Σύμβαση του μέτρου

Το μετρικό σύστημα αναπτύχθηκε στη Γαλλία τη δεκαετία του 1790. Το μήκος του μέτρου έγινε το ένα δεκάκις εκατομμυριοστό της απόστασης μεταξύ του Βόρειου Πόλου και του ισημερινού. Μεταξύ 1791 και 1798 οι Γάλλοι Delambre (μαθηματικός και αστρονόμος) και Méchain (αστρονόμος) μέτρησαν την απόσταση μεταξύ Δουνκέρκης και Βαρκελώνης. Οι μετρήσεις χρησιμοποιήθηκαν για να κατασκευαστεί μια μεταλλική ράβδος μήκους ακριβώς 443,296 lignes (το ligne είναι μια παλιά γαλλική μονάδα μήκους ίση με το ένα δωδέκατο της γαλλικής ίντσας). Η ράβδος θα χρησιμοποιούνταν ως πρότυπο για το μέτρο. Η ράβδος ονομάστηκε αργότερα metre des archives. Μέχρι τη δεκαετία του 1860 διαπιστώθηκε ότι το metre des archives ήταν κατά 0,03% μικρότερο από ό,τι υποτίθεται ότι ήταν.

Η Μεγάλη Έκθεση του Λονδίνου το 1851 και η Διεθνής Έκθεση του Παρισιού το 1867 είχαν δείξει την ανάγκη να χρησιμοποιούν τα διάφορα έθνη τις ίδιες μονάδες μέτρησης. Στη δεκαετία του 1860 υπήρξαν πολλές συζητήσεις από αστρονόμους και τοπογράφους εκτός Γαλλίας για το αν θα έπρεπε να χρησιμοποιούν το μέτρο των αρχείων ή αν θα έπρεπε να χρησιμοποιήσουν ένα "νέο μέτρο" που θα λάμβανε υπόψη του το σφάλμα του 0,03%. Η Πρωσία πρωτοστάτησε στη διοργάνωση συνεδρίων στο Βερολίνο για τη συζήτηση του θέματος. Η Γαλλία δεν συμμετείχε στις διασκέψεις. Πριν προλάβουν να ληφθούν οποιαδήποτε μέτρα, ξέσπασε ο γαλλοπρωσικός πόλεμος. Η Πρωσία νίκησε τη Γαλλία και σχηματίστηκε η Γερμανική Αυτοκρατορία.

Το 1875 η Γαλλία κάλεσε εκπροσώπους στο Παρίσι για να συζητήσουν το θέμα. Αυτό βοήθησε τη Γαλλία να πετύχει μια διπλωματική νίκη έναντι της Πρωσίας και της Γερμανικής Αυτοκρατορίας.

Η συνθήκη υπογράφηκε από δεκαεπτά από τις χώρες που συμμετείχαν στη διάσκεψη στο Παρίσι στις 20 Μαΐου 1875. Το Ηνωμένο Βασίλειο και οι Κάτω Χώρες πήγαν στη διάσκεψη αλλά δεν υπέγραψαν τη συνθήκη εκείνη τη στιγμή. Μετά από περαιτέρω εξέταση, το Ηνωμένο Βασίλειο υπέγραψε τη συνθήκη το 1884.

Η συνεδρίαση συμφώνησε:

• Θα δημιουργηθούν τρεις οργανισμοί για τη διαχείριση της συνθήκης.
• Θα κατασκευάζονταν πανομοιότυπα αντίγραφα του μέτρου και του χιλιόγραμμου. Ένα αντίγραφο του καθενός θα επιλεγεί ως το διεθνές κύριο αντίγραφο. Τα άλλα αντίγραφα θα διανέμονται στα κράτη μέλη.
• Το κύριο αντίγραφο του μέτρου και του χιλιόγραμμου θα φυλάσσεται στο εργαστήριο.
• Το εργαστήριο θα βρίσκεται σε ουδέτερο έδαφος.
• Τα μέλη θα συγκρίνουν τα αντίγραφά τους με τα κύρια αντίγραφα σε τακτά χρονικά διαστήματα.
• Οι οργανώσεις θα προωθήσουν τη χρήση του μετρικού συστήματος.

