Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 69
Не нудно, очень познавательно и интересно. Спасибо!
В вопросе не разбираюсь, даже если есть мелкие неточности — пофиг, общая картина ясна.
В вопросе не разбираюсь, даже если есть мелкие неточности — пофиг, общая картина ясна.
То есть в современных станках с ЧПУ, по идее, можно напрямую от инферрометра получать координаты в «метрах», а не в условных еденицах, которые требуют калибрации? И кто-нибудь такое реализовал?
А нафига?
В большинстве случаев такая точность избыточна, у вас дискретность и люфт координатной механики и биение фрезы будут на много порядков превышать точность измерения положения.
К тому же, для метрологических эталонов берутся системы с максимально высокой точностью не взирая на их цену (при любой стоимости, пара штук на всю страну — копейки для бюджета) и при проведении измерений требуют соблюдения условий по температуре, вибрациям, ЭМ-фону и ещё огромному списку параметров. Для массового использования это не применимо.
В станках конечно могут использоваться (и скорее всего используются) интерферометры. Лазерная линейка — тоже в каком-то смысле интерферометр. Но они в любом случае менее точные, чем эталон, и могут требовать калибровки. Разве что взять такой, который при любом раскладе будет давать ошибку заведомо меньше, чем погрешность координатной механики, но это опять же выйдет неоправданно дорого. Раз в год вручную проводить калибровку вместе с остальными регламентными работами — тупо дешевле.
В большинстве случаев такая точность избыточна, у вас дискретность и люфт координатной механики и биение фрезы будут на много порядков превышать точность измерения положения.
К тому же, для метрологических эталонов берутся системы с максимально высокой точностью не взирая на их цену (при любой стоимости, пара штук на всю страну — копейки для бюджета) и при проведении измерений требуют соблюдения условий по температуре, вибрациям, ЭМ-фону и ещё огромному списку параметров. Для массового использования это не применимо.
В станках конечно могут использоваться (и скорее всего используются) интерферометры. Лазерная линейка — тоже в каком-то смысле интерферометр. Но они в любом случае менее точные, чем эталон, и могут требовать калибровки. Разве что взять такой, который при любом раскладе будет давать ошибку заведомо меньше, чем погрешность координатной механики, но это опять же выйдет неоправданно дорого. Раз в год вручную проводить калибровку вместе с остальными регламентными работами — тупо дешевле.
Да, конечно. К примеру, наши все станки проходят калиброву линейных энкодеров по интерферометру. Иначе тояностей в 50 мкм не достигнуть.
Есть научно популярная книга Перля З.Н. «Путь к микрону», правда книга старая 1936 год. Но довольно интересно изложена история измерений.
Спасибо, очень неплохая статья. Про метрологию пишут крайне редко, хотя по-мне это очень интересная наука.
Но, как метролог и ученый-хранитель национальных эталонов в Республике Беларусь, хочу сделать пару замечаний.
Международных эталонов в настоящее время не существует. Точнее говоря, один еще есть: прототип килограмма ( тот самый который в стеклянных банках и хранится под Парижем в МБМВ) и в настоящее время ведутся работы, что бы от него отказаться и привязать определение этой, как и всех других единиц СИ к фундаментальным физическим константам (постоянная Планка, число Авагадро и т.п.). Кстати, килограмм — последняя единица СИ привязанная к артефакту.
То о чем Вы пишите это определение единицы, а не эталон. В рамках одной страны ее эталоны абсолютны и ничего не может быть точнее. На международном же уровне проводят сличения нац. эталонов с целью определения их эквивалентности. При этом ни один эталон по определению не лучше и не хуже другого. А только характеризуется тем находится ли воспроизводимая им величина в пределах неопределенности самого эталона от среднего значения сличаемой величины показанного всеми участниками сличений. Да, у нас у метрологов все так не просто :)
И еще среди институтов, хранящих эталоны в РФ Вы забыли упомянуть еще 2 уважаемые организации ФГУП «ВНИИМС» и ФГУП «ВНИИОФИ»
Но, как метролог и ученый-хранитель национальных эталонов в Республике Беларусь, хочу сделать пару замечаний.
Международных эталонов в настоящее время не существует. Точнее говоря, один еще есть: прототип килограмма ( тот самый который в стеклянных банках и хранится под Парижем в МБМВ) и в настоящее время ведутся работы, что бы от него отказаться и привязать определение этой, как и всех других единиц СИ к фундаментальным физическим константам (постоянная Планка, число Авагадро и т.п.). Кстати, килограмм — последняя единица СИ привязанная к артефакту.
