Все подразделения

Научно-исследовательское отделение метрологии в механике, термодинамике и строительстве (НИО-3)

Научно-исследовательское отделение метрологии в механике, термодинамике и строительстве (НИО-3) является структурным подразделением ФГУП «ВНИИФТРИ», выполняющим работы по измерениям в различных, но взаимосвязанных областях метрологии:

1. Температурные и теплофизические измерения
2. Акустические измерения в воздушной среде и виброакустические измерения
3. Измерения статических и динамических (импульсных) давлений, параметров ударно-волновых процессов и механических величин
4. Измерения твердости
5. Строительная метрология

В 1955 году из Московского государственного института мер и измерительных приборов во ВНИИФТРИ были переданы отделы высоких статических давлений и низких температур. В 1957 году начала свою деятельность лаборатория акустических измерений, основанная в Центральном научно-исследовательском институте радиоизмерений. В 1966 году по инициативе академика С. А. Христиановича во ВНИИФТРИ были образованы лаборатории физико-механических свойств материалов, аэродинамики, отдел метрологии в строительстве, а в 1970 году — лаборатория высоких динамических давлений. В 1975 году по Приказу Госстандарта во ВНИИФТРИ был создан Главный центр эталонов твердости.

Сегодня в НИО-3 ведутся работы по совершенствованию действующих государственных первичных эталонов, стандартизации, фундаментальным и прикладным исследованиям, направленные на совершенствование системы обеспечения единства и повышение достоверности измерений, научно-исследовательские, опытно-конструкторские и другие работы по обеспечению промышленности средствами измерений, поверочным оборудованием и метрологическими услугами по специализации отделения; сертификация строительных испытательных лабораторий в системе СДС СИЛ ВНИИФТРИ. Отделение принимает активное участие в международных метрологических организациях ISO, IMEKO, COOMET, IEC, BIPM (CCT, CCM, CCAUV, WGH).

Основные функции отделения:

• разработка, совершенствование, содержание и применение государственных первичных, вторичных и рабочих эталонов единиц величин в соответствии с областью специализации;
• разработка нормативных документов в соответствии с областью специализации;
• проведение прикладных и фундаментальных исследований с целью повышения точности, улучшения эксплуатационных характеристик и расширения области применимости эталонов, других средств измерений и методик измерений в соответствии с областью специализации;
• проведение исследований по запросам сторонних организаций в соответствии с областью специализации;
• поверка подчиненных эталонов и рабочих средств измерений;
• аттестация испытательного оборудования и разработка соответствующих методик аттестации в соответствии с областью специализации;
• поверка, калибровка, испытания в целях утверждения типа средств измерений.

Ключевые задачи НИО-3:

• Проведение фундаментальных и прикладных исследований, направленных на совершенствование системы обеспечения единства и повышение достоверности измерений в следующих направлениях деятельности:
  • температурные и теплофизические измерения;
  • измерения физико-механических характеристик строительных материалов и конструкций;
  • акустические измерения в воздушной среде;
  • виброакустические измерения;
  • измерения импульсных (динамических) и статических давлений, исследования в области физики и химии взрывных и ударно-волновых процессов, измерения силы, момента силы, физико-механических свойств и характеристик материалов и сплошных сред, измерения параметров потоков газов, вихревых турбулентных течений;
  • измерения твердости материалов в макро-, микро- и нанодиапазонах.
• Обеспечение единства измерений в областях измерений акустических, температурных, теплофизических, твердости, высоких статических давлений, импульсных давлений и в строительной отрасли.

Эталонную базу отделения составляют 11 Государственных первичных эталонов:

• Государственный первичный эталон единицы температуры — кельвина в диапазоне 0,3–273,16 К ГЭТ 35-2021.
• Государственный первичный специальный эталон единицы теплопроводности твердых тел в диапазоне температур от 2 до 300 К ГЭТ 141-2020.
• Государственный первичный специальный эталон единицы удельной теплоемкости твердых тел в диапазоне температур от 2 до 300 К ГЭТ 79-2020.
• Государственный первичный специальный эталон единицы температурного коэффициента линейного расширения твердых тел в диапазоне температур 4,2–90 К ГЭТ 66-75.
• Государственный первичный эталон единицы звукового давления в воздушной среде и аудиометрических шкал ГЭТ 19-2019.
• Государственный первичный эталон единицы избыточного давления в диапазоне статического давления от 10 до 1600 МПа и в диапазоне импульсного давления от 1 до 1200 МПа и эффективной площади поршневых пар грузопоршневых манометров в диапазоне от 0,05 до 1 см ² ГЭТ 43-2022.
• Государственный первичный эталон твердости по шкалам Роквелла и Супер-Роквелла ГЭТ 30-2018.
• Государственный первичный эталон твёрдости по шкалам Бринелля ГЭТ 33-2020.
• Государственный первичный эталон твёрдости по шкалам Виккерса ГЭТ 31 - 2010.
• Государственный первичный эталон твердости металлов по шкале Шора D и шкалам Либа ГЭТ 161-2019.
• Государственный первичный эталон твердости по шкалам Мартенса и шкалам индентирования ГЭТ 211-2014.

В 2012-2019 году учеными НИО-3 были разработаны установки абсолютной и относительной акустической газовой термометрии, предназначенные для определения термодинамической температуры по скорости звука в газообразном гелии с высокой точностью. В 2017 году на установке абсолютной акустической газовой термометрии была измерена с высокой точностью постоянная Больцмана. Полученное значение согласуется со значениями, полученными в других зарубежных метрологических институтах: NIST, LNE, INRIM, NPL и со значением, фиксированным в 2018 году для нового определения кельвина. В 2017-2019 году на установке относительной газовой термометрии было измерено отклонение температуры, определенной по действующей Международной шкале МТШ-90, от термодинамической температуры для ряда температур. Данные измерения продолжаются в настоящее время. В рамках международного проекта Real-K, проводимого EURAMET, ВНИИФТРИ участвует в исследованиях по введению в практику нового определения кельвина и совершенствованию международной температурной шкалы.

НИО-3 проводит следующие работы:

• Поверка, калибровка, испытания в целях утверждения типа средств измерений, разработка и аттестация методик измерений, разработка нормативных и рекомендательных документов в областях измерений температурных и теплофизических величин, акустических и виброакустических величин (в том числе для аудиологических исследований и в телефонометрии), статических и импульсных давлений, твердости, механических величин; методик измерений в области строительства.
• Проведение аттестации испытательного оборудования, разработка программ и методик аттестации, в том числе для определения виброакустических свойств материалов, измерительных акустических камер, установок высокого давления, для физико-механических испытаний в строительстве и испытательных механических машин.
• Разработка эталонных средств измерений и испытательной аппаратуры в областях, закрепленных за подразделением.
• Сертификация строительных испытательных лабораторий в системе СДС СИЛ ВНИИФТРИ, а также другие работы и услуги, предусмотренные областями аккредитации ВНИИФТРИ.

Научный потенциал отделения позволяет осуществлять перспективные разработки и проводить сложные метрологические работы в короткие сроки и с наивысшей точностью. Работы направлены на доступность требуемых потребителями точностей измерений с высокой надежностью, минимальными затратами средств и времени.