Ο οργανισμός που δημιουργήθηκε με τη συνθήκη ήταν το Διεθνές Γραφείο Μέτρων και Σταθμών. Η γαλλική του ονομασία είναι Bureau international des poids et mesures. Η συντομογραφία του είναι BIPM. Το BIPM έχει την έδρα του στο Pavillon de Breteuil, Sèvres, Γαλλία (κοντά στο Παρίσι). Στο BIPM εργάζονται περίπου 70 άτομα. Ο προϋπολογισμός του για το 2013 ήταν πάνω από 10 εκατομμύρια ευρώ (12 εκατομμύρια δολάρια).

Οι τρεις οργανισμοί δημιουργήθηκαν στο πλαίσιο της συνθήκης. Πρόκειται για τους εξής:

• Το Διεθνές Γραφείο Μέτρων και Σταθμών (BIPM).
• Η Γενική Διάσκεψη για τα βάρη και τα μέτρα (CGPM).
• Η Διεθνής Επιτροπή Μέτρων και Σταθμών (CIPM).

Το Γραφείο είναι υπεύθυνο για τη διαφύλαξη του διεθνούς πρωτότυπου χιλιόγραμμου.

Η επίσημη γλώσσα των οργανισμών είναι τα γαλλικά. Μέχρι το 1988 όλες οι εκθέσεις των συνεδριάσεων δημοσιεύονταν μόνο στα γαλλικά. Από τότε χρησιμοποιούνται τόσο τα αγγλικά όσο και τα γαλλικά. Οι συντομογραφίες βασίζονται στις γαλλικές λέξεις και όχι στις αγγλικές. Οι επίσημες επικοινωνίες μεταξύ του BIPM και της Γαλλίας διεξάγονται μέσω του γαλλικού Υπουργείου Εξωτερικών. Οι επίσημες επικοινωνίες με άλλες χώρες διεξάγονται μέσω της πρεσβείας της χώρας αυτής στο Παρίσι.

Γενική Διάσκεψη για τα βάρη και τα μέτρα (CGPM)

Η Γενική Διάσκεψη για τα μέτρα και τα σταθμά ιδρύθηκε στο πλαίσιο της Σύμβασης για το μέτρο ως όργανο του BIPM. Παρέχει στο BIPM την εντολή και τον προϋπολογισμό του εκ μέρους των κρατών μελών. Η γαλλική ονομασία της είναι Conférence générale des poids et mesures. Η συντομογραφία της είναι "CGPM".

Η CGPM συνεδριάζει κάθε τέσσερα έως έξι χρόνια. Η πρώτη συνάντηση έγινε το 1889 και η 24η συνάντηση έγινε το 2011. Κάθε κράτος μέλος έχει μία ψήφο. Η Γαλλία εκπροσωπείται από τον υπουργό Εξωτερικών της και τον πρόεδρο της Γαλλικής Ακαδημίας. Ο Γάλλος υπουργός Εξωτερικών είναι ο πρόεδρος της εναρκτήριας και της καταληκτικής συνεδρίασης κάθε συνόδου της CGPM. Ο πρόεδρος της Γαλλικής Ακαδημίας προεδρεύει στις υπόλοιπες συνεδριάσεις της CGPM.

Το CGPM:

• Συμφωνεί με τον προϋπολογισμό του BIPM.
• Συμφωνεί τις πληρωμές των κρατών μελών.
• Διορίζει τα μέλη του CIPM.
• Δέχεται προτάσεις από το CIPM.

