Verwenden von Übertragungsstandards
Überblick über die Übertragungsstandards
Um Kalibrierungen mit einem hohen Genauigkeitsgrad durchzuführen, müssen Referenzstandards in jedem Bereich oder jeder Dekade der Mess- oder Kalibrierungsinstrumente verwendet werden.
Natürlich kann dies schwierig und kostspielig sein, da diese Standards sehr stabil sein müssen und ihre genauen Werte mit einem hohen Grad an Sicherheit und mit einer ausreichenden Auflösung bekannt sein müssen. Um die Kosten und die Schwierigkeit zu minimieren, besteht ein praktischeres Mittel zur Durchführung solcher Kalibrierungen in der Verwendung von Übertragungsstandards.
Wenn man einen einzigen Standard hat, der von einem nationalen Labor kalibriert wird, kann man dann die "zertifizierte" Genauigkeit übertragen, indem man den "zertifizierten" Standard mit dem Übertragungsstandard für bis zu drei Jahrzehnte vergleicht.
Die resultierende Genauigkeit des Übertragungsprozesses kann viel besser sein (z. B. 1 ppm) als die Genauigkeit des Übertragungsstandards selbst (z. B. 15 ppm). Dies kann wie folgt verstanden werden: ein stabiles, aber nur mäßig genaues Lineal könnte verwendet werden, um die Messung von einem Objekt mit genau bekannter Länge zu einem zweiten Objekt unbekannter Länge genau zu übertragen. Diese Übertragung ist praktisch nur durch die Genauigkeit der bekannten Länge begrenzt.
Die IET-HATS-LR- Serie von Übertragungsstandards besteht aus 12 angepassten gleichwertigen Widerständen mit dem Wert R, bezeichnet als R1 bis R12, die in Reihen- oder Parallelkombinationen verbunden sein können, um eine beliebige Anzahl von Werten wie R / 10, R und 10R zu erzeugen . Dies erlaubt den progressiven Transfer in höhere oder niedrigere Dekaden. Für Widerstände über 1 MΩ kann die HATS-Y-Serie von Übertragungsstandards verwendet werden, und die gleiche Diskussion gilt.
Einstellung für verschiedene Widerstandskombinationen
Um einen Widerstand R von einem Schritt zu erhalten, kann jeder einzelne Widerstand verwendet werden, aber es ist eindeutig vorteilhaft, so viele von ihnen zusammen wie möglich in Kombination zu verwenden. Dies ermöglicht nicht nur die Aufteilung der angelegten Leistung auf den Satz, sondern erlaubt auch die Verwendung einer Anzahl von Widerständen bei der Bestimmung des statistischen Nettowiderstandes, immer besser für eine größere Anzahl. Insbesondere sind 9 Widerstände in einer Reihe-Parallel-Kombination verbunden. Die beste Methode, um diese Schaltung zu implementieren, ist die Verwendung der Kurzschlussbrücken des Modells HATS-LR-SB .
In ähnlicher Weise kann der Wert von R / 10 durch eine parallele Kombination von 10 Widerständen implementiert werden. Dies kann wiederum bequem mit den Kurzschlussbrücken erfolgen. Dies bringt den statistischen Vorteil von 10 Widerständen in Kombination. Natürlich wird die Verwendung von 10 Widerständen in einer Serienkombination 10R mit dem gleichen statistischen und Leistungsvorteil erzeugen.
Es ist wichtig anzumerken, dass jede Serien-, Parallel- oder Serien-Parallel-Konfiguration dazu führt, dass die Nettoverzweigung gleich der durchschnittlichen Abweichung für diese Gruppe von Widerständen ist, unabhängig davon, wie sie verbunden sind, solange die angelegte Leistung gleichmäßig auf die beiden verteilt ist Widerstände. Dies ist bei den Konfigurationen R / 10 und 10R eindeutig der Fall, dh sie haben die gleichen Abweichungen. Dies gilt auch für die seriell-parallele Konfiguration mit 9 Widerständen, da der Effekt der Abweichung eines einzelnen fehlenden Widerstands sicher vernachlässigt werden kann. Diese Eigenschaft ist sehr nützlich, da sie es ermöglicht, mit einer einzigen Einheit akkurate Übertragungen über drei Dekaden hinweg durchzuführen.
Kalibrierungsübertragungen
Als ein Beispiel kann ein 10 k & OHgr ; -Standard mit einer HATS-LR- Einheit mit 10 k & OHgr; -Schritten verglichen werden, die in einer seriell-parallelen Konfiguration verbunden sind, wie oben beschrieben, um einen Widerstand von 10 k & OHgr ; Sobald ein Vergleich durchgeführt wurde, wird eine Nettoverzweigung von 10 Widerständen (ungefähr die gleiche wie für 9 Widerstände) erhalten.
Diese durchschnittliche oder Nettoabweichung bleibt für eine Reihenkombination konstant, und daher wird der Standard effektiv mit der gleichen Abweichung plus der Übertragungsgenauigkeit der Einheit zu einer anderen Dekade, 10R oder 100 kΩ in diesem Beispiel, "übertragen".
Diese Abweichung ist unter Verwendung des HATS-LR im Parallelmodus auch auf 1 kΩ übertragbar.
Dieser Prozess kann mit einem anderen Übertragungsstandard fortgesetzt werden. 1 MΩ-Schritte in diesem Beispiel könnten zuerst im R / 10-Modus konfiguriert werden, um 100 kΩ zu erzeugen, was mit dem ersten Standard im 10R-Modus verglichen würde. Dies erzeugt nun die zusätzlichen Werte von 1 MΩ und 10 MΩ mit bekannten Abweichungen nahe dem ursprünglichen Standard. Nur die Übertragungsgenauigkeitsfehler müssen für jede Übertragung hinzugefügt werden.
Unter Bezugnahme auf das gleiche Beispiel kann eine Übertragung natürlich auch nach unten verlängert werden. Ein Standard mit 100 Ω-Schritten würde in einer Reihe für 1 kΩ eingestellt und mit dem ursprünglichen Standard verglichen werden und würde anschließend eine Übertragung bei 100 Ω und 10 Ω bereitstellen.