? Ф. русский, по ст. 1-й "Положения о мерах и весах", Высочайше утвержденного 4-го июня 1899 г., определяется следующим образом: "Ст. 1. Основанием российских мер и веса (массы) служит Ф., согласованный с платиновым образцом 1835 г., приготовленным по бронзовому золоченому монетному Ф. 1747 г. и выраженный в образцовом Ф. (прототипе) из иридистой платины, носящем знаки "
1894" и равняющемся сорока миллионам девятистам пятидесяти одной тысяче двумстам сорока одной стомиллионной части международного килограмма (с точностью стомиллионной доли килограмма" [Удельный вес сего прототипа Ф., при температуре в шестнадцать и две трети градуса (по стоградусному международному водородному термометру), равняется двадцати одному целому и пятидесяти одной сотой по отношению к воде при ее наибольшей плотности; коэффициент кубического расширения сего прототипа на один градус (по вышеуказанному термометру) равняется двадцати шести миллионным частям.]. Это определение можно формулировать так: 1 Ф. русский = 0,40951241¦0,00000001 килограмма. Объем прототипа русского Ф. = 0,0951241 / 21,51 [1?0,000026•(16,667? t )] литрам. Так как с XVIII столетия и доныне установление исходных единиц массы или веса произведено согласно строгим научным требованиям только для килограмма, английского и русского Ф., то считаю полезным, сверх краткого исторического очерка, описать как сами исходные образцы русского Ф., так и способы, примененные Главной палатой мер и весов (см.) при возобновлении прототипа русского Ф., тем более что отчет "Возобновление прототипов в 1893?1898 гг." еще не появился в свет вследствие затруднений в печатании и выверке массы численных данных, помещаемых в этом отчете [Печатание отчетов о возобновлении прототипов всегда требовало продолжительного времени и в других странах, а также и при восстановлении русских прототипов в 1835 г. Так, при устройстве образцов метра и килограмма в конце XVIII столетия (1799) отчет об этом был опубликован лишь в начале XIX столетия (1810). При восстановлении английских прототипов в 1834 г., отчет появился лишь через 21 год после этого (1855). Наконец, при установлении новых прототипов килограмма и метра международной метрической комиссией в 1872?1889 гг. отчет о сравнениях килограммов был опубликован лишь в 1898 г. При Купфере, отчет о возобновлении русских прототипов в 1885 г. появился в печати лишь в 1841 г.].
Охранение верности мер и весов составляло издавна предмет заботливости русского правительства. Первоначально заведование весами поручалось духовенству, впоследствии оно перешло к приказам, а затем, с преобразованием в начале XVIII столетия приказов в коллегии, передано этим учреждениям, причем уже с середины XVIII столетия главное заведование мерами и весами принадлежало, до известной степени, камер-коллегии. Но как ранее этого времени, так и долго спустя после того не существовало таких учреждений, которые специально заведовали бы поверкой как образцовых, так и торговых мер и весов. В царствование императрицы Анны Иоанновны сделана была попытка к организации центральной, а равно и провинциальной поверочной части, и был учрежден для разработки этого вопроса особый комитет, но труды его ограничились изготовлением в 1747 г. образцового русского Ф. и определением нормальной величины аршина, послуживших исходом и для ныне употребляемых мер. В конце XVIII столетия изготовление всех вообще мер было предоставлено казенным чугунолитейным заводам, которые вместе с тем и выверяли, и клеймили эти меры. Только в начале первой половины XIX столетия, Высочайше учрежденной в 1832 г. комиссией для приведения в единообразие мер и весов в Империи, были сведены в одно целое прежде действовавшие и выработанные вновь постановления о мерах и весах. Для той же комиссии, состоящей из представителей разных ведомств, и были изготовлены академиком А. Купфером с возможной для того времени точностью образцы русских сажени и Ф., по одному экземпляру которых было передано на хранение на монетный двор и в московскую Оружейную палату.
