Normy pro elektrické jednotky a vzorová opatření

Měřit hodnotu znamená porovnávat ji s jinou homogenní hodnotou, která je běžně přijímána jako jednotka. V důsledku takového srovnání nebo měření veličiny se získá určité pojmenované číslo, které se nazývá číselná hodnota nebo jednoduše hodnota měřené veličiny v přijaté měrné jednotce.

Pro porovnání naměřené hodnoty s měrnou jednotkou je ve většině případů nutné reprezentovat měrnou jednotku ve formě konkrétního vzorku materiálu tzv. opatření.

Měření prováděná s aktuálně nejvyšší přesností (tzv. metrologická přesnost) a sloužící k porovnání jiných měření tohoto typu s nimi se nazývají etalony. Všimněte si, že jednotky měření některých veličin ze své podstaty nemohou mít etalon nebo míru, tedy materiálový konkrétní vzorek. Například jednotky takových veličin, jako je rychlost, výkon, práce, proud, čas atd., nemají žádné normy.

Jednotky některých veličin, které nemají hmotné, uměle vytvořené normy, jsou určeny přirozenými, přirozenými normami.Například jednotka času — sekunda — souvisí s procesem rotace Země, miliontiny metru — mikronů — jsou určeny vlnovou délkou určité barvy, jednotka tepla, kalorie, je určena výhřevnost chemicky čisté kyseliny benzoové atd.

Volba měrné jednotky stále neumožňuje plně provádět měření, tedy porovnávat naměřenou hodnotu s měrnou jednotkou. Proto je pro vytváření měření nutné reprodukovat jednotky měření v reálných hodnotách. Taková reálná reprodukce jednotek umožňuje vytvářet s nejvyšší možnou metrologickou přesností některé mezinárodní jednotky blížící se absolutní. Existují dva typy skutečných jednotek vzorku: standardy a vzorové míry.

Normy pro jednotky elektrických veličin

Normy — jedná se o vzorky materiálů, které slouží pouze pro porovnání s nimi a ověření vzorových měr. Tyto normy jsou uloženy za zvláštních podmínek, aby bylo zajištěno, že jejich hodnoty zůstanou v průběhu času nezměněny. Vzorové míry se používají ke kalibraci všech typů pracovních mír a měřicích přístrojů.

Hlavními normami pro elektrické jednotky jsou normy pro proudovou sílu, elektromotorickou sílu a elektrický odpor.

Rozlišujte mezi primárním etalonem, který má vyšší přesnost než jiné etalony reprodukující jednotky měření téže fyzikální veličiny, a sekundárním etalonem, jehož hodnota je určena jak přímo z primárního etalonu, tak i prostřednictvím jiných sekundárních etalonů nebo z reference. metoda .

Hlavní norma schválená zavedeným způsobem jako státní norma se nazývá státní norma.Sekundární standardy se dělí na standardy svědků, standardy kopírování a standardy práce.

Svědecký standard slouží k ověření bezpečnosti primárního standardu a jeho výměně v případě poškození nebo ztráty. Referenční etalon slouží k přímému porovnání s primárním etalonem a jeho náhradě při nejpřesnějších metrologických pracích. Pracovní etalon je určen pro průběžné metrologické práce na převodu měrných jednotek na vzorková měřidla a zařízení na měření vzorků (přístroje s nejvyšší přesností).

Rozlišovat:

• jednotný standard, který reprodukuje jednotku měření bez zapojení dalších podobných standardů (referenční hmotnost, referenční odporová cívka);
• skupinový etalon, představující skupinu referenčních měření a měření, přístroje používané obecně ke zlepšení přesnosti jednotky měření (například voltový etalon primární skupiny sestávající z 20 normálních nasycených prvků, etalon primární skupiny pro měření elektrické kapacity sestávající z ze 4 kondenzátorů)…

Referenční metoda je metoda reprodukce jednotek měření pomocí trvalých vlastností látky nebo fyzikální konstanty nahrazující primární standard. Referenční nastavení je nastavení měření navržené pro použití referenční metody.

