Aikastandardi tai aikayksikön standardi - tieteen hyväksymä muuttumaton aikayksikkö , joka on toistettu ensisijaisella standardilla korkeimmalla tarkkuudella ja joka tarjoaa fyysisen suuren tallennuksen sen siirtämiseksi toissijaisiin ja työstandardeihin [1] . Maailman ainoa yleisesti hyväksytty ajan vertailuyksikkö on toinen [2] .
Nykyaikaiset aikayksikön standardit toistavat samanaikaisesti taajuusyksikön - hertsi . Niitä kutsutaan " ajan ja taajuuden referenssiyksiköiksi ".
Käyttötarkoituksensa mukaisesti ensisijainen standardi toistaa, tallentaa aikayksikön ja siirtää sen koon toissijaisiin standardeihin, jotka eivät ole yhtä tarkkoja, mutta joilla on laajempi mittausalue. Toissijaiset standardit välittävät yksikön koon työstandardeihin, ja työntekijät puolestaan lähettävät kopion koosta vähemmän tarkkoihin standardeihin ja muihin toimiviin mittalaitteisiin [3] . Toissijaisilla standardeilla on myös todistajastandardin tehtävä, joka varmistaa tilastandardin turvallisuuden ja muuttumattomuuden sekä korvaa sen vaurion tai katoamisen sattuessa [4] .
Valtion standardeja luovat, tallentavat ja käyttävät maan keskeiset metrologiset tutkimuslaitokset [5] .
Aikamittaukset perustuvat prosesseihin, joiden jakson tulee olla vakio suurella tarkkuudella . Muinaisista ajoista lähtien tällainen prosessi on ollut Maan pyöriminen akselinsa ympäri . Sekunti oli yhtä suuri kuin 1/86400 aurinkopäivästä . Kellonaika määritettiin jonkin taivaankappaleen havainnoinnin periaatteen mukaisesti, sen kulku sen paikan pituuspiirin tason läpi , josta havainto tehtiin. Ajan myötä kävi ilmi, että vuoroveden vaikutuksesta maapallon päivän kesto oli epätasainen ja toisen määrittämismenetelmää tarkistettiin [6] .
Seuraava prosessi toisen määrittämiseksi oli tasaisempi ajan kiertokulku - trooppinen vuosi [7] . Trooppinen vuosi on ajanjakso kevätpäiväntasauksesta seuraavaan kevätpäiväntasaukseen. Aikayksiköksi on tullut 1/31556925,9447 tästä aikavälistä, ja tarkkuus on kasvanut lähes 100-kertaiseksi [2] .
Näiden tutkimusten ansiosta keksittiin heilurikellot ja myöhemmin kvartsikellot. Ajan myötä parhaat kvartsikellot ylittivät luonnollisen standardin tarkkuuden ja tarkempia menetelmiä tarvittiin.
1900-luvun 60-luvulla luotiin kvanttigeneraattori , jonka jälkeen he loivat molekyylikronometrin ja siirtyivät atomimenetelmään referenssiyksikön laskentaan. Tämän ansiosta vertailusekunnin tarkkuus on noussut erittäin korkeaksi - virheestä on tullut enintään yksi prosentin miljardiosa. Myöhemmin tämä virhe pieneni vielä 100 kertaa [8] .
Vuonna 1967 toteutettiin siirtyminen tähtitieteellisestä ajanlaskennasta atomiaikaan. Aikayksikkö sai uuden määritelmän, toinen on "aikaväli, jonka aikana esiintyy 9192631770 värähtelyä, joka vastaa energiasiirtymän resonanssitaajuutta perustilan hyperhienorakenteen tiettyjen tasojen välillä cesium-133- atomeissa " [8 ] .
Nykyaikainen ajan ja taajuuden yksikön standardi on monimutkainen kompleksi, joka sisältää: cesiumin taajuusreferenssit (tietyn taajuuden antava generaattori toistaa sekunnin koon), vedyn taajuusreferenssit , vedyn taajuuden ja aika-asteikon pitäjät, cesiumin aika-asteikon pitäjä, järjestelmä toimivan asteikon aikavälien muodostamiseen, radio-optinen taajuussilta, laitteisto aikavälien mittaamiseen, laitteisto taajuuksien vaihtamiseen, ohjaustietokone , ulkoisen vertailujärjestelmän vastaanotto- ja tallennuskompleksi, laitteisto aika-asteikkojen vertailuun meteoripolut, laitteet aika-asteikkojen vertailuun navigointiasemien kautta, siirrettävät kvanttikellot, kuljetettava laser ja järjestelmä, joka tarjoaa standardin [9] .
Vedyn pitäjän ansiosta vertailukellosta on tullut niin tarkka, että sen virhe on vain yksi sekunti 700 vuoden non-stop-käytössä [10] .
Ajan ja taajuuden mittauslaitteiden käyttöalueet [11] :