То о чем Вы пишите это определение единицы, а не эталон. В рамках одной страны ее эталоны абсолютны и ничего не может быть точнее. На международном же уровне проводят сличения нац. эталонов с целью определения их эквивалентности. При этом ни один эталон по определению не лучше и не хуже другого. А только характеризуется тем находится ли воспроизводимая им величина в пределах неопределенности самого эталона от среднего значения сличаемой величины показанного всеми участниками сличений. Да, у нас у метрологов все так не просто :)
И еще среди институтов, хранящих эталоны в РФ Вы забыли упомянуть еще 2 уважаемые организации ФГУП «ВНИИМС» и ФГУП «ВНИИОФИ»
Хабр торт :) комментарии, порой, лучше самой статьи, т.к. часто находятся настоящие профессионалы темы статьи, и разжевывают «как есть» :)
пс: и следующий комментарий тоже торт
пс: и следующий комментарий тоже торт
Хорошее видео про килограмм: https://www.youtube.com/watch?v=ZMByI4s-D-Y
Да-да. Это именно то, о чем я и говорил. Но, к моему сожалению, скорее всего все таки выберут вариант на основе ватт-весов (http://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/430634/Vysshaya_mera). По крайней мере, МБМВ и ГКМВ склоняются к этому методу.
Хотя, как по мне, вариант со сферой и привязкой к числу Авагадро гораздо красивее
Хотя, как по мне, вариант со сферой и привязкой к числу Авагадро гораздо красивее
На мой взгляд, несмотря на то, что осознать, как работает эталон типа авогадро проще (что, наверное, делает его красивее), у него есть куча проблем. Например, он почти не позволяет регулировать точность воспроизведения за счет сложности и у него практически нет потенциала к улучшению (дефекты в решетке при таких концентрациях трудно контролировать),
Теперь понятно откуда такая разница в китайских Ваттах и Амперах (имею ввиду емкость батарей в mA/h)!!!
Я работаю на предприятии юстировщиком деталей и приборов. Постоянно сталкиваюсь с сотыми долями миллиметра. Вот, к примеру перед глазами постоянно находится измерительная головка с ценой деления 0,1 мкм. И хотя я ей не пользуюсь, но постоянное напоминание о микро и макро мире заставляет держать себя в метрологическом тонусе
Также регулярно проверяю плоскостность интерференционным методом. Так, одна полоса означает неплоскостность 0,3 мкм.
Ну, и в заключение образец просвета 0,005 мм. Подобная схема часто применяется при ремонте угольников (картинка выше — проверка плоскостности его основания) Разумеется, концевые меры длины подбираются в зависимости от необходимой величины просвета.
Меры притираются на плоскопараллельной стеклянной пластине, к ним прикладывается лекальная линейка и фиксируется видимый зазор. Далее, приставляя ремонтируемый угольник к угольнику более высокого класса, сравнивается просвет и делается вывод о соответсвии ГОСТу.
Также регулярно проверяю плоскостность интерференционным методом. Так, одна полоса означает неплоскостность 0,3 мкм.
Ну, и в заключение образец просвета 0,005 мм. Подобная схема часто применяется при ремонте угольников (картинка выше — проверка плоскостности его основания) Разумеется, концевые меры длины подбираются в зависимости от необходимой величины просвета.
Меры притираются на плоскопараллельной стеклянной пластине, к ним прикладывается лекальная линейка и фиксируется видимый зазор. Далее, приставляя ремонтируемый угольник к угольнику более высокого класса, сравнивается просвет и делается вывод о соответсвии ГОСТу.
А где применяются настолько точные угольники?
По наивности всегда считал угольник чисто столярным инструментом, :-].
По наивности всегда считал угольник чисто столярным инструментом, :-].
В машиностроении tW8HNAlUXxU?t=11m10s
К примеру, инженерами-метрологами для поверки рабочего инструмента. Конечно, слесарю ти механосборочных работ будет достаточно и обычного УШ, но тем же инструментальщикам, лекальщикам, станочникам — вот им подавай. В принципе, это заурядная точность согласно ГОСТа. Вот у меня в пользовании есть угольник твердокаменных пород. Так там на 400 мм отклонение не более 2 мкм. Я с телефона, поэтому не могу прикрепить картинку. Может потом… А так, вообще-то, я давно порываюсь статью написать, рассказать с чем и чем работаю, но все как-то не складывается. И, кроме того, нет уверенности, что такой рассказ будет позитивно принят сообществом.