Так как всякое возобновление прототипов имеет своей основной задачей воспроизведение в новых, возможно более совершенных образцах, чем прежде бывшие, прежних прототипов, чтобы через возобновление не нарушились основы принятой системы, то и новый прототип Ф. был устроен в 1835 г. академиком Купфером, по равенству с Ф. 1747 г., причем, сверх того, он определен еще и тем, что Ф. воды (при взвешивании в безвоздушном пространстве занимает при 13 1 / 3 ¦ Р. объем 25,019 куб. дюймов [Приводим из Полного Собрания Законов Именной указ 1835 г. 11 октября, данный сенату, распубликованный 7 ноября 1835 г.: О системе российских мер и весов: Пункт 2. "Принять за основную единицу Российского веса образцовый фунт, сделанный комиссией согласно с выведенным результатом, что российский или английский кубический дюйм воды при температуре 13 1 / 3 ¦ Реомюра в безвоздушном пространстве весит 368,361 долю, или что объем российского Ф. той же воды равен 25,019 английским кубическим дюймам, что составляет совершенное равенство с известным золоченым Ф. С.-Петербургского монетного двора, сделанным в 1747 г. и служащим с того времени основанием Российской монетной системы". Считаю долгом напомнить (см. "Временник" Главной палаты, ч. 1, стр. 88), что приведенные в законе числа явно указывают на степень погрешности, допущенной в определении Ф. при помощи воды, так как 368,361 при умножении на 25,019 дают величину, большую, чем 9216 долей, т. е. большую, чем число долей в Ф., а именно 9216,023859, а потому истинный вес русского Ф. должно определять по его прототипу, а не по весу известного объема воды, который, очевидно, приведен лишь как дополнительный, но не абсолютный способ определения веса русского Ф. Такое же заключение вытекает из того, что при определении Ф. в куб. дюймах воды даны лишь тысячные доли, следовательно, десятитысячные, несомненно, считались определенными без достаточной точности, а одна десятитысячная доля куб. дюйма воды весит около 0,0368 доли Ф. (или около 1,6 миллиграмма).]. Такой способ определения отношения между единицами веса и длины, принятый также в английской системе парламентскою комиссией 10 апреля 1816 г. (куб. фут воды при 56 1 / 2 ¦ Фаренгейта весит 1000 унций или 62 1 / 2 ?. Avoirdupois) и в метрической системе с начала XIX столетия (вес куб. дециметра воды при 4¦ Ц. принят равным 1 килограмму), несмотря на свои удобства и простоту, не удержался, однако, по причине его недостаточной точности, так как веса определяются, вообще, точнее, чем измерения длины. А потому, при следующем, произведенном в 1893?1898 гг., возобновлении прототипа русского фунта в Главной палате мер и весов, хотя и предположены (а отчасти и выполнены) обширные исследования по определению веса кубической единицы (метра) воды, тем не менее самое возобновление прототипа русского Ф. выполнено от этого независимо.
Это последнее возобновление прототипа русского Ф. можно считать начатым в 1893 г., когда, единовременно с рассмотрением проекта учреждения Главной палаты мер и весов, министром финансов С. Ю. Витте был внесен в государственный совет также и проект о необходимости возобновления основных прототипов мер длины и веса, так как существовавшие до того времени прототипы, устроенные, как мы видели выше, еще около 60 лет тому назад (1835), не могли по своим качествам отвечать современным научным требованиям, не представляли гарантий своей неизменности и не имели узаконенных, отдельно хранимых основных копий, что еще раньше принято во Франции и Англии. Такой проект министра финансов, одобренный государственным советом, был утвержден Высочайшей властью 8 июня 1893 г., вместе с положением о Главной палате мер и весов. При этом было указано, чтобы новые русские прототипы были сличены с международными, так как Россия с самого начала существования международной метрической комиссии участвовала в ней через своих представителей и получила точные копии килограмма и метра. Результатом этого указания и было выражение Ф. в килограммах и ст. 11 (см. далее) Нового Положения о мерах и весах 1899 г. За исходный пункт для возобновления прототипа Ф. был взят платиновый Ф., изготовленный академиком Купфером по сравнению с золоченым Ф. монетного двора 1747 г. и сохранявшийся после Купфера в Депо образцовых мер и весов, откуда, по преобразовании Депо в Главную палату мер и весов, названный Ф. был передан туда бывшим хранителем мер и весов, генералом В. С. Глуховым. Золоченого Ф. монетного двора 1747 г. к тому времени налицо не оказалось, а те золоченые (из медного сплава) копии его, которые академик Купфер сличал, несомненно, с прежним (1747 г.) прототипом, хотя отысканы в имуществе, полученном Главной палатой, но оказались отчасти изменившими свой вес, как можно было ожидать и по их внешнему виду: один оказался равным 409,510 г, другой ? 