Стандартное Вольт и Ампер


14

Недавний вопрос о том, как вычислить точность схемы, заставил меня задуматься о калибровке в целом.

В частности, в качестве ЭЭ мы обычно используем вольт и ампера как единое целое, и все же это довольно неопределенные и сложные вещи для количественной оценки.

Раньше считалось, что вольт определялся «стандартной ячейкой», которая где-то была заперта в хранилище, но это изменилось на использование «стандарта напряжения Джозефсона», который представляет собой сложную систему, в которой используется сверхпроводящая микросхема интегральной схемы, работающая на 70– 96 ГГц для генерации стабильных напряжений, которые зависят только от применяемой частоты и фундаментальных постоянных.

Последнее не совсем то, что можно было бы бросить вместе в подвале или даже в отделах по тестированию в большинстве компаний.

Ампер хуже. В SI он определяется как «Тот постоянный ток, который, если его поддерживать в двух параллельных параллельных проводниках бесконечной длины, незначительного круглого сечения и разместить на расстоянии одного метра в вакууме, будет создавать между этими проводниками силу, равную 2 × 10». −7 ньютонов на метр длины. "

У меня НЕТ ИДЕИ, как кто-то может измерить это.

Раньше Ома определялась конкретным ростом и весом ртути, но от нее отказались, чтобы она была производной от 1В и 1А.

Все это заставляет меня задуматься, сколько из того, что мы используем, откалибровано для чужого счетчика. И сколько из этих счетчиков откалибровано для кого-то другого ... и так далее, и так далее. Похоже, один большой карточный домик.

Есть ли какой-то промежуточный стандарт мер или оборудования, которое вы можете купить, чтобы использовать в качестве откалиброванных эталонов для 1V, 1A и 1R? (Очевидно, вам нужны только два из них.)

Дополнительный вопрос: есть ли какая-нибудь сертификационная наклейка, на которую нужно обратить внимание при покупке счетчика или другого оборудования, которая указывает, что он действительно проверен на фактические значения СИ по сравнению, например, с Fluke?


2
Определение Ампера совсем не расплывчато, скорее наоборот. Но да, это невозможно измерить на практике. В целом интересный вопрос. Метрология вообще заставляет меня чаще чесать голову, чем нет.
Dampmaskin

2
Непосредственно реализация «Определение», вероятно, является слишком сложной и чрезмерной для большинства приложений, поэтому доступны различные «достаточно хорошие» реализации эталонных устройств. Например, nvlpubs.nist.gov/nistpubs/Legacy/TN/nbstechnicalnote1239.pdf Кроме того, если вы платите больше денег, вы можете сократить «цепочку калибровки», например, вместо использования случайности, вы используете то, что использует случайность.
user3528438

1
@ MarcusMüller: Интересная страница в NIST по измерению нового определяемого тока: nist.gov/news-events/news/2016/08/counting-down-new-ampere
Питер Смит

1
@Dampmaskin, что-нибудь со словами «бесконечный» и «незначительный» в моей книге неясно;)
Trevor_G

2
Просто помните старую аксиому: если это работает, это Fluke.
Hot Licks

Ответы:


14

Все это заставляет меня задуматься, сколько из того, что мы используем, откалибровано для чужого счетчика. И сколько из тех метров, откалибровано еще кому-то другому .. и так далее. Похоже, один большой карточный домик.

и...

Есть ли какая-то сертификационная наклейка, на которую стоит обратить внимание при покупке счетчика или другого оборудования, которое указывает, что оно действительно проверено на фактические значения СИ по сравнению с, скажем, с Fluke ...

Вы точно описали, что происходит. Вам не нужно иметь экзотический, дорогой, «золотой стандарт» в собственной лаборатории вашей компании, если у вас есть сертифицированная возможность отслеживания калибровки (если она вам нужна), вплоть до аккредитованной лаборатории, которая фактически имеет ее.

И да, они фактически помещают в ваш прибор наклейку, выпущенную аккредитованной лабораторией, с указанием даты окончания срока действия калибровки. Я видел это сам.

В доме вы окажетесь в одной из следующих ситуаций:

Прослеживаемость цепей калибровок

Напоминаю, что когда я работал в аэрокосмической промышленности, мы должны были откалибровать все измерительные приборы с их наклейкой и сертификатами калибровки и соответствующей документацией. Процедуры испытаний («рабочие стандарты»), используемые инструменты и прослеживаемость их калибровки - все они должны были быть тщательно документированы и представлены на утверждение заказчика задолго до того, как было проведено какое-либо реальное тестирование поставки продукта.

Конечно, каждая отрасль имеет свои требования и уровни качества. Я не думаю, что кто-либо может разумно ожидать, что китайский производитель дешевых мультиметров имеет такую ​​программу калибровки, потому что это не имело бы смысла ни для них, ни для их клиентов.

