Naslov
Primjena digitalnih mjerila u pohranjivanju etalona
(Use of digital measuring instruments in maintenance of standards)

Autori
Ilić, Damir

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet elektrotehnike i računarstva

Mjesto
Zagreb

Datum
21.12

Godina
1999

Stranica
219

Mentor
Butorac, Josip

Ključne riječi
vrhunska mjerenja električkih veličina; digitalni multimetar; mjerenje izmjeničnog napona; mjerenje faznog pomaka; mjerenje omjera napona; pohranjivanje etalona; etaloni otpora i kapaciteta; mjerenje temperature; NTC otpornici
(high-accuracy measurements of electric quantities; digital multimeter; ac voltage measurement; phase difference measurement; voltage ratio measurement; maintenance of standard; resistance and capacitance standards; temperature measurement; NTC resistors)

Sažetak
U uvodnom dijelu pregledno je prikazan sadržaj rada, ukratko su opisane razvijene mjerne metode, njihova primjena i ostvareni mjerni rezultati. U drugom poglavlju prikazano je ustrojstvo SI sustava, načelo rada uređaja za utjelovljenje jedinica električke struje, napona i kapaciteta, metode usporedbi etalona otpora i kapaciteta te kvantni etaloni napona i otpora. Ustrojstvo i slijedni sustav za mjerenje osnovnih električkih veličina Primarnog elektromagnetskog laboratorija opisani su u trećem poglavlju. Provedene su analize vrijednosti koje pohranjuju: elektronički etalon napona, etaloni otpora od 1 om i 10 kiloma, kremeni i zračni kondenzator od 100 pF (CN) te otpornik od 100 megaoma vlastite konstrukcije (Rx). Opisan je digitalni multimetar HP 3458A (HP), koji se rabi kao osnovno digitalno mjerilo kod mjerenja izmjeničnih napona. Za pohranjivanje referentnih etalona otpora konstruiran je uljni ultratermostat UTEO-97, koji je prikazan u četvrtom poglavlju. Tu se za regulaciju temperature koristi računalom upravljan mjerni sustav s NTC otpornicima tipa UUA41J1 i UUA41J8, čiji se otpor mjeri digitalnim multimetrom Keithley 199. Ustanovljena je nadomjesna krivulja, kojom se temperatura određuje s nesigurnošću od nekoliko milikelvina, i provedeno je umjeravanje 30 NTC otpornika. Ostvareno odstupanje od referentne temperature (23 °C) u UTEO-97 tijekom jednog dana može biti bolje od ą1 mK, a u dužem vremenskom razdoblju redovito bolje od ą10 mK. U petom poglavlju prikazana je metoda usporedbe etalona Rx s etalonom CN pomoću dva HP-a upravljana računalom. Opisana je metoda mjerenja izmjeničnog napona frekvencije 15, 873 Hz dok voltmetar mjeri na istosmjernom području, integrirajući mjereni napon tijekom jedne trećine njegove periode (21 ms), te metoda kojom se na ispravan način računa efektivna vrijednost "izvedene" sinusoide uz necijeli broj uzoraka po periodi. Posebno je analizirana mogućnost određivanja parazitnih kapaciteta mjerenjem faznog pomaka između napona na donjem elementu djelila i ukupnog napona. Šesto poglavlje sadrži analize i rezultate mjerenja faznog pomaka između dva napona mjerena HP-ima, frekvencije 15, 873 Hz i omjera amplituda od 1:1 do 1000:1, tako da se uzima 2381 uzorak "izvedene" sinusoide. Određivanje početnog faznog kuta "izvedene" sinusoide temelji se na računanju kuta za svaki njen uzorak te provlačenju pravca regresije kroz tako izračunate kuteve. Za mjerenje se rabi sinkroni način okidanja ("glavni" i "slijedni" voltmetar). Analizirana je i eksperimentalno potvrđena metoda određivanja korekcijâ faznog pomaka za sve kombinacije mjernih opsega, od 100 mV do 1000 V, kaskadnim mjerenjem istog napona dvama HP-ima, uz nesigurnost bolju od 0, 1 mikroradijan. Iz izmjerenog faznog pomaka određuje se nepoznati parazitni kapacitet od približno 600 pF kod donjeg elementa prve grane (100 pF/100 kiloma) i postiže standardno odstupanje oko 0, 2 pF. Kompenziranje druge grane mosta (10 megaoma/10 kilooma) provedeno je ugađanjem zračnog kondenzatora pridodanog paralelno otporu od 10 megaoma, uz istodobno mjerenje faznog pomaka s nesigurnošću manjom od 0, 1 mirkoradijan i uz nesigurnost određivanja omjera 1000:1 efektivnih vrijednosti napona "izvedenih" sinusoida manjom od 0, 1 milijuntinke. U zaključku se analiziraju ostvareni mjerni rezultati i daju smjernice za daljnji rad u svrhu poboljšanja.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Elektrotehnika

POVEZANOST RADA