409,508 г. Что же касается до основного прототипа русского Ф., то он по качеству своего материала (платина), по своей укупорке в плотный латунный футляр, выложенный внутри плюшем, и по тому тщанию, с которым сохранялся, представлял много гарантий своей полной неизменности, тем более что он вовсе не употреблялся для сличений. Это последнее видно из того, что академик Купфер, изготовляя основные копии Ф., разосланные в различные учреждения империи, пользовался вспомогательными золочеными Ф., как видно в сочинении "Travaux de la Commission pour fixer les mesures et les poids de l'Empire de Russie. R edige p. A. T. Kupffer", стр. 399; бывший же после академика Купфера хранителем мер и весов генерал В. С. Глухов, на основании соображений, развитых им в печатном его сочинении под заглавием "Доклад Высочайше утвержденной Комиссии для преобразования Депо образцовых мер и весов" (1 октября 1875 г., стр. 2?4), пользовался для выверки русских Ф. образцовым английским Ф., для которого Купфер установил соотношение к русскому Ф. Только однажды, в 1875 г., применялся платиновый прототип русского Ф. ? а именно для определения его удельного веса, а затем, высушенный под колоколом воздушного насоса до постоянного веса, не применялся и хранился вместе с другими образцами в несгораемой кладовой здания Главной палаты (и бывшего Депо образцовых мер и весов). Эти обстоятельства давали право полагать, что имеющийся платиновый прототип русского Ф. не имел возможности изменить свой вес со времени его устройства и заставляли при возобновлении прототипа Ф. держаться исключительно того веса, который имеется в существующем прототипе Ф., тем более что никакой узаконенной копии этого Ф. не имелось. Другой ряд соображений, касающихся до возобновления, относился к материалу и форме прототипов. Вышеназванный прототип Ф., устроенный Купфером, был сделан, как первоначальные метр и килограмм, из платины не сплавленной (потому что прежде не могли плавить платину в больших количествах ? способы для этого найдены были лишь в середине XIX столетия Г. С. К. Девиллем), а только сдавленной и прокованной. Такая платина не может быть однородной, а потому изделия из нее обыкновенно имели внешние, хотя и малые, но несомненные пороки (раковины, ноздреватость, неравномерность плотности и т. п.). При каждом возобновлении естественно было и всегда стремились изменчивые материалы заменять менее способными ко всякого рода переменам, а потому медь и железо первых прототипов заменялись под конец платиной, а в последнее время, по предложению, сделанному Г. С. К. Девиллем в начале 70-х годов, при обсуждении материала для возобновлявшихся метра и килограмма, стали применять сплавленную иридистую платину, содержащую 90% платины и 10% иридия, потому что этот сплав не только химически чрезвычайно неизменчив (даже более, чем платина, потому что на нее царская водка действует легче, чем на ее сплавы с иридием), но и в механическом смысле пригоднее платины для прототипов, так как тугоплавче, тверже и упружее самой платины, а потому предметы из этого сплава лучше сохраняются в неизменном виде. Сверх того, вполне уместным было воспользоваться также золотым монетным сплавом, так как, во-первых, сплав этот столь же почти мало изменчив в химическом смысле, как и платина или ее сплавы, а во-вторых, гири из золотого монетного сплава, легко получаясь (а это ведет к тому, что ценность гирь может быть сравнительно невелика), представляют немаловажное удобство при взвешивании золотых монет, так как при равенстве плотностей не требуется вводить поправок на вес вытесненного воздуха, а взвешивание золотых монет при их приемке и производстве составляет один из тех случаев, при которых требуется в практике, особенно при приемке сразу больших масс, наивысшая возможная точность. Но вводить монетный золотой сплав для всех прототипов представлялось рискованным по новости приема, а потому, в виде опыта, предположено было вместе с основными платиново-иридиевыми прототипами заготовить лишь один Ф. (и его подразделения) из монетного золотого сплава. В отношении к форме прототипа и основных копий Ф. предположено было держаться формы, близкой к той, которую имеет современный прототип Ф., т. е. сделать цилиндр, диаметр которого почти равен высоте, а острые края немного округлены. Для подразделений же Ф., равно как и для подразделений килограмма (необходимых спутников прототипов), предположена, однако, новая форма, а именно цилиндров или проволок разной длины, что представляет следующие важные удобства: 1) при выделке из одного цилиндра или из одной проволоки нескольких гирь можно предполагать во всех них почти одинаковую плотность, чего не может быть и не бывает в действительности тогда, когда каждая гиря выделывается отдельно, а однообразная плотность гирь гарантирует удобство и верность введения поправок по взвешиванию в воздухе, так как они определяются в зависимости от удельного веса материала гирь. 2) Гири разного (кратного) веса при одном диаметре весьма ясно отличаются между собой по своей длине, а потому не требуют соответственных надписей, которые не только легко дают повод к ошибкам при записи, но и представляют важный недостаток гравированных на поверхности углублений, где задерживается пыль, изменяющая вес и требующая очищения промывкой, что сопряжено с неудобством, риском и напрасной тратой времени. 3) Расположение гирь в соответственных ящиках для хранения, перенесение их и положение на чашках весов, если те и другие снабжены надлежащими приспособлениями (так, чтобы цилиндры лежали горизонтально, опираясь на две точки, отстоящие от концов примерно на 1 / 4 длины), весьма сильно облегчается. 