Возвращаясь к цепочке прослеживаемости: НМИ на рисунке выше являются Национальными метрологическими институтами. NMI для США - это NIST. На следующем рисунке показано более детальное рассмотрение «пищевой цепи» метрологии:

Структура прослеживаемости калибровок

Источник изображений: калибровка и прослеживаемость в измерительной технике


1
Напрашивается задать еще один вопрос. При рассмотрении компонента , который включает в себя внутреннее напряжение или ток ссылки, или действительно какой - либо из электрических спецификаций, следует ожидать , сказал спецификации быть NIST сертифицированы.
Trevor_G

3
Следует ожидать, что законный (не контрафактный) производитель полупроводников имеет приличную программу калибровки для своего приборного пула (возможно, включающую сертификацию NIST и хорошие внутренние процедуры испытаний / рабочие стандарты), и что в результате этого они могут поддерживать спецификации своих продуктов (точность напряжения и т. д.). Тем не менее, это не означает, что они могут утверждать, что их спецификации продукции сертифицированы NIST!
Энрик Бланко

2
@Trevor, если вы покупаете ваши инструменты у Keysight или Tek или других высококачественных брендов, они предложат сертификат калибровки с отслеживанием NMI в качестве дополнительной опции. Если ваши инструменты откалиброваны в хорошей лаборатории, они предложат аналогичный сертификат.
Фотон

@ThePhoton Действительно. Кроме того, в зависимости от страны, Keysight и тому подобное являются аккредитованными лабораториями, которые могут предложить полную программу калибровки для ВСЕХ ваших внутренних приборов независимо от марки. Тем не менее, они не самая дешевая лаборатория :), хотя их калибровочная работа действительно превосходна.
Энрик Бланко

3
Теперь, в упражнении в безумии, загляните на страницу Википедии, посвященную определению килограмма , которая является наилучшим примером того, почему мы полагаемся на цепочки сертификатов. Фактический килограмм, хранящийся во Франции ИПК, редко выдается, потому что он слишком важен. Похоже, что он дрейфует из своих копий на несколько микрограммов ...
Cort Ammon

4

Есть ли какая-то сертификационная наклейка, на которую стоит обратить внимание при покупке счетчика или другого оборудования, которая указывает, что он действительно проверен на фактические значения СИ

Если вы покупаете ваши инструменты у Keysight или Tek или других высококачественных брендов, они предложат сертификат калибровки с отслеживанием NMI в качестве дополнительной опции. Если вы проводите периодические калибровки в лаборатории высокого качества, они предложат аналогичный сертификат.

Если вы не закажете этот сертификат, ваш инструмент, скорее всего, все еще будет тестироваться с использованием тех же процедур, но поставщик не возьмет на себя обязательство вести учет этого теста и его результатов.

Я знаю, что в моей отрасли наши клиенты регулярно проводят аудит нашей производственной площадки и проверяют, что все инструменты, используемые на нашей испытательной линии, имеют прослеживаемые сертификаты калибровки.

vs проверено против сказать, Fluke ...

Это все еще может быть отслеживаемая калибровка, если Fluke имеет действующий сертификат. Конечно, каждый шаг от основного стандарта увеличивает возможные ошибки, распространяющиеся от измерения к измерению, снижая точность, которую вы могли бы заявить для тестируемого прибора.

Все это заставляет меня задуматься, сколько из того, что мы используем, откалибровано для чужого счетчика. И сколько из тех метров, откалибровано еще кому-то другому .. и так далее. Похоже, один большой карточный домик.

В верхней части метрологической кучи находятся эталонные стандарты, принадлежащие национальным лабораториям стандартов. И это действительно в основном только проверено сравнением друг с другом. Например, NIST проверяет точность своих атомных часов, сравнивая их с атомными часами, которые ведутся Британским институтом стандартов, Ассоциацией Франсез Нормализации, Китайским национальным институтом метрологии и т. Д. Это происходит потому, что когда вы делаете максимум точный в мире инструмент для какого-то измерения, единственное, с чем можно сравнить, это попытки других людей произвести то же самое.


2
Понял. Благодарю. Но все же карточный домик.
Trevor_G

1
@Trevor, да, это была моя точка зрения.
Фотон

2

Нужная метка «прослеживается до NIST» (по крайней мере, в США).

Национальный институт стандартов и технологии поддерживают основные стандарты, и все другие стандарты (в калибровочных лабораториях и т.д.) периодически проверяются на них, прямо или косвенно. Если вы заботитесь об абсолютной точности ваших инструментов, у вас будет документация, в которой описаны все этапы, по которым ваши калибровки могут быть прослежены вплоть до NIST. Это будет включать в себя то, какие стандарты или инструменты передачи использовались, а также то, как давно каждый из них проверялся на соответствие следующему более высокому стандарту в цепочке.


Поэтому использование дешевых импортных счетчиков, вероятно, плохая идея;)
Trevor_G
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.