В измерении величин немаловажную роль играют эталоны.
Эталон – средство измерений (или комплекс средств изменений), обеспечивающее воспроизведение и (или) хранение единицы какой-либо физической величины.
Международные эталоны основных единиц хранятся в Международном бюро мер и весов – постоянно действующей международной организации со штаб-квартирой, расположенной в городе Севр (предместье Парижа, Франция). Оно было учреждено в 1875 г. вместе с подписанием Метрической конвенции. Основная задача Бюро заключается в обеспечении существования единой системы измерений во всех странах-участницах этой конвенции, для чего выполняются метрологические работы, связанные с разработкой, хранением международных эталонов и сличением национальных эталонов с международными и между собой. В Бюро также проводятся исследования в области метрологии, направленные на увеличение точности измерений.
Современные эталоны – это, как правило, сложные аппаратурные комплексы. А вот эталон массы был и остаётся гирей – платиново-иридиевой образца 1889 г. (именно тогда Международное бюро мер и весов изготовило 42 эталона килограмма). Килограмм никак не связан ни с физическими константами, ни с какими-либо природными явлениями. Поэтому эталон берегут очень тщательно: не дают пылинке на него сесть, ведь пылинка – это уже несколько делений на чувствительных весах. Международный прототип эталона достают из хранилища не чаще одного раза в пятнадцать лет, российский – раз в пять лет. Все работы ведутся со вторичными эталонами (только их допускается сравнивать с основным), от вторичного эталона значение массы передаётся рабочим эталонам, от них – к образцовым наборам гирь.
Эталонные весы во ВНИИМ им. Д. И. Менделеева установлены на специальном фундаменте в 700 тонн, не связанном со стенами здания, чтобы исключить влияние вибраций. Температура в помещении, где за сутки на весы устанавливаются две килограммовые гири, поддерживается с точностью до 0,01 °C, а все операции ведутся из соседней комнаты с помощью манипуляторов. Погрешность эталона массы России не превышает +0,002 мг.
Как вам известно, эталон времени связан с периодическими процессами. Раньше эталон времени был связан с обращением Земли вокруг своей оси. К середине ХХ в. развитие техники привело к тому, что точность лучших часов превзошла точность природного эталона. Современный эталон – атомная секунда – промежуток времени, равный 9 192 631 770 периодам излучения изотопа атома цезия-133 (133Cs).
Эталон времени – особенный, его нельзя остановить, как нельзя остановить время. Меньше всего он напоминает часы, а оборудование и научные подразделения, которые обеспечивают эксплуатацию эталона, занимают большое здание. Находится оно во Всероссийском научно-исследовательском институте физико-технических и радиотехнических измерений под Москвой. Российский государственный эталон времени входит в группу лучших мировых эталонов, его относительная погрешность не превышает 5 10–14, т. е. 0,00000000000005