Διεθνής Επιτροπή Μέτρων και Σταθμών (CIPM)

Η Διεθνής Επιτροπή Μέτρων και Σταθμών συστάθηκε στο πλαίσιο της Σύμβασης του Μέτρου ως όργανο του BIPM. Συμβουλεύει την CGPM και εποπτεύει το BIPM. Η γαλλική της ονομασία είναι Comité international des poids et mesures. Η συντομογραφία της είναι CIPM.

Η CGPM έχει 18 μέλη. Τα μέλη αυτά είναι γνωστοί εμπειρογνώμονες σε θέματα μετρήσεων που εκλέγονται από την CGPM. Όλα πρέπει να προέρχονται από διαφορετικές χώρες. Ένα από τα μέλη του CIPM πρέπει να είναι Γάλλος. Συνεδριάζουν μία ή δύο φορές το χρόνο στο Παρίσι. Η CIPM επικουρείται από ορισμένες συμβουλευτικές επιτροπές. Τον Φεβρουάριο του 2014 υπήρχαν δέκα τέτοιες επιτροπές. Εννέα από τις επιτροπές είναι αφιερωμένες σε ειδικούς τύπους μετρήσεων, όπως ο Ηλεκτρισμός και ο Μαγνητισμός, το Μήκος, η Φωτομετρία και η Ραδιομετρία, η Θερμομετρία και ο Χρόνος και η Συχνότητα. Το CIPM διορίζει άτομα σε αυτές τις επιτροπές.

Η δέκατη επιτροπή ονομάζεται Συμβουλευτική Επιτροπή Μονάδων (ΣΜΕ). Ο πρόεδρός της διορίζεται από την CIPM. Τα υπόλοιπα μέλη της επιτροπής διορίζονται από άλλους οργανισμούς. Στους οργανισμούς αυτούς περιλαμβάνονται ο Διεθνής Οργανισμός Τυποποίησης (ISO) και το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST). Έργο της CCU είναι να διασφαλίσει ότι όλοι οι ορισμοί του SI είναι συνεπείς. Συντάσσει επίσης το πρότυπο SI το οποίο ονομάζεται φυλλάδιο SI.

Pavillon de Breteuil

Τα γραφεία και τα εργαστήρια του BIPM βρίσκονται στο Pavillon de Breteuil, Sèvres, Γαλλία (κοντά στο Παρίσι).

Το BIPM φροντίζει για το διεθνές πρωτότυπο χιλιόγραμμο (IPK) για το CGPM. Παρέχει εργαστηριακές υπηρεσίες για το CGPM και το CIPM. Τα κράτη μέλη χρησιμοποιούν τα εργαστήρια του BIPM όταν ελέγχουν το δικό τους αντίγραφο του χιλιόγραμμου με το IPK. Τα γραφεία του BIPM είναι επίσης η έδρα της CGPM και της CIPM.

Το 1875 η σύμβαση ασχολήθηκε μόνο με την τυποποίηση του κιλού και του μέτρου. Η σύμβαση αναθεωρήθηκε το 1921 για να συμπεριλάβει όλες τις φυσικές μετρήσεις. Το 1933 η CGPM ενέκρινε τις προσπάθειες που γίνονταν για τη συγχώνευση των ηλεκτρικών και φωτομετρικών μονάδων στο μετρικό σύστημα.

Ανάπτυξη του SI

Στα τέλη του δέκατου ένατου και στις αρχές του εικοστού αιώνα ορίστηκαν πολλές νέες μονάδες μέτρησης με τη χρήση του μετρικού συστήματος. Οι μονάδες μέτρησης που χρησιμοποιούνταν σε ηλεκτροστατικές εφαρμογές, ηλεκτρομαγνητικές εφαρμογές και συστήματα ηλεκτρικής διανομής ήταν ασύμβατες μεταξύ τους. Η χρήση της τυποποιημένης βαρύτητας στους ορισμούς δυνάμεων και πιέσεων είχε ως αποτέλεσμα να οριστούν περισσότερες μονάδες μέτρησης από όσες ήταν απαραίτητες.

