Upload
maher309
View
4
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Curs 5
Etaloane pentru mărimi electrice
1. Etalonul de intensitate a curentului electric (balanţa de curent), I
k
mgImgkI ,2
condiţii: CT 20 , vid, ecranare %5
precizie: %310
posesor: INM Bucureşti
2. Etaloane de tensiune electrică, EN
2.1. Elementul normal, Weston
etalon absolut
etalon martor
rar etalon de lucru
fr
fa
I
I
Felectrodinamică Fmecanică
2kIeF
mgG
AI
R
VE
610max
2000500int
2465
018,1
500intR element nesaturat
2000intR element saturat
Note:
1. Saturarea apare numai la CT 4 .
2. La temperatura de lucru a elementului la catod există o anumită cantitate de 4CdSO
cristalizat prin saturarea soluţiei de OHCdSO 24 (şi la CT 4 ).
VE 2465
018,1
saturat
nesaturat
25 15
E
T(°C) 3 2 1 5 4
E
t(ani)
în jurul lui 20°C:
ET=E20[1-5*10-6
(T-20)]
+ -
diafragma
Cd12Hg88 Hg
Hg2SO4 CdSO4
cristalizat
CdSO4+H2O
Condiţii de exploatare AI 610
manipulare-odihnă 24h/Tlaborator
restricţii ceva mai mici la etaloanele saturate
Varianta nouă etaloane uscate (gel) lejeritate la transport
Trei clase de etaloane de V absolute %4101 anE
martor %41054101
anE
de lucru %3104105
anE
Note:
1. Anual ele se verifică şi se reclasează.
2. Cele cu %310anE se declasează.
2.2. Etaloane de tensiune cu DZ
etaloane de lucru
rar martor
Utilizare porţiunea de rezistenţă dinamică mică
202
i
udR
Performanţe stabilizare 510U
coeficient termic CT
U%
1,0
Avantaj mArarmAI 210,110
Precizie %3105310
Scheme tipice punte cu compensarea derivei termice cu termistoare
Actual DZ compensate termic
Cele mai uzuale scheme:
B
A
u
i
RAB<
+
Ue=UDZ
+
Ue=UDZ
stabilizare U mai bună
3. Etaloane de rezistenţă electrică, RN
rezistenţe speciale, construite astfel ca rezistenţa lor să fie stabilită în timp, cu
temperatura, umiditatea, frecvenţa, modul de conectare în circuit, iar valoarea să fie
cunoscută cu precizie
Rezistoare etalon dipolare I
UR
tripolare
SCI
UR
cuadripolare
110;310210 uneoriCR
Materiale pentru rezistenţe etalon cerinţe: stabilitate în timp, variaţie mică a
rezistivităţii, rezistivitate mare,
rezistenţă mare la coroziune sau
agenţi chimici, tensiunea
termoelectromotoare mică
manganină (Cu, Mn, Ni), constantan (Cu, Ni),
kantal (Cu, Ni)
I
U
R
R
ISC
U
k j
RC RC
K J I R
RC RC
RC=rezistență contact
contact
ideal contact
real
Rezistivitatea consideram condiții normale de laborator (temperatura, umiditate)
22020120 TTT
uzual C/310,210,
la manganină, constantan, kantal C/610,510,
Pentru rezistenţe foarte mari ( MR 510,410 ) se pot folosi şi rezistenţe realizate în
scheme echivalente (stea-triunghi,
triunghi stea), sau cutii de rezistențe
etalon:
Pentru rezistenţe de valori
610410R de obicei se folosesc rezistoare în
decade, dar cu indicarea pe fiecare
decadă a Imax (dacă nu avem curentul
maxim obligatoriu înainte de utilizare
să se calculeze Imax, din R şi puterea
maximă disipată 0,01W (aer), 0,1W
(ulei)
10 rezistenţe egale
sau
1 2 2 5
1 2 3 4 x10n
rezistenţe egale valoric între ele în interiorul unei decade
contactul la nivelul cursorului este cel puţin dublu, de suprafaţă mare şi cu arcuri de
presiune, din benzi de Cu, uneori pe suprafaţă aurită sau cadmiată (pentru constanţă în
timp a RC).