Теперь у вас должно прибавиться уверенности в том, что подобное воспринимается крайне позитивно. Всячески желаю вам поскорее собраться с мыслями и поведать народу о ваших приборах и методах, даже ваши снимки с комментариями вызывают неподдельный интерес, а уж полноценная статья гарантирует вам почет и уважение :)
Даже неуклюжая, но оригинальная статья воспринимается гораздо лучше, чем обзор нового мобильника. Пишите и даже не сомневайтесь!
Да вам статью написать надо, с такими-то картинками!)
Профессор спрашивает студента:
— А что такое лошадиная сила?
— Это мощность, которую развивает лошадь ростом один метр и массой один килограмм.
— А где ты такую лошадь видел?
— А её так просто не увидишь. Она хранится во Франции, в Палате мер и весов.
— А что такое лошадиная сила?
— Это мощность, которую развивает лошадь ростом один метр и массой один килограмм.
— А где ты такую лошадь видел?
— А её так просто не увидишь. Она хранится во Франции, в Палате мер и весов.
Очень хотелось бы немножко урезать метр — примерно на 0.00691807%.
А с чем связанно такое странное желание?
Не могу сдержаться, извините:
Писюн будет длиннее.
Писюн будет длиннее.
Изменится скорость света, с 299 792 458 м/c на ровно 300 000 000 м/c, автоматически упрощая и уточняя кучу расчётов. В момент ввода этого определения, когда всё ещё использовались эталоны — это можно было произвести практически безболезненно.
Или вообще — перейти на «метрический фут», чтобы скорость света вообще стала 10^10 мфт/c.
Или вообще — перейти на «метрический фут», чтобы скорость света вообще стала 10^10 мфт/c.
Многовато, менять метр на 0.003% — слишком сильно придется переделывать массу документов, стандартов, карт и всего остального. Тут еще и политика встрянет — это же в новых метрах все страны больше станут. Как всегда кто-нибудь не согласится, а там и до войны недалеко.
Лучше останемся с привычной скоростью света!
Лучше останемся с привычной скоростью света!
Тогда уж проще изменить секунду, ибо изменяя метр вы измените и грамм.
Это все стандарты частоты поедут: начиная от музыки и заканчивая передачей данных по оптоволокну…
Насколько я знаю, после индустриальной революции меры не менялись, только уточнялись. Хотя будет интересно, если я не прав.
Насколько я знаю, после индустриальной революции меры не менялись, только уточнялись. Хотя будет интересно, если я не прав.
не менялись, только уточнялисьИзвините, не в тему — но мне сразу «1984» вспомнился...)
отрывок
На листках были указаны газетные статьи и сообщения, которые по той или иной причине требовалось изменить или, выражаясь официальным языком, уточнить. Например, из сообщения «Таймс» от 17 марта явствовало, что накануне в своей речи Старший Браг предсказал затишье на южноиндийском фронте и скорое наступление войск Евразии в Северной Африке. На самом же деле евразийцы начали наступление в Южной Индии, а в Северной Африке никаких действий не предпринимали. Надо было переписать этот абзаца речи Старшего Брата так, чтобы он предсказал действительный ход событий.
Откуда в этом довольно коротком фрагменте не менее двух ошибок?
Гугл.)
А какие ошибки?
А какие ошибки?
Ошибки оцифровки же.
А при изменении метра не поедут?
Частоты — нет, только длины волн.
Разве не те же яйца, только в профиль?
Связано это было со сплющеностью геоида и, соответственно, уменьшением силы тяжести на экваторе.Небольшая поправка. Разница в ускорении силы тяжести между полюсами и экватором составляет около 5 см/сек^2. Около 2/3 этой разности возникает за счет центробежного ускорения на земном экваторе и около 1/3 — за счет сплюснутости Земли.