Μετά τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο, η Διεθνής Ένωση Καθαρής και Εφαρμοσμένης Φυσικής (IUPAP) και η γαλλική κυβέρνηση ζήτησαν από το BIPM να εξετάσει το θέμα. Το 1948, η 9η CGPM ζήτησε από το CIPM να διεξάγει μια μελέτη σχετικά με τις μονάδες μέτρησης που χρησιμοποιούνται από τα κράτη μέλη. Το CIPM υπέβαλε έκθεση και το 1954 η 10η CGPM αποφάσισε να δημιουργήσει ένα νέο σύστημα μονάδων. Θα υπήρχαν έξι βασικές μονάδες. Αυτές ήταν το μέτρο, το χιλιόγραμμο, το δευτερόλεπτο, το αμπέρ, ο βαθμός Κέλβιν (που αργότερα μετονομάστηκε σε Κέλβιν) και το καντέλα. Το νέο σύστημα δημοσιεύθηκε το 1960. Η 11η CGPM το ονόμασε Διεθνές Σύστημα Μονάδων. Η σύντομη ονομασία του ήταν "SI". Αυτό προήλθε από τη γαλλική ονομασία, [Le Système international d'unités] σφάλμα: {{lang}}: text has italic markup (βοήθεια). Το BIPM περιέγραψε το SI ως "το σύγχρονο μετρικό σύστημα".

Από το 1960 το BIPM έχει κάνει αρκετές βελτιώσεις στο SI. Ορισμένες από τις βελτιώσεις περιλαμβάνουν την ανάπτυξη νέων τρόπων μέτρησης υψηλής ακρίβειας. Άλλες βελτιώσεις περιλαμβάνουν μικρές αλλαγές στις λεπτομέρειες των ορισμών.

Χρόνος συντονισμού

Το ατομικό ρολόι κατέστησε δυνατή την πολύ ακριβή χρονομέτρηση. Η γη επιβραδύνεται. Την "εποχή των δεινοσαύρων" η γη περιστρεφόταν μία φορά κάθε 23 ώρες. Τώρα είναι δυνατόν να μετρηθούν οι μεταβολές στην περιστροφή της Γης που προκαλούνται από τα ηφαίστεια και τα τσουνάμι. Αυτό γίνεται από τη Διεθνή Υπηρεσία Περιστροφής της Γης (IERS). Η IERS προτείνει δίσεκτα δευτερόλεπτα όταν αυτά χρειάζονται. Στο πλαίσιο της Σύμβασης του Μέτρου, το BIPM έχει αναλάβει τον συντονισμό πάνω από 200 ατομικών ρολογιών σε όλο τον κόσμο. Τα ρολόγια αυτά βρίσκονται σε 50 διαφορετικά εθνικά εργαστήρια.

Συμφωνία αμοιβαίας αναγνώρισης (MRA)

Πολλές συσκευές μέτρησης πρέπει να επαναβαθμονομούνται σε τακτά χρονικά διαστήματα. Αυτές οι συσκευές μπορεί να είναι αντλίες βενζίνης. Μπορεί να είναι ζυγαριές. Μπορεί να είναι πολύπλοκος ιατρικός εξοπλισμός όπως οι σαρωτές μαγνητικής τομογραφίας. Κατά την επαναβαθμονόμηση της συσκευής εκδίδεται πιστοποιητικό. Η ίδια η συσκευή που χρησιμοποιείται για τη βαθμονόμηση πρέπει να βαθμονομηθεί. Οι συσκευές αυτές συχνά επαναβαθμονομούνται σε εθνικό εργαστήριο μετρολογίας. Νομικά προβλήματα μπορεί να προκύψουν εάν μια βαθμονόμηση που γίνεται σε μια χώρα δεν αναγνωρίζεται σε μια άλλη χώρα.