E kot ETALON
15. 04. 2024
Sicer se beseda etalon prvič omenja za namen naprave, ki se uporablja za ustvarjanje interferenčnih snopov svetlobe in je v bistvu sestavljena iz dveh ravnih vzporednih odbojnih plošč s stalno razdaljo in (pri nekaterih vrstah) nastavljivo smerjo. Sicer beseda verjetno izvira iz stare francoščine oziroma besede »estalon« ali »estelon«, ki verjetno izvira iz germanskega jezika. Kot zanimivost Francozi uporabljajo za kalibracijo besedo etalonnage. Če vemo, da je kalibracija poenostavljeno primerjava z etalonom (standardom), potem je to tudi smiselno. Tudi nekateri drugi jeziki uporabljajo to obliko za besedo kalibracija. Recimo srbščina tudi uporablja etaloniranje, a ne spada v isto jezikovno skupino kot francoščina.
Veliko ljudi, ki ne izhajajo iz stroke, napačno izgovarja besedo kot etanol, a je smisel seveda povsem drugačen, čeprav se fonetično sliši dokaj podobno. Etanol je alkohol. Za etalon pametnega prevoda v slovenščino ni, zato se uporablja kar beseda etalon. Fran (SSKJ – slovar slovenskega knjižnega jezika) pravi, da je to »natančen vzorec mere ali uteži« ali »merilo«. Oboje seveda drži, a beseda etalon po mednarodnem slovarju meroslovja – VIM (v francoščini: Vocabulaire international de métrologie) pomeni »merilni standard« oziroma je definiran kot: »realizacija definicije dane veličine z navedeno vrednostjo in pripadajočo merilno negotovostjo, uporabljena kot referenca«.
Etalon je v osnovi lahko karkoli, kar predstavlja referenco. Ruski pisatelj Samuil A. Lurie napiše »bi veljala za etalon arhitekture v ozadju, za stavbo, ki ji nameniš odobravajoč pogled, ko greš mimo«. Bila bi referenca za vse ostale stavbe, če poenostavimo. Beseda etalon se lahko na nek način primerja z idolom, malikom. Nekaj, kar ti predstavlja referenco, nekaj ali nekdo, ki predstavlja ideal, ki služi kot cilj, po čemer se zgleduješ. Logika je podobna, a ne čisto enaka. Idol je lahko tudi nekaj kar častiš, kar bi za etalon težko rekli, čeprav v nekem smislu tudi etalon častimo, kot nek ideal. Nekaj, kar predstavlja referenčno vrednost, po kateri se vsi zgledujemo. Najvišje na lestvici ali drugače rečeno na vrhu meroslovne piramide, sam vrh piramide, predstavljajo definicije merskih enot. Sedem je osnovnih merskih enot, ki jih obravnava ali ureja prej omenjena metrska konvencija, ki predstavlja vrh piramide. Svetovni dogovor sprejemanja merskih enot v praksi, njihovo realizacijo, katere smo dandanes prignali do nezavidljive točnosti. S potrditvijo novih definicij merskih enot v letu 2019 tako človeštvo zmore osnovno enoto za dolžino meter [m] postaviti s točnostjo 10-12, osnovno enoto za maso kilogram [kg] s točnostjo 10-10, osnovno enoto za čas sekundo [s] s točnostjo 10-15, osnovno enoto za električni tok [A] s točnostjo 10-10, osnovno enoto za termodinamično temperaturo Kelvin [K] s točnostjo 10-5, osnovno enoto za množino snovi mol [mol] s točnostjo 10-7, osnovno enoto za svetilnost kandelo [cd] s točnostjo 10-5.
Verjetno zmoremo tudi večje točnosti, a definicije imajo v tem trenutku približno točnosti, kot zapisano in kot take zadostujejo stanju tehnike. Definicije osnovnih merskih enot se morajo, podobno kot ostali tehnološki razvoj človeštva, prilagajati in izpolnjevati s podobno hitrostjo, da bi zadostili potrebam, ki jih razvoj ima. Nenazadnje, če želi končni uporabnik merila, recimo v avtomobilski industriji izmeriti nekaj s točnostjo 10-6 [μm] (mikrometer; 0,0000001 m ali 0,001 mm), kar niti ni več tako nenavadno in se praktično dogaja vsakodnevno, na vseh ravneh s povsem običajnim merilom imenovanim mikrometer (ki obstaja že kar nekaj stoletij; prvi mikrometer naj bi izdela James Watt davnega leta 1776 – mimogrede, to je leto pred uveljavitvijo Patenta o cimentiranju, prvega zakona na področju meroslovja na Slovenskih tleh in tudi širše v svetu), mora biti definicija osnovne merske enote meter precej boljša. S tem se omogoča t.i. meroslovno sledljivost, ki se spušča po neprekinjeni verigi s primerjavami. Tako lahko kalibracijo na najnižji ravni (kalibracija mikrometra) dobi uporabnik skoraj za vsakim vogalom za zmerno ceno. Če bi ta isti mikrometer moral kalibrirati neposredno na definicijo, bi to stalo bistveno več in niti kalibracija ne bi bila dosegljiva povsod. Meroslovna sledljivost v tem primeru poteka približno takole. Mikrometer se kalibrira s merilnimi kladicami (točnost 10-7), merilne kladice se nadalje kalibrirajo z mehansko ali optično primerjavo (točnosti 10-8 ali 10-9), nadalje nastopi laserski interferometer (točnosti nekje 10-10) in na koncu pridemo do osnovne merske enote. Ker se število primerjav (kalibracij) in s tem posledično cena, razporedijo na več enot, je vse skupaj dostopnejše in cenejše. Sistem deluje in prinaša pričakovane rezultate.