4) Немаловажно при многократных точных взвешиваниях и то, что внешняя поверхность каждой лежащей цилиндрической гири остается все время видимой, тогда как при обычной форме гирь (когда они в ящике и на чашках весов стоят на своей нижней плоскости) на нижней их поверхности могут оставаться незамеченными приставшие частицы. В таком виде и выполнены вновь заготовленные подразделения Ф. и килограмма. Для подразделений избраны две системы: фунтовая и десятичная. Первая основана на подразделении, по возможности, в 2 раза, например золотники: 48, 24, 12, 6, 3, 2 и 1 золотник, то же и для долей. Сумма гирь золотников при этом равна Ф., без необходимости добавки суммы долей, и сумма долей равна 1 золотнику. А так как ни одна гиря здесь не повторяется, то избегаются одноименные гири, которые встречаются столь часто в обычных подразделениях гирь [Например, 50, 20, 10 1 и 10 2 г, или 50, 20 1 , 20 2 и 10 г, как встречается у разных мастеров, заготовляющих разновес.], затрудняя запись и часто служа поводом к ошибкам. Для удовлетворения тем же требованиям, а именно, чтобы не было одноименных гирь и чтобы сумма гирь данного порядка равнялась (могла быть сравниваема на весах) единице высшего порядка, при десятичном счете весов (например, для подразделений "долей" Ф. или для подразделений килограммового веса) избрана система, состоящая из гирь: 4, 3, 2 и 1, потому что при этом нет повторения (а следовательно, и поводов к смешению) одноименных гирь и сумма: 4+3+2+1=10 [Например, вместо подразделений, в предшествующей выноске приведенных: 40, 30, 20 и 10 г, число гирь то же, но при сравнении со 100 г к системе 50, 20, 10, 10 пришлось бы добавить все граммовые гири. Сверх того, легко показать, что при взвешиваниях грузов разного веса число применяемых здесь гирь будет меньше, чем в обычных системах.], а это облегчает выверку системы гирь, что составляет важную, сложную и долговременную операцию, которую в учреждениях, подобных Главной палате, приходится производить часто и с большим тщанием, причем всякий вид облегчения имеет свою ценность. Таким образом, исходя из вышеописанных предположений, после надлежащего разрешения и утверждения, были приготовлены, подогнаны и выверены, со всей доступной и возможной [Такая погоня за всей возможной точностью может с первого взгляда показаться преувеличенной и в некоторой мере излишней. При этом мы должны обратить внимание на следующее: прототип Ф. употребляется лишь для выверки основных копий. С этими основными копиями сличаются рабочие копии для Главной палаты мер и весов; с этими последними копии 1 разряда для поверочных палаток торговых мер и весов, с перворазрядными копиями сличаются копии второразрядные и, наконец, с последними уже обиходные торговые меры. При такой цепи сличений, ошибка исходного прототипа может суммироваться и повлечь за собой уже заметную погрешность даже и в торговых мерах, тем более что и погрешность взвешивания, по мере удаления от прототипа, увеличивается примерно раз в пять при каждом переходе.] точностью, следующие гири: 1) платиново-иридиевый русский Ф. в виде прямого цилиндра с диаметром и высотой около 29 миллиметров, на плоскости верхнего основания которого нанесены, посредством пантографа, легкие изображения российского герба (двуглавого орла) и "1894 год". Плотность его равна 21,5471 при t¦ гири 0¦ и воды 4¦ Ц. 2) Таковой же цилиндр, но с изображением короны и 1894 года. Плотность при 0¦/4¦ равна 21,5172. 3) Таковой же цилиндр, на верхней плоскости которого нанесены, посредством пантографа, легкие изображения вензеля Государя Императора Николая II и "1894 год". Плотность при 0 ¦/4¦ равна 21,5198. 4) Платиново-иридиевый фунтовый разновес, состоящий из семи гирь: в 48, 24, 12, 6, 3, 2 и 1 золотник в виде прямых цилиндров. 5) Платиново-иридиевый граммовый разновес в 400, 300, 200, 100, 40, 30, 20, 10, 4, 3, 2 и 1 грамм, также в виде прямых цилиндров. 6) Золотой русский Ф. из монетного сплава, в форме прямого цилиндра, с диаметром в 30,8 мм и высотой равной 32,4 мм. На плоскости верхнего основания цилиндра нанесены, посредством пантографа, легкие изображения вензеля Государя Императора Николая II и "1894 год". Плотность равна 17,0885 при 0¦/4¦. 7) Золотой фунтовый разновес из того же сплава, состоящий из 11 цилиндрических гирь: в 48, 24, 12, 6, 3, 2 и 1 золотников и в 96, 48, 24 и 12 долей, и пяти в виде четырехугольных пластинок: в 6, 3, 2, 1 и 1 долей. Помимо этих гирь для палаты изготовлены были и разные другие гири, большие и меньшие Ф., из разных материалов и сплавов, чтобы, путем соответственных сравнений их, через более или менее продолжительные промежутки времени, в разных комбинациях как между собой, так и с основными прототипами и их копиями, убедиться в их пригодности для названных целей. Такие гири были изготовлены из чистого никеля, бронзы, латуни, чистой меди, стали, горного хрусталя, серебряного монетного сплава и т. д. Мы лишь упоминаем об них, так как они имели лишь косвенное отношение к самому возобновлению прототипов русского Ф., но могут иметь большое значение с течением времени.
