Государственный первичный эталон вольта (регламентирован ГОСТ 8.027 – 81) состоит из меры напряжения на основе эффекта Джозефсона (возникновение напряжения между двумя разделенными тонким слоем диэлектрика сверхпроводниками, помещенными в высокочастотное электромагнитное поле), группу нормальных элементов и компараторов для сличения нормальных элементов между собой и с мерой напряжения. В состав вспомогательного оборудования входит комплект, состоящий из компьютера и устройств контроля температуры нормальных элементов, автоматической регистрации результатов и контроля вольтамперных характеристик переходов Джозефсона. Таким образом, эталон базируется на стабильном эффекте Джозефсона и воспроизводит вольт абсолютным методом. Нормальные элементы, помещенные в термостат, обеспечивают хранение этой единицы. Первичный эталон вольта обеспечивает воспроизведение единицы ЭДС и электрического напряжения с относительным среднеквадратическим отклонением не более 5·10־ при относительной систематической погрешности, не превышающей 10־.
Для воспроизведения и хранения единицы напряжения переменного тока разработаны и утверждены два государственных специальных эталона.
Государственный первичный эталон напряжения переменного тока для значений 0,1 …10 В в диапазоне частот 20…3·10 Гц (ГОСТ 8.184 – 76) состоит из двух наборов термоэлектрических преобразователей напряжений, потенциометров постоянного тока, меры ЭДС, делителя напряжения и стабилизированных источников постоянного и переменного токов. Эталон воспроизводит единицу напряжения с относительным среднеквадратическим отклонением не более 5·10־ при относительной систематической погрешности, не превышающей 8·10־.
Эталон напряжений переменного тока для значений 0,1…1 В в диапазоне частот 30…3·10³ МГц (ГОСТ 8.072 – 82) включает в себя устройство формирования переменного напряжения, набор болометрических (терморезисторных) преобразователей постоянного и переменного напряжения, терморезисторный мост с автоматическим уравновешиванием, вольтметры. Используемые в качестве компараторов переменного напряжения. Эталон воспроизводит единицу напряжения с относительным среднеквадратическим отклонением не более 5·10־ при относительной аналитической погрешности, не превышающей 2·10־.
Эталон единиц времени и частоты.
Единица времени – секунда (с) входит число основных единиц СИ, а единица частоты – герц (Гц) – в число производных единиц. Если обозначить частоту гармонических колебаний f, а их период Т, то f = 1/Т(1/с).
Государственный первичный эталон времени и частоты (ГОСТ 8.129 – 83) включает комплекс следующих средств измерений:
- цезиевые меры частоты, предназначенные для воспроизведения размеров единиц времени и частоты;
- водородные меры частоты, предназначенные для хранения размеров единиц времени и частоты;
- группу квантовых часов, предназначенных для хранения шкал атомного и координированного времени России;
- аппаратуры для передачи размера единицы частоты в оптический диапазон, состоящую из группы синхронизированных лазеров и сверхвысокочастотных генераторов;
- аппаратуру для внутренних и внешних сличений, включающую перевозимые квантовые часы и лазеры;
- аппаратуру средств обеспечения (автоматическое программирование и коммутация, дистанционный контроль температуры термостатов и напряжения питания генераторов, прием, обработка и регистрация радиосигналов и т.д.).
Государственный первичный эталон времени обеспечивает воспроизведение значений интервалов времени 10־…10 с в диапазоне частот 1…10 Гц при среднеквадратическом отклонении не более 5·10־ и неисключенной систематической погрешности, не превыша-ющей 2·10־. нестабильность частоты эталона за интервалы времени измерений от 100 с до 24 часов не должна превышать 2·10 ־18.
Таким образом, государственный первичный эталон времени и частоты – это сложный радиотехнический комплекс, обеспечивающий передачу размера единиц времени и частоты и шкал времени всем нижестоящим средствам измерений при помощи телевидения, радио и других каналов связи. Точность воспроизведения единиц времени и частоты является наивысшей по сравнению с другими единицами электрических величин, а передача их размера на любые расстояния не вызывает в настоящее время каких-либо технических затруднений. Это позволяет проектировать аппаратуру для частотно-временных измерений, обладающих высокой и сверх высокой точностью.