Če se vrnemo k etalonu. Le ta mora izpolniti še kaj drugega, kot odobravanje pisatelja. Mora imeti točno znano vrednost, katero ugotavljamo s primerjavami, kot opisano v prejšnjem odstavku, to točnost mora zagotavljati ves čas, vsaj v nekem znanem ali predvidljivem pasu, čemur normalno rečemo dolgotrajna stabilnost, mora imeti ustrezno obliko, da so primerjave navzdol omogočene in prinašajo zadostno točnost ter omogočajo splošno uporabo. Množici najbolj znan etalon je verjetno utež, ki ima tudi zgodovinsko gledano dolgo tradicijo. Že liter vode je znan domač etalon za 1 kilogram, in je za večino stvari izven stroke dovoljšen približek. Prva definicija (sicer še izven Metrske konvencije) je bila postavljena s pomočjo litra vode. Danes večino sveta (vsaj v znanstvenem in strokovnem okolju) uporablja uteži v obliki osnovne merske enote kilograma, ter vseh njegovih izpeljank (predpone). V svetu najbolj uporabljeno priporočilo (normativ) za uteži je OIML R111-1, ki opredeljuje uteži od 1 miligrama, vse tja do 5 ton. Seveda poznamo tudi uteži manjše od 1 [mg] in večje od 5000 [kg], a te so standardizirane. Predpisan je material (najbolj uporabljeno je jeklo, lahko tudi aluminij ali medenina), dimenzije (načeloma so miligramske uteži žičnate ali v obliki ploščic, medtem ko so gramske in kilogramske uteži valjaste oblike), površinska obdelava (polirano ali obdelano s površinskim slojem) ter točnost – ali bolje rečeno razred točnosti – oziroma največje dovoljeno odstopanje posamezne uteži glede na razred točnosti. In danes liter vode določamo s pomočjo kilograma in ne obratno, saj je gravimetrija (masa) veliko bolj točna kot volumetrija (volumen). Praktično se vse meritve volumna na najvišji ravni dogajajo s pomočjo mase.
Etaloni so najrazličnejših oblik in izvedb. Načeloma lahko etalon izdela kdorkoli. Nenazadnje, delavec v gozdu, ki podira in žaga drevje, največkrat sam izdela etalon (1 meter), da potem vse hlode razžaga na enako dolžino. Tudi temu lahko rečemo etalon. Njegova točnost je seveda bistveno manjša, a ni smisel etalona samo najvišja točnost, predvsem je to njegova uporabnost in zadovoljevanje potreb v danem trenutku. Bistveno pri vsem tem je, da se uporabnik etalona zaveda zmožnosti etalona, da ne preceni njegove točnosti in le to uporablja skladno z namenom. Saj kakovost je vendar, poenostavljeno rečeno, izpolnjevanje zahtev in pričakovanj uporabnika (kupca). Tovrstnih primerov je še veliko. Vojak lahko hitro in učinkovito razdalje meri (ocenjuje) s pomočjo delov telesa. V danem položaju verjetno povsem dovolj dobro. Ljudje imamo zelo dober občutek za mere, ki jih lahko primemo. V območju milimetra, vse tja do metra ali celo več, bo večina ljudi znala kar dobro oceniti dolžino. Krajše ali daljše razdalje nam vseeno predstavljajo večje težave, in so razlike bistveno večje. Podobno je pri temperaturi. Zelo hitro občutimo razlike pri t.i. sobnih (bivanjskih) temperaturah. Hitro namreč občutimo razliko med 20 °C in 21 °C, medtem ko pri -10 °C in -11 °C, kaj šele pri večjih odstopanjih, ne občutimo neke razlike.
Zato je človek razvil merila. Zato, ker nismo objektivni, oziroma nismo sposobni zaznati razlik. Merila prinašajo objektivne dokaze za neko lastnost, ki jo izmerimo. In etaloni so neke vrste merilnih sredstev, ki zagotavljajo stabilnost, ki nam omogočajo izpeljavo primerjav, da je meter, kilogram, stopinja Celzija, itd. povsod po svetu enaka. Vsaj približno enaka. Dovolj dobro, bi sam rekel. To je tudi sicer osnovno načelo meroslovja. Dovolj dobro. Izmeriti dovolj dobro. V danem trenutku, v danih razmerah, glede na zahteve in potrebe zadovoljivo. In etaloni so eden od kamenčkov v mozaiku pri tem. So eden od stebrov meroslovja v svetu. Boljši so etaloni, boljše je meroslovje. Sicer z njimi še vedno upravlja človek, a vendar je etalon sredstvo, kjer je človeški faktor kar se da izničen. V črki Č sem razmišljal o človeku, in človek nima meja. V pozitivno ali negativno smer, da se razumemo. Iz zgodovine smo se naučili, da je tudi na področju etalonov prišlo do napak, do hudih pomot. Navsezadnje, je prva definicija metra, ki je bila postavlja s pomočjo t.i. H palic, prinesla hudo zmoto. Ni bila usodna, a vendar so naknadno (kar nekaj desetletij) ugotovili, da sta H palici približno 0,2 mm prekratki. Niti ne zato, ker bi nekdo izdelal prekratki, ampak zaradi napake v izračunu, pri katerem niso upoštevali, da je zemlja krogla. Kako zanimivo, da tudi preko merskih enot lahko dokažemo, da je zemlja okrogla. A vendar ima teorija »ravne zemlje« privržence povsod okrog na zemlji (povsod OKROG). To so zapisali celo sami. No, in imate odgovor, kako dobri so etaloni. Toliko kot ljudje, ki upravljajo z njimi. Kar velja za vse, kar nas obdaja in etaloni so po mojem mnenju še dokaj varna zadeva.
Primož
Naslednjič, 1. maj 2024, OBLIKA (FORMA)