Золотой русский Ф. с подразделениями был изготовлен на спб. монетном дворе из золотого монетного сплава, причем все гири, для достижения наивысшей плотности и однородности, были подвергаемы большим давлениям, и вообще при их изготовлении были применены все усовершенствования, приобретенные наукой и техникой для подобного рода работ. Что касается платиново-иридиевых гирь, то они в грубом (не шлифованном или полированном) виде были изготовлены известной фирмой Johnson-Mahttey С¦ в Лондоне по тем самым техническим правилам (касающимся состава, способов отливки, вытягивания, отжигания, отсутствия внешних пороков, удельного веса и т. п.), по которым г. Маттеи, известный ученый, член Royal Society, производил поставку образцовых килограммов для Международного бюро мер и весов в Париже. К апрелю 1894 г. в первой грубой отделке прототипы были готовы, после чего следовало а) придать им обтачиванием и шлифовкой надлежащую форму и размер; б) отполировать их поверхность, чтобы малейшее постороннее тело и всякие слабые знаки на ней были ясно видны; в) нанести знаки, отличающие отдельные экземпляры прототипов, но столь слабые, чтобы в их углубления не могла осаждаться пыль; г) определить их удельный вес и объем при обыкновенных температурах; д) довести вес приближенно до желаемого, не нарушая полировки; е) произвести полное сличение с нормой, чтобы окончательно определить малый перевес; ж) снять этот перевес, т. е. привести к окончательному весу; з) сличить вес с нормой через ряд повторенных, точных взвешиваний; и) произвести такое же сличение со всеми иными экземплярами и копиями, в нашем случае ? фунта; й) выверить все подразделения основной единицы веса (фунта), чтобы можно было выразить все разности в тех же единицах; и к) произвести сравнение с другими прототипами, в нашем случае с английским Ф., килограммом и с граммами. Каждое из этих действий само по себе очень сложно, требует совершенно особой работы, зависящей от строгих требований. Здесь же не только единичность экземпляров, но и большая их ценность заставляли производить каждую операцию только после ряда проб на особых побочных экземплярах, чтобы основные выходили безошибочно. Отсюда отчасти становится уже понятной продолжительность того времени, которое повсюду идет на возобновление прототипов. Эти все работы выполнены были отчасти Эртлингом в Лондоне (он их обточил, отшлифовал и отполировал, оставив избыток веса для окончательной подгонки), но главная часть работы была в этом отношении выполнена в самой Главной палате Ф. П. Завадским, вместе с мастером палаты Мельзасом, а именно окончательная отделка и подгонка к должному весу, вперемежку с определением удельного и абсолютного веса, которым предшествовало каждый раз вымывание в слабой азотной кислоте, воде, спирте и эфире, а затем высушивание в пустоте до постоянного веса. В это же время на двух из фунтов, на золотом и на одном из платиново-иридиевых, были нанесены надписи, изображающие вензель Государя Императора Николая II и "1894 год". Для того, чтобы надписи эти не нарушали сплошности поверхности, позволяющей видеть и удалить малейшие следы пыли, надписи эти не выгравированы каким-либо твердым или режущим инструментом, а составлены из ряда мелких кружков, произведенных на гильоширном станке быстровращающимся стержнем из твердого дерева или стали. Прием этот, оставляя поверхность гладкой на ощупь, дает знаки очень отчетливо видимые и представляющие много преимуществ перед гравированными или вдавленными знаками, затрудняющими полную чистоту поверхности, что при чувствительности весов должно уже иметь свое значение. Около этого же времени и даже немного ранее было приступлено к устройству и оборудованию весов и комнаты для них, в которой должны были происходить работы по возобновлению прототипа русского Ф., а также к выработке рациональной системы взвешиваний, чтобы могла быть достигнута наибольшая возможная чувствительность и точность, тем более что в первой половине 1895 г. были уже получены заказанные для этой цели весы Рупрехта до 1 кг. Для весовой комнаты было освобождено от других приборов одно из центральных помещений главного этажа палаты, там устроено было электрическое освещение, так как дневного света в этом замкнутом со всех сторон помещении было недостаточно. Комната эта окружена со всех сторон массивными стенами и коридорами, топка же производится лишь в помещениях, окружающих коридоры, благодаря чему комната отличается чрезвычайным постоянством (зимой и летом) температуры, что вместе с прочностью находящихся в ней глубоких и массивных устоев для помещения измерительных приборов очень благоприятствует достижению возможно точных результатов взвешиваний. Весы, на которых производились сравнения гирь при возобновлении прототипа русского Ф., сделаны по особому заказу палаты известным венским механиком А. Рупрехтом в 1895 г., с приспособлением, придуманным профессором Арцбергером и позволяющим издали (т. е. от места наблюдателя) производить перемену грузов на чашках. Отчет колебаний коромысла производился по так называемому оптическому способу, т. е. при посредстве отраженной зеркалом шкалы. Для этого сверху коромысла, посередине, укреплено на нем горизонтальное плоское зеркало, а над зеркалом, на колонне весов, укреплена неподвижная призма с полным внутренним отражением, перед которой, на расстоянии около 3 1 / 2 метров, помещена параллельно длине коромысла шкала, привинченная к