Хм, мне кажется эти факторы должны частично компенсировать друг друга, а не дополнять
Вращение планеты пытается выкинуть объекты с поверхности за счёт центробежной силы
А больший радиус, наоборот, сильнее притягивает за счёт большей массы
Вернее, масса-то одна, только на полюсах она менее сконцентрирована, а больше раскидана по сторонам
Тогда как на экваторе масса больше сконцентрирована именно под притягиваемым объектом, то есть притяжение действует не так рассеянно
Нигде не ошибся? Если что-то неправильно, поправьте пожалуйста
Вращение планеты пытается выкинуть объекты с поверхности за счёт центробежной силы
А больший радиус, наоборот, сильнее притягивает за счёт большей массы
Вернее, масса-то одна, только на полюсах она менее сконцентрирована, а больше раскидана по сторонам
Тогда как на экваторе масса больше сконцентрирована именно под притягиваемым объектом, то есть притяжение действует не так рассеянно
Нигде не ошибся? Если что-то неправильно, поправьте пожалуйста
Нет, эффект обратный. На экваторе объект находится дальше от центра Земли. Если проинтергрировать по всем кусочкам Земли, то сила получится меньше, чем на полюсах, из-за того, что эти кусочки в среднем дальше.
Да, на экваторе «кусочки» дальше, но они за счёт этого же они более сконцентрированы, то есть угол между крайними векторами притяжения меньше
А на полюсах этот угол шире, и векторы притяжения уже больше гасят друг друга, а дополняют, наоборот, меньше
Видимо, тут лучше посчитать (или найти готовые расчёты, которые, возможно, уже есть)
Иначе наш спор будет напоминать спор теоретиков кунг-фу
А на полюсах этот угол шире, и векторы притяжения уже больше гасят друг друга, а дополняют, наоборот, меньше
Видимо, тут лучше посчитать (или найти готовые расчёты, которые, возможно, уже есть)
Иначе наш спор будет напоминать спор теоретиков кунг-фу
Чё тут считать то? Чем дальше объект от центра тяжести Земли, тем меньше сила тяжести.
Ну мы же не в школьной задачке живём!
Притягивает не центр тяжести, а вся планета, каждый её кусочек
Векторы притяжения рассеяны, и мы, испытывая притяжение, на самом деле испытываем их сумму
Вот, получается, и нужно вычислять кто победит — большая сонаправленность векторов притяжений на экваторе или меньшее расстояние до остальных кусочков на полюсах
По вашей же логике получается, что если спускаться под землю, то чем глубже, тем большее притяжение мы будем испытывать, а в самом центре, наверное, вообще скукожимся в точку — прямо чёрная дыра получается :)
На деле же планета будет притягивать нас не только вниз, но и вверх, и чем глубже, тем меньше будет результирующее притяжение
А в самом центре теоретически можно даже достигнуть невесомости
Про такое погружение под землю вроде бы Перельман писал в своей «Занимательной физике»
Притягивает не центр тяжести, а вся планета, каждый её кусочек
Векторы притяжения рассеяны, и мы, испытывая притяжение, на самом деле испытываем их сумму
Вот, получается, и нужно вычислять кто победит — большая сонаправленность векторов притяжений на экваторе или меньшее расстояние до остальных кусочков на полюсах
По вашей же логике получается, что если спускаться под землю, то чем глубже, тем большее притяжение мы будем испытывать, а в самом центре, наверное, вообще скукожимся в точку — прямо чёрная дыра получается :)
На деле же планета будет притягивать нас не только вниз, но и вверх, и чем глубже, тем меньше будет результирующее притяжение
А в самом центре теоретически можно даже достигнуть невесомости
Про такое погружение под землю вроде бы Перельман писал в своей «Занимательной физике»
А вот тут вы не правы, если вы окажетесь в центре земли то сила тяжести с некоторой погрешностью будет равна нулю не смотря на то что вы условно будете находиться в центре тяжести.
P.S. да да, я опоздун)
P.S. да да, я опоздун)
К счастью, я не могу оказаться в центре Земли. Речь про поверхность.
Можно подумать, на поверхности притягивает только центр :)
Туда направлен только результирующий вектор, а притяжение вообще — от горизонта до горизонта
Туда направлен только результирующий вектор, а притяжение вообще — от горизонта до горизонта
С удалением от объекта его угловой размер убывает линейно, а сила гравитационного притяжения — квадратично.
Если пренебрегать искривлением пространства, модель центров масс очень хорошо (если не идеально) работает для выпуклых не пересекающихся тел. Взяли да посчитали, чем глупости всякие тиражировать… школьных знаний достаточно.
Если пренебрегать искривлением пространства, модель центров масс очень хорошо (если не идеально) работает для выпуклых не пересекающихся тел. Взяли да посчитали, чем глупости всякие тиражировать… школьных знаний достаточно.