4. Etaloane de capacitate electrică, CN
Cerinţe stabilitate în timp
variaţie mică la temperatură
variaţie mică la frecvenţa
variaţie mică la modulul de conectare în circuit sau cu prezenţa unui corp
învecinat
straincorpprezentafTfC __,, se realizează prin alegerea unui dielectric bun
decada
următoare
0 10
Decadă de rezistență
Capacități
parazite
Ccm C2m C1m
C2p C1p
CN
corp Creal≠CN
Masa circuitului
(pământ)
C2p C1p
CN
corp
Note:
1. La nFNC 10 se poate neglija capacitatea firelor de conexiune (care este de ordinul
pF105 ).
2. La nFNC 10 măsurarea corectă a NC se va face prin dublă măsurare (fire+ NC ,
numai fire).
3. La nFNC 10 se utilizează ecranare completă a condensatorului:
Precizia etaloane martor (mică) destul de bună: FnF 11
etaloane de lucru (styroflex) mai slabă ca mica: FnF 1001
etaloane absolute (cuarţ topit cu armături argintate / aurite) foarte bună:
pFpF 10010
5. Etalonul de inductanţă proprie, LN
precauţii de utilizare întrucât influenţele (exterioare, T, f) sunt mai mari decât la CN şi
mult mai mari ca la RN; (LN variază mult cu f).
Proceduri de realizare:
1
2 CN
tor mosor
prin modificarea
poziţiei se
modifică LN cu
cca ±20%
conexiune
serie adiţional
dublu D (unul fix şi
unul mobil)
Schema echivalentă
Decade de inductanţe etalon
Precizie uzual 0,5...1%
rar 2%
6. Etaloane de frecvenţă
6.1. Etaloane cu cuarţ
Cuarţul este tăiat sub un anumit unghi faţă de axa optică (35°) pentru ca influenţele
exterioare (T, umiditatea) să fie minime.
Pentru stabilitate se face termostatare 20°±2°C.
Precizia 10-6
%
R10 R1
LN10
RP10
LN1
RP1
Decadă de inductanță
decada
următoare
0 10
CP
RP LN
Oscilator
cuarţ
Multiplicator
sau divizor
frecvenţă
Afişaj
6.2. Etaloane atomice
Principiu proprietatea de emisie a unei radiaţii energetice ΔW la trecerea unui atom al
unui izotop de la o stare energetică superioară, W2, la una inferioară, W1,
dependentă de frecvenţa de tranziţie, f, a acestei radiaţii:
fpkWWW 12
kp este constanta Planck
Se utilizează atomi de H2, Cs, Rb, Kr
Etalonul naţional cu H2 la IFA Măgurele.
Modificare a fcomp. până la tranzitarea tuturor atomilor W2W1
fcompf .
Precizie %1510...1210
Stabilitate C
%1110...1010
Termostatare C2
Cameră de
ionizare
W2
Rezervor
de atomi
Atomi cu
W1, W2
SS1
Atomi cu W1
SS2
Atomi cu W1
Oscilator cuarţ
fcompf .
Atomi cu W2 Rezonanţă ffcomp.
Comandă modificare
fcomp.
SS1
SS2
selectoare stare energetică
7. Etaloane de intensitate a câmpului magnetic H şi de flux magnetic Φ
măsurarea se face într-o zonă în care câmpul magnetic este uniform (linii de câmp
paralele)
se pot folosi Bobine Helmholtz
razele r1, r2 ale bobinelor r1≠r2
numărul de spire N1, N2 ale bobinelor N1≠N2
raportul
2
2
1
2
1
r
r
N
N
în plus se realizează ecranarea
Valori câmp m
A8001,0
Pentru câmpuri mai intense electromagneţi cu concentratori de câmp în zona de
măsurare dificultăţi constructive şi de omogenizare a
câmpului
Prin amplasarea în zona centrală a bobinelor a unei bobine de măsură etalonul de
flux magnetic Φ
Verificări periodice 6 luni (mărime magnetică)
Precizie 10-1
%