штативу зрительной трубы. В зрительной трубе получается отраженное призмой и зеркалом изображение шкалы, а при качании коромысла кажется, будто перемещается в поле зрения шкала, по которой и делают отчеты. Постоянной линией, относительно которой производится счет делений шкалы, служит не волосок окуляра зрительной трубы, как это делается очень часто и, между прочим, применялось при сличении килограммов в международном бюро, а одно из делений той же шкалы (155-ое, продолженное во всю ширину ее), вторично отраженной в трубу особым (неподвижным) зеркалом и призмой, прикрепленными снаружи к стенкам ящика весов. Все отчеты, а также переноска гирь с плеча на плечо при способе Гаусса и перемена гирь на одном из плеч при способе Борда делаются из другой комнаты, не подходя к весам, при посредстве длинных штанг, на расстоянии около 4 м. Значение одного деления (1 div.) определяется накладыванием с такого же расстояния от весов особой формы гирьки, около 1 миллиграмма весом, во время самого колебания коромысла, не арретируя весов. Также издали, посредством особой трубы, определяется температура воздуха в весах и влажность его, при посредстве психрометра Ассмана, что вместе с отчетом высоты барометра дает все элементы, нужные для приведения веса гирь к пустоте, тем более что наблюдения А. Н. Доброхотова показали, что в воздухе палаты содержится около 0,04% углекислого газа. Наблюдатель находится отделенным от весов наглухо особой перегородкой, состоящей из деревянной доски, толщиной около 12 мм, обитой с обеих сторон листами жести, и из двух картонных листов, находящихся перед и позади деревянной доски, на некотором от нее расстоянии, и оклеенных внутри станиолем. Пространство между листами картона и жестяной обивкой заполнено воздухом. По опытам, произведенным в Главной палате, подобная перегородка способна продолжительное время задерживать лучистую теплоту, неизбежно испускаемую телом наблюдателя и производящую свое влияние даже при расстоянии в 4 метра, а это, как показывает опыт, может сильно влиять на точность взвешиваний, и оттого-то достигнутая Главной палатой точность взвешиваний превосходит точность, достигнутую при других возобновлениях, например, в Англии и Франции. В указанной перегородке сделаны соответствующие отверстия для штанг, зрительных труб и шкалы, затянутые двумя слоями замши, в которые вделаны кольца, плотно охватывающие эти предметы, таким образом, что, не мешая необходимым передвижениям означенных предметов, они в то же время не пропускают воздух в весовую комнату из окружающего коридора, откуда производятся наблюдения, что способствует сохранению в комнате постоянной температуры и неподвижности воздуха в течение более или менее продолжительного времени; при этом окончательное взвешивание производилось каждый раз лишь на другой день по установке гирь на чашках весов. При отчетах колебания весов определяются 4 элонгации, т. е. 4 показания шкалы: l 1 , l 2 , l 3 и l 4 . Равновесие L определяется по следующей формуле:
L = 1 / 8 ( l 1 + 3 l 2 + 3 l 3 + l 4 )
[Особое исследование над изменениями в колебаниях весов, зависящими от разных обстоятельств, показало, что такая формула дает всю возможную и желательную точность, сообразно со степенью точности самого отсчитывания (см. Д. Менделеев, "О приемах точных или метрологических взвешиваний", "Временник" Главной палаты, ч. 3, стр. 3, и его же, "Опытное исследование колебания весов").].
Для примера приведем сравнение международного килограмма ¦ 26, Императорской спб. академии наук, с килограммом R ., работы Эртлинга, принадлежащего Главной палате мер и весов; это одно из нескольких тысяч взвешиваний, произведенных при последнем восстановлении прототипа русского Ф.; оно было сделано уже по окончании самого восстановления, а именно для контроля, не изменился ли вес бывших в употреблении при работах килограммов. Накануне взвешивания, около 5 часов вечера 8 ноября 1899 г., гири: платиново-иридиевый килограмм ¦ 26, с одной стороны, и килограмм R 1 + некоторая сумма мелких ?, состоящая из платиновых гирек в 5 и 1 полукиллограмм и алюминиевой гирьки в 0,3 mg, с другой, были поставлены на особые переносные пластинки из горного хрусталя a и b , находившиеся на чашках весов. Затем переносные пластинки a и b с находившимися на них гирями были центрированы на чашках, а также был положен на свое место рейтер r 1 , весом 1,03066 mg, сделанный из тонкой алюминиевой проволоки и служащий для определения чувствительности весов или цены одного деления шкалы в миллиграммах. По закрытии дверец весов и по проверке правильности отражений шкалы в зрительной трубе и правильности действия переносного механизма профессора Арцбергера и арретира коромысла, весовая комната была закрыта на ключ и вполне налаженные весы были оставлены в покое до следующего дня. На особых бланках за ¦¦ 2035 и 2036 было записано, что
1) А = ¦ 26 Pt Ir / 1kg + a; B = R 1 Pt Ir / 1kg + b + ? и
2) что первоначальное положение гирь на чашках весов BA, т. е. нагрузка B находится на левой чашке весов, а нагрузка A ? на правой [Положение AB обозначает, наоборот, что нагрузка A (т. е. kg ¦ 26 + а ) находится на левой чашке, а нагрузка B (т. е. R 1 +b+ ?) ? на правой. Обозначение A ( B+r 1 ) показывает, что на правую чашку весов, к нагрузке B добавлен рейтер r 1 для определения чувствительности. Тут могут быть следующие возможные обозначения: B ( A + r 1 ), ( r 1 + A ) B и, наконец, ( r 1 + B ) A .].