Standardní proud

Nebylo možné použít současnou jednotkovou normu jako vzorek materiálu. Nicméně na základě chemické působení elektrického proudu bylo možné stanovit snadno reprodukovatelný proudový efekt, nezávislý ani na čase, ani na místě, což umožnilo stanovit následující podmínky pro mezinárodní jednotku intenzity proudu: mezinárodní ampér je síla nezměněného elektrického proudu, který prochází prostřednictvím vodného roztoku dusičnanu stříbrného uvolňuje 0,00111800 gramů stříbra za sekundu. Podle mezinárodních předpisů se mezinárodní ampér reprodukuje pomocí platinového katodového voltmetru se stříbrnou anodou.

Standard elektrického proudu

Norma elektrického odporu

Egalon Oma je mezinárodní oma. Je to mezinárodní odpor, přeměněný na stejnosměrný elektrický proud při teplotě tajícího ledu sloupcem rtuti o stejném průřezu v celém rozsahu, 106 300 cm dlouhý a 14,4521 gramů hmotnosti. Odporový etalon se skládá ze skleněné trubice naplněné při měření rtutí.

Standardní EMF

Standardem pro elektromotorickou sílu je mezinárodní volt. Mezinárodní volt — napětí na odporu 1 mezinárodní ohm, když jím protéká proud 1 mezinárodní ampér. Referenční aktuální zdroj, který je přehráván elektromotorická síla, rovnající se jednomu mezinárodnímu voltu, nelze vytvořit.

V praxi je mezinárodním voltovým standardem tzv Normální zboží Weston International, vytvářející elektromotorickou sílu, která se správným používáním a skladováním nemění, rovná 1,01830 V při teplotě 20 °C.

Westonský prvek

Kladnou elektrodou mezinárodního napětí je rtuť a zápornou elektrodou je amalgám kadmia. Na rtuť se umístí pasta práškového síranu rtuťnatého smíchaná s krystalickým síranem kademnatým.Na amalgám kadmia, stejně jako na pastu, jsou umístěny krystaly síranu kademnatého. Celý mezielektrodový prostor je vyplněn nasyceným roztokem síranu kademnatého.

Aby nedošlo k poškození běžného prvku při jeho použití, je nutné se vyhnout silnému proudu, který může způsobit jev polarizace prvku. Nejvyšší přípustný proud pro normální prvek je 0,000005 A. Pokud je tedy v obvodu zahrnut normální prvek, doporučuje se s ním zapojit do série odpor řádově 200 000 ohmů.

Státní normy Ruska jsou uloženy ve Státní vědecké metrologii. centra Gosstandart (St. Petersburg, Moskva, Novosibirsk), Německo — v RTV (Phisikalisch-Technische Bundesanstalt, Braunschweig), USA — v NIST (National, Tnstitute Standarts and Technology, Gaithersberg).

Vzorová opatření

Pro praktické účely se nejčastěji používají vzorová měření. Vyrábějí se ve snadno použitelné formě. Pokud jde o přesnost, přirozeně nedosahují standardů. Při správném používání a skladování je však tato přesnost pro praktické potřeby dostatečná.

Vyrábí se modelové odpory z manganinového drátu, protože manganin má mnoho významných výhod oproti jiným materiálům:

• jeho teplotní koeficient je prakticky nulový;

• odpor je dostatečně velký;

• termoelektromotorická síla v kontaktu s mědí je také prakticky nulová;

• dříve stárnutý manganin nemění v průběhu času svou hodnotu odporu.

Aby odpor vzorku měl co nejmenší indukčnost, je vyrobeno vinutí jeho cívky bifilární… K tomu se veškerý drát navinutý na cívce ohne uprostřed a poté se rovnoměrně navine od konce. Při tomto způsobu vinutí proudí proudy ve dvou sousedních závitech v opačných směrech, takže jejich magnetická pole jsou stejná a opačná, a proto se navzájem téměř ruší. Proto je indukčnost bifilární vinuté cívky téměř nulová.

Modelové rezistory mají dva páry svorek. Každý pár svorek vyčnívá ze stejného konce rezistoru. Dvě svorky – masivnější – jsou navrženy tak, aby zahrnovaly odpor vzorku v obvodu. Další dva – méně masivní – se používají pro kompenzační měření. Jako vzorové odpory se často používají tzv. odporové boxy.