторонний анализ, учитывающий максимально возможное число факторов, основными из которых являются следующие:

• актуальность потребностей практики и способность существующих эталонов удовлетворять их, в т.ч. в перспективе;
• необходимость централизованного воспроизведения единиц физических величин в государственном масштабе;
• эффект от внедрения и применения эталонов;
• характеристики парка рабочих средств измерений;
• степень физического и морального износа эталонов;
• их значимость для функционирования и совершенствования других эталонов;
• ограничения, накладываемые на развитие эталонов;
• их научно-технический уровень в сравнении с зарубежными аналогами;
• уровень устойчивости эталонов и системы в целом;
• обоснованность создания эталонов, присвоения им соответствующего ранга (статуса), а также выделения на их поддержание и развитие госбюджетных ассигнований;
• степень рациональности размещения эталонов на территории страны, хранения и применения в конкретных ЦГЭ и ЦСМ.

Особенно важными являются такие факторы, как значимость эталона в масштабах страны и мирового сообщества  и эффективность его работы в интересах науки, ведущих отраслей экономики, социальной сферы и обороны страны, в первую очередь, по выполнению государственных функций по обеспечению единства измерений в законодательно регулируемых областях.
 Наивысшей значимостью и эффективностью обладают эталоны основных и важнейших (базовых) производных единиц физических величин, которые активно используются как внутри страны, так и в рамках международных соглашений.Именно этим эталонам  присваивается наивысший уровень приоритета в развитии и ресурсном обеспечении.

Основные направления  развития эталонной базы:

• создание системы эталонов, воспроизводящих основные и важнейшие производные (базовые) единицы физических величин, с учетом предстоящей реформы по переопределению ряда основных физических величин, на основе использования фундаментальных физических констант и стабильных физических эффектов и явлений;
• разработка систем эталонов, обеспечивающих разумное сочетание централизованного и децентрализованного способов воспроизведения единиц физических величин в различных областях измерений и отраслях экономики;
• поиск, исследование и внедрение новых физических явлений и технологий, способных обеспечить научный «прорыв» при создании эталонов нового поколения.. и тем самым скачкообразно повысить эффективность их использования на ключевых-Направлениях научно-технического прогресса;
• разработка предельных по точности методов и средств измерений эталонного назначения;
• разработка новых и совершенствование существующих эталонов, повышение их научно-технического уровня, расширение функциональных возможностей, приближение эталонной точности к потребителю;
• автоматизация эталонов и измерительных процедур на основе использования микропроцессоров и ЭВМ, повышение уровня интеллектуализации эталонных измерительно-вычислительных комплексов;
• разработка    мобильных    малогабаритных    высокопроизводительных    и многофункциональных комплексов эталонов сравнения в различных областях (видах) измерений, в т.ч. на квантовых эффектах, обеспечивающих поверку средств измерений на местах их эксплуатации;
• совершенствование государственных, ведомственных и локальных поверочных схем, упрощение их структуры, сокращение числа звеньев и ступеней;
• обоснованное увеличение межповерочных интервалов средств измерений и уменьшение на этой основе загрузки эталонного поверочного оборудования;
• объединение (комплексирование) эталонов единиц одной физической величины (в т.ч. первичных и специальных эталонов) или нескольких взаимосвязанных физических величин, позволяющее с большей точностью (или без потери точности) и с наименьшими затратами воспроизводить и передавать размеры единиц подчиненным средствам измерений;
• исключение (при необходимости) из состава государственной эталонной базы или уточнение статуса существующих эталонов в соответствии с требованиями ФЗ «Об обеспечении единства измерений» в тех случаях, когда:
• рационализация размещения по территории страны эталонов, ЦГЭ и ЦСМ;
• разработка методических и технических решений по передаче размеров единиц от государственных эталонов, воспроизводящих переопределенные единицы физических величин, с повышением точности передачи по ГПС;

Для метрологического обеспечения  крупных научно-технических и хозяйственных задач, стоящих сегодня перед экономикой, необходимо  создание 22 эталонов нового поколения и совершенствование наиболее востребованных 45 действующих Государственных первичных эталонов Российской Федерации.
Ну а чтобы обеспечить «трансфер» эталонных точностей   до рабочих средств измерений требуются разработка и введение в эксплуатацию более 1000 рабочих эталонов в важнейших областях науки и техники: механике, электромагнетизме, термодинамике, оптико-физике, физико-химии, ядерной физике.  
В случае выполнения Программы можно рассчитывать на такие результаты:

• повышения точности воспроизведения и передачи размеров единиц величин в среднем в 3-5 раз;
• расширение диапазонов измерений на порядок и более;
• увеличение производительности поверочных работ в 1,5-2 раза;
• повышение уровня метрологического обеспечения на приоритетных направлениях науки, техники и технологий;
• обеспечение адекватности калибровочных и измерительных возможностей мировому уровню.