На другой день, 9 ноября 1899 г. в 11,82h (т. е. в одиннадцать и 82 сотых часа дня), не входя в весовую комнату, наблюдены были и записаны на бланке температура воздуха в весах, высота барометра, после чего, по освобождении чашек и коромысла весов от арретира, началось наблюдение колебаний коромысла: l 1 =242,5; l 2 =69,75; l 3 =238,7; l 4 =73,3; откуда L 1 =155,144. Затем весы были арретированы и нагрузки переставлены в положение AB, где L 2 оказалось равным 163,294. После того еще по разу было определено L в положении BA ( L 3 =155,531) и AB ( L 4 =163,575). По окончании последнего отчета, на бланке отмечено было время окончания первого сравнения гирь 12,50h, произведенное наблюдателем Сапожниковым, и вслед за тем снова была определена температура воздуха в весах и были отсчитаны барометр, а также психрометр. Разность между нагрузками A и B рассчитывается таким образом: берется среднее арифметическое из равновесий L 1 и L 3 и сравнивается с L 2 ; разность, деленная на 2 (способ Гаусса) равна 3,978 div. (т. е. делений шкалы); затем сравнивается среднее арифметическое из L 2 и L 4 с L 3 ; разность, деленная на 2 равна 3,952 div. Среднее из 3,978, и 3,952 равно 3,9650 div. Стало быть, A=B? 3,9650div. Все весы Главной палаты устроены таким образом, что при увеличении нагрузки на правой чашке весов показания шкалы всегда увеличиваются, а потому является понятным, почему в данном случае нагрузка B больше A. В 3,22h подобное же взвешивание было произведено другим наблюдателем, Ф. Завадским, причем была определена также чувствительность: AB ( L 1 =161,988), BA ( L 2 =157,744), AB ( L 3 =162,538), BA ( L 4 =155,738), B ( A+r 1 ) ( L 5 =182,313), ВА ( L 6 =156,444). Из первых четырех равновесий вычисляется разность между A и B, а из последних трех определяется чувствительность, для чего среднее арифметическое из L 4 и L 6 вычитается из L 5 , а затем вес рейтера в миллиграммах делится на эту разность: получается значение одного деления шкалы (1 div.) в миллиграммах. По окончании этого второго взвешивания в 4,02h., по определении всех метеорологических данных, гири были переменены на пластинках a и b, т. е. то, что находилось на пластинке a, было переставлено на b, и наоборот, и 10 ноября были произведены два новых взвешивания уже в этом последнем положении. Результаты этих двухдневных взвешиваний, после введения поправок на вес вытесняемого гирями воздуха, что вычисляется, принимая средние температуры термометра весов, не меняющиеся в продолжение взвешивания более чем в тысячных долях градуса, и психрометра и среднее показание барометра за весь день наблюдений, могут быть выражены парой следующих уравнений:
9 ноября: ¦ 26 + a = R 1 + ? + b ? 0,43587 mg.
10 ноября: ¦ 26 + b = R 1 + ? + a ? 0,33251 mg.
Подставляя на место ? ее величину, т. е. ранее определенный истинный вес входящих в ? гирек, и складывая эти два уравнения, чтобы исключить a и b, получаем:
¦ 26 ? R 1 = +0,947 mg.
Взвешивания этих гирь, произведенные еще раз 11 и 12 ноября, дали следующее:
11 ноября: ¦ 26 + b = R 1 + ? + a ? 0,38566 mg.
12 ноября: ¦ 26 + a = R 1 + ? + b ? 0,47575 mg.
¦ 26 ? R 1 = +0,945 mg.
Разность между двумя полными взвешиваниями равна всего 0,002mg.
Самый процесс работ сравнения гирь при возобновлении прототипа русского Ф. происходил во времени следующим образом: сначала был сравнен платиновый Ф. 1835 г. (А. Купфера) по очереди с тремя платиново-иридиевыми Ф. 1894 г. и с золотым Ф. 1894 г.; затем платиново-иридиевый Ф. 1894 г. со знаком короны был сравнен с золотым Ф. и двумя другими платиново-иридиевыми Ф. 1894 г.; наконец, были сравнены между собой платиново-иридиевые Ф. 1894 г. со знаками герба и вензеля Государя Императора Николая II. Эти сравнения Ф. продолжались с 27 мая по 18 октября 1896 г. С 12 ноября 1896 г. началось сравнение платиново-иридиевых подразделений Ф. 1894 г. как между собой, так и с одним из платиново-иридиевых Ф. 1894 г., продолжавшееся до 16 января 1897 г., после чего было приступлено, 18 января 1897 г., к сравнению как Ф. в различных комбинациях с международным килограммом ¦ 12, принадлежащим Главной палате, так и Ф. 1835 г. с подразделениями килограмма, которое с некоторыми дополнительными работами было окончено лишь к 16 октября 1897 г. 23 октября 1897 г. началось сравнение подразделений килограмма 1894 г. между собой, продолжавшееся до середины ноября 1898 года, после того были сравнены между собой в различных комбинациях килограммы ¦ 12, ¦ 26 и R 1 в С.-Петербурге, а также произведено инспектором палаты В. Сапожниковым в Париже (в Бретейле), в Международном бюро мер и весов, сравнение платиново-иридиевого килограмма Эртлинга R 1 с международным платиново-иридиевым же килограммом C, принадлежащим бюро. Эти разные системы сличений как Ф., так килограммов, после введения всех необходимых поправок, показали, что вероятная погрешность результатов достигает до ¦0,002 или ¦0,003 mg, a отдельные взвешивания не разнятся между собой более, как на 0,02 mg, а это представляет большой шаг вперед в смысле достигнутой точности взвешивания, так как при установлении килограмма в 1799 г. погрешность отдельного взвешивания при килограмме была равна, по крайней мере, ¦1 mg, а в 30?40 гг. при возобновлении прототипов в Англии и России (при Купфере) вероятная погрешность была не более ¦0,7 mg. Наконец, при сличениях международных килограммов в 1870?90 годах вероятная погрешность была около ¦0,01 mg, а отдельные взвешивания отличались на 0,3 mg на килограмм. Должно заметить, что точность при взвешивании подразделений, т. е. при меньшей нагрузке, может быть доводима до большей степени; так, например, для 1?2 г, при взвешивании на специальных весах, вероятную погрешность можно доводить до десятитысячных долей mg, но вес, определенный с такой точностью, нельзя считать постоянным, так как гиря теряет в весе в этих пределах прямо от перекладывания с чашки на чашку.
