ВНИИМ имени Менделеева

Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии имени Д. И. Менделеева (сокращённо ВНИИМ им. Д. И. Менделеева) — старейшее и одно из крупнейших метрологических учреждений России, расположенное в Санкт-Петербурге. Институт является государственным научным центром Российской Федерации, выполняющим функции главного метрологического института страны по обеспечению единства измерений в области физико-химических, механических, теплофизических, оптических и акустических величин, а также по хранению и воспроизведению национальных эталонов. ВНИИМ подчинён Федеральному агентству по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт).

История

Основание и первые годы (1842—1917)

История института восходит к 1842 году, когда по указу императора Николая I в Санкт-Петербурге было учреждено Депо образцовых мер и весов — первое государственное метрологическое учреждение России. Его создание было связано с необходимостью унификации системы мер после введения в 1835 году Положения о мерах и весах, которое установило единые для всей империи эталоны длины (сажень) и массы (фунт). Депо размещалось в здании Петропавловской крепости, а его первым хранителем стал академик А. Я. Купфер.

В 1892 году управляющим Депо был назначен выдающийся учёный Дмитрий Иванович Менделеев. Под его руководством учреждение было коренным образом реформировано. В 1893 году Депо было преобразовано в Главную палату мер и весов — центральное научно-административное учреждение по метрологии. Менделеев создал при Палате современные лаборатории, организовал систематическую поверку измерительных приборов и наладил изготовление точных копий эталонов. В 1899 году был принят новый закон о мерах и весах, который ввёл в России метрическую систему в качестве факультативной (наряду с традиционной). При Менделееве Палата стала одним из ведущих метрологических центров мира.

Советский период (1917—1991)

После Октябрьской революции 1917 года деятельность Палаты была продолжена. В 1931 году Главная палата мер и весов была переименована во Всесоюзный научно-исследовательский институт метрологии (ВНИИМ). В 1934 году институту было присвоено имя Д. И. Менделеева. В советское время ВНИИМ стал головным институтом Государственной службы мер и измерительных приборов СССР. Здесь были созданы и хранились государственные эталоны основных единиц измерений — метра, килограмма, секунды, ампера и других.

В годы Великой Отечественной войны институт был частично эвакуирован в Свердловск, но продолжал работу, обеспечивая измерительными приборами оборонную промышленность. После войны началось активное восстановление и развитие эталонной базы. В 1960—1980-х годах ВНИИМ участвовал в создании эталонов для новых областей науки и техники — лазерной техники, квантовой электроники, космических исследований.

Современный этап (с 1992 года)

После распада СССР ВНИИМ сохранил статус головного метрологического института России. В 1994 году он был удостоен статуса Государственного научного центра Российской Федерации. В 2000-е годы институт активно модернизировал эталонную базу, переходя на квантовые стандарты. В 2018 году ВНИИМ ввёл в эксплуатацию новый эталон килограмма, основанный на постоянной Планка (метод «ватт-весов»), что позволило отказаться от материального эталона — международного прототипа килограмма.

Сегодня ВНИИМ продолжает развивать эталонную базу, участвует в международных сличениях эталонов, разрабатывает методики измерений и стандартные образцы состава и свойств веществ.

Структура и направления деятельности

ВНИИМ имеет сложную организационную структуру, включающую научно-исследовательские отделы, лаборатории, конструкторские бюро и опытное производство. Основные направления деятельности:

Эталонная база

Институт является хранителем и разработчиком национальных эталонов — высших по точности средств измерений, обеспечивающих единство измерений в стране. По состоянию на 2024 год ВНИИМ хранит более 50 государственных первичных эталонов, в том числе:

• Эталон единицы массы (килограмм) — реализован на основе весов Киббла (ватт-весов), точность порядка 10⁻⁸.
• Эталон единицы длины (метр) — воспроизводится с помощью гелий-неоновых лазеров с частотной стабилизацией.
• Эталон единицы времени и частоты (секунда) — на основе цезиевых реперов и водородных стандартов частоты.
• Эталон единицы силы тока (ампер) — на основе квантового эффекта Холла.
• Эталоны температуры (кельвин), давления, плотности, вязкости, электрического напряжения, оптической плотности и другие.

Фундаментальные и прикладные исследования

ВНИИМ ведёт исследования в области:

• Квантовой метрологии — разработка эталонов на основе фундаментальных физических констант (постоянная Планка, скорость света, заряд электрона).
• Физико-химических измерений — создание стандартных образцов состава газов, жидкостей и твёрдых веществ, методик анализа.
• Акустики и вибрации — разработка эталонов звукового давления, виброускорения.
• Оптики — создание эталонов светового потока, силы света, спектральной чувствительности.
• Теплофизики — разработка эталонов теплопроводности, теплоёмкости, температурных шкал.

Разработка и поверка средств измерений

Институт разрабатывает и выпускает (на собственном опытном заводе) высокоточные измерительные приборы: весы, манометры, термометры, расходомеры, анализаторы состава веществ. ВНИИМ также проводит поверку и калибровку средств измерений для предприятий и организаций, аккредитован в качестве национального органа по сертификации.

Международное сотрудничество

ВНИИМ участвует в работе Международного бюро мер и весов (BIPM), Международной организации законодательной метрологии (OIML), Европейской ассоциации национальных метрологических институтов (EURAMET). Институт регулярно проводит международные сличения национальных эталонов, что обеспечивает взаимное признание результатов измерений между странами.

Основные достижения

• Создание первого в России эталона килограмма на основе постоянной Планка (2018).
• Разработка эталонов единиц электрических величин на основе квантовых эффектов (Джозефсона, Холла).
• Создание государственного первичного эталона единицы мощности электромагнитных колебаний в волноводных трактах.
• Разработка стандартных образцов состава газовых смесей для экологического мониторинга и промышленной безопасности.
• Участие в создании системы обеспечения единства измерений для космической программы (спутники, ракетная техника).

Музей

На территории института (Московский проспект, 19) действует Музей ВНИИМ им. Д. И. Менделеева, основанный в 1895 году по инициативе Д. И. Менделеева. Экспозиция включает:

• Исторические эталоны мер и весов (аршин, фунт, ведро, золотник).
• Рабочие инструменты Д. И. Менделеева и его личные вещи.
• Образцы первых советских измерительных приборов.
• Современные эталоны и демонстрационные стенды.

Музей открыт для посещения по предварительной записи.

Критика и проблемы

В деятельности ВНИИМ отмечаются следующие сложности:

• Устаревание части эталонной базы — некоторые эталоны, созданные в 1970—1980-х годах, требуют модернизации, что связано с высокой стоимостью.
• Недостаток финансирования — по оценкам экспертов, бюджетное финансирование метрологии в России в 2010-е годы было ниже, чем в ведущих странах (США, Германия, Китай).
• Кадровый дефицит — нехватка молодых специалистов, особенно в области квантовой метрологии и микроэлектроники.

Тем не менее, ВНИИМ продолжает оставаться одним из ключевых элементов научно-технической инфраструктуры России, обеспечивая точность измерений в промышленности, науке, здравоохранении и обороне.

Источники

• Официальный сайт ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» (vniim.ru).
• Федеральный закон «Об обеспечении единства измерений» № 102-ФЗ (2008).
• История Главной палаты мер и весов / под ред. Ю. В. Тарбеева. — СПб.: Наука, 1993.
• Менделеев Д. И. О мерах и весах. — СПб., 1895.
• Материалы Международного бюро мер и весов (BIPM).