Интегрировать Землю по кусочкам для вычисления притяжения не получится потому, что притяжение имеет иную природу, не «интегральную». Вы это легко можете увидеть, если сравните притяжение шара и сумму притяжений двух половин шара векторным способом.
Вопрос, конечно, может и глупый, но почему именно атом цезия с этим количеством колебаний используется для определения «эталонной» секунды?
Цезиевые атомные часы на данный момент самые точные.
Это частота «сверхтонкого перехода» — он зависит от взаимодействия между спинами (магнитными моментами) электронов и ядра, и эта частота очень стабильна к магнитным, электрическим и прочим внешним воздействиям.
Если взять аналогию с механическими часами: у часов с кукушкой маятник торчит наружу, и его можно ненароком задеть, часы будут идти немного неправильно. У качественных часов все спрятано в корпусе, стоят подшипники из рубина (если не ошибаюсь), и они идут гораздо точнее вне зависимости от действий хозяина.
Вот и у цезия все спрятано ;)
Плюс частота излучения — микроволны (~ 9 ГГц), это, с одной стороны, уже достаточно много колебаний на 1 секунду (точность выше), с другой стороны — доступно для электроники уже много лет.
Если взять аналогию с механическими часами: у часов с кукушкой маятник торчит наружу, и его можно ненароком задеть, часы будут идти немного неправильно. У качественных часов все спрятано в корпусе, стоят подшипники из рубина (если не ошибаюсь), и они идут гораздо точнее вне зависимости от действий хозяина.
Вот и у цезия все спрятано ;)
Плюс частота излучения — микроволны (~ 9 ГГц), это, с одной стороны, уже достаточно много колебаний на 1 секунду (точность выше), с другой стороны — доступно для электроники уже много лет.
С тех пор метр определялся как 1 650 763.73 длин волн оранжевой линии
К слову, секунда давно перестала быть долей тропического года, теперь это время, равное 9192631770 периодам излучения,
Непонятно только, откуда взялись именно ТАКИЕ числа, почему 9192631770, а 9192631771? Числа как-то специально подгонялись под какие-то нужны?
На второй картинке грандиозные, для своего времени построения на поверхности земли изображены — Дуга Струве, сеть геодезических пунктов, которые образуют треугольники, в которых вычислены все длины и измерены углы. И если углы измерять уже тогда умели достаточно точно, то расстояния в километры измерялись с помощью жезлов и столиков, которые переставляли между пунктами, а жезлы перекладывали концом к концу. Измерялась конечная малая часть линий, но все же измерить даже километр с помощью метровых жезлов и нескольких столиков — не простая задача.
а можно тупой вопрос? вот метр определен как сколько-то длин волны излучения… а как отсюда получают физический эталон? как откладывают эти длины волн?
На самом деле Вы задали очень правильный вопрос. Вот тут, например, можно почитать, как дело обстоит конкретно с метром http://allrefs.net/c12/46xe2/p9/
Но актуальность Вашего вопроса в том, что в современной метрологии образовалась пропасть между неопределенностью воспроизведения единицы первичным эталоном, и неопределенностью, с которой можно ее передать подчиненным СИ.
Но актуальность Вашего вопроса в том, что в современной метрологии образовалась пропасть между неопределенностью воспроизведения единицы первичным эталоном, и неопределенностью, с которой можно ее передать подчиненным СИ.
Интересно, а были ли попытки подогнать/изменить «базовые» эталоны, чтобы их значения приблизились к более или менее округлённым значениям? Тогда бы точность прикидочных/приблизительных расчётов в уме/на пальцах стала бы более точной.
Ну, например, скорость света 3*10^9 или ускорение свободного падения не 9.8, а 10.
Ну, например, скорость света 3*10^9 или ускорение свободного падения не 9.8, а 10.
Нет. Тут мы, на самом деле, находимся в ловушке. Это как в старом апокрифе про связь между диаметром бустера Спейс Шатла и шириной крупа древнеримского осла. Один раз установив Систему, мы можем только слегка ее уточнять. Точно также как американцы с англичанами и рады были бы слезть с имперской системы мер, но уж слишком много на нее завязано.
Это вам не с право на левостороннее движение перейти (или наоборот, всегда путался))
Это вам не с право на левостороннее движение перейти (или наоборот, всегда путался))
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Где хранится эталон длины или как мериться длинами