4 июня 1899 года было Высочайше утверждено новое положение о мерах и весах, которым узаконен был новый платиново-иридиевый прототип Ф., его отношение к килограмму, приведенное в начале настоящей статьи, и, сверх того, дозволено применение международных метрических мер в Империи "наравне с основными Российскими мерами, в торговых и иных сделках, контрактах, сметах, подрядах и т. п., ? по взаимному соглашению договаривающихся сторон, а также в пределах деятельности отдельных казенных ведомств и общественных управлений с разрешения или по распоряжению подлежащих министров и с тем, чтобы распоряжения по сему предмету не обязывали частных лиц, без их согласия, применять метрические меры в сношениях с означенными учреждениями". Сверх сего, ст. 14 нового Положения гласит следующее: "Две основные копии Ф. и аршина, изготовленные из иридистой платины одновременно с прототипами и с возможной тщательностью, сличенные с последними, носят: одни ? знаки короны 1894 г., а другие ? государственного герба 1894 г. Копии с обозначением короны хранятся замурованными в железном ящике в стене здания правительствующего сената в С.-Петербурге; копии с обозначением государственного герба сохраняются в Главной палате мер и весов (ст. 1 6, п. 1) и служат для главнейших поверок. Особые основные копии Ф. и аршина со знаками герба Московской губернии, сличенные с прототипами, хранятся в железном ящике под стеклом за печатями Главной палаты мер и весов в московской Оружейной палате. Основные копии с обозначением короны и государственного герба через каждые десять лет (от 1900 г.), в мае месяце, сличаются в Главной палате мер и весов с прототипами. Через каждые двадцать пять лет производится в сей Палате сличение образцовых Ф. и аршина (прототипов) с точными, вновь сличенными, копиями международных килограмма и метра и с хранящимися в Москве копиями прототипов". А потому, во исполнение сего, замуровывание копии прототипа русского Ф. с изображением короны было произведено в сенате 19 февраля 1901 г., платиновый же прототип 1835 г. и платиново-иридиевый 1894 г.
хранятся в особом несгораемом железном шкафу в кладовой Главной палаты, в которой хранится также и копия с изображением герба. Что же касается до московской Оружейной палаты, то для нее были приготовлены особые основные копии Ф. и килограмма из чистого никеля, с изображением герба Московской губернии, и поставлены туда в особом ящике под стеклом на хранение 10 августа 1901 г., после ряда специальных сличений и надлежащих предварительных работ, состоявших в определении объема, подгонке и т. п. Эти все, как и прочие, сличения производились инспекторами палаты при участии и под непосредственным наблюдением управляющего палатой. Российский Ф. по ст. 2-й Положения о мерах и весах 1899 г. содержит 96 золотников или 32 лота; золотник ? 96 долей. 40 Ф. составляют пуд. С установлением возобновленного Ф., а равно и других мер, например длины, емкости и проч., для достижения полного единообразия обращающихся во всей стране мер и весов приняты следующие меры: 1) учреждены местные поверочные учреждения в главнейших городах Империи и в центрах производства мер и весов под названием поверочных палаток торговых мер и весов, состоящих из поверителей, сдавших установленный экзамен и обучившихся приемам поверки в Главной палате. К последней четверти 1902 г. открыты 20 палаток и одно отделение. 2) В местные палатки посылаются, для оборудования их, двойные комплекты мер, в том числе и весовые, выверенные в Главной палате по особым образцам, с определенной точностью, например для Ф. с погрешностью ¦0,5 доли для образцов 1-го разряда и ¦2 доли для образцов 2-го разряда. 3) Эти образцы снова периодически выверяются или в Главной палате, или на местах, в поверочных палатках, инспекторами палаты, командируемыми туда с особым набором (инспекторским) тщательно изготовленных мер и весов. 4) В местных поверочных палатках выверяются торговые меры с узаконенной степенью точности, например доходящей для Ф. ¦10 долей для обыкновенных торговых гирь и ¦3 доли для гирь, применяемых в торговле для взвешиваний, требующих большей точности (в аптеках, банках, ювелирных магазинах, ломбардах и т. п.). 5) Применение мер, не удовлетворяющих допускам, карается законом. 6) Все торговые меры должны быть выверяемы и клеймены через каждые три года. 7) Чины Главной палаты мер и весов обязаны, по распоряжению управляющего палатой, производить внезапные ревизии законности мер и весов, во всех казенных, общественных и частных учреждениях, где таковые применяются.
Д. Менделеев.