Normen voor elektrische eenheden en voorbeeldmaatregelen

Een waarde meten betekent deze vergelijken met een andere homogene waarde die conventioneel als eenheid wordt aanvaard. Als resultaat van een dergelijke vergelijking of meting van een grootheid, wordt een bepaald genoemd getal verkregen, dat een numerieke waarde wordt genoemd of eenvoudigweg de waarde van de gemeten grootheid in de geaccepteerde meeteenheid.

Om de gemeten waarde te vergelijken met de meeteenheid, is het in de meeste gevallen nodig om de meeteenheid weer te geven in de vorm van een specifiek materiaalmonster genaamd meeteenheid.

Metingen die worden uitgevoerd met de momenteel hoogste nauwkeurigheid (zogenaamde metrologische nauwkeurigheid) en die worden gebruikt om andere maatregelen van dit type daarmee te vergelijken, worden standaarden genoemd. Merk op dat de meeteenheden van sommige grootheden door hun aard geen standaard of maat kunnen hebben, dat wil zeggen een materieel concreet monster. Bijvoorbeeld, eenheden van zulke grootheden als snelheid, vermogen, werk, stroomsterkte, tijd, enz. hebben geen normen.

De eenheden van sommige hoeveelheden die geen materiële, kunstmatig gecreëerde normen hebben, worden bepaald door natuurlijke, natuurlijke normen.Een tijdseenheid - een seconde - is bijvoorbeeld gerelateerd aan het rotatieproces van de aarde, een miljoenste van een meter - micron - wordt bepaald door de golflengte van een bepaalde kleur, een eenheid van warmte, een calorie, wordt bepaald door de calorische waarde van chemisch zuiver benzoëzuur, enz.

De selectie van de meeteenheid maakt het nog steeds niet mogelijk om metingen volledig uit te voeren, dat wil zeggen om de gemeten waarde te vergelijken met de meeteenheid. Om metingen te produceren, is het daarom noodzakelijk om de meeteenheden in reële termen te reproduceren. Zo'n echte reproductie van eenheden maakt het mogelijk om enkele internationale eenheden te creëren die het absolute benaderen met de hoogst mogelijke metrologische nauwkeurigheid. Er zijn twee soorten reële steekproefeenheden: standaarden en voorbeeldmaatregelen.

Normen voor eenheden van elektrische grootheden

Normen — dit zijn monsters van materialen die alleen dienen voor vergelijking daarmee en verificatie van monstermaatregelen. Deze normen worden onder speciale omstandigheden opgeslagen om ervoor te zorgen dat hun waarden in de loop van de tijd ongewijzigd blijven. Steekproefmaten worden gebruikt om alle soorten werkmaten en meetinstrumenten te kalibreren.

De belangrijkste normen voor elektrische eenheden zijn de normen voor stroomsterkte, elektromotorische kracht en elektrische weerstand.

Onderscheid maken tussen een primaire standaard, die een hogere nauwkeurigheid heeft dan andere standaarden die meeteenheden van dezelfde fysieke grootheid reproduceren, en een secundaire standaard, waarvan de waarde zowel rechtstreeks uit de primaire standaard als via andere secundaire standaarden of uit een referentie wordt bepaald methode.

De hoofdstandaard die op de gevestigde manier als staatsnorm is goedgekeurd, wordt een staatsnorm genoemd.Secundaire normen zijn onderverdeeld in getuigennormen, kopieernormen en werknormen.

De getuigenstandaard dient om de veiligheid van de primaire standaard te verifiëren en de vervanging ervan in geval van schade of verlies. De referentiestandaard dient voor directe vergelijking met de primaire standaard en de vervanging ervan tijdens het meest nauwkeurige metrologische werk. De werkstandaard is bedoeld voor doorlopend metrologisch werk aan de overdracht van meeteenheden naar monstermaten en monstermeetapparaten (apparaten met de hoogste nauwkeurigheid).

Onderscheiden:

• een enkele standaard die de meeteenheid reproduceert zonder tussenkomst van andere vergelijkbare standaarden (referentiegewicht, referentieweerstandsspoel);
• groepsstandaard, die een groep referentiematen en -maten vertegenwoordigt, instrumenten die in het algemeen worden gebruikt om de nauwkeurigheid van een meeteenheid te verbeteren (bijvoorbeeld een volt primaire groepsstandaard bestaande uit 20 normaal verzadigde elementen, een primaire groepsstandaard voor het meten van elektrische capaciteit bestaande uit van 4 condensatoren) …

Een referentiemethode is een methode voor het reproduceren van meeteenheden met behulp van permanente eigenschappen van een stof of een fysieke constante die de primaire standaard vervangt. Een referentieopstelling is een meetopstelling die ontworpen is om een ​​referentiemethode toe te passen.

Stroomsterkte standaard

Het was niet mogelijk om de huidige eenheidsnorm als materiaalmonster toe te passen. Echter op basis van chemische werking van elektrische stroom het was mogelijk om een ​​gemakkelijk reproduceerbaar stroomeffect vast te stellen, onafhankelijk van tijd noch plaats, wat het mogelijk maakte om de volgende voorwaarden vast te stellen voor de internationale eenheid van stroomsterkte: de internationale ampère is de sterkte van een onveranderde elektrische stroom die, passerend door een waterige oplossing van zilvernitraat komt 0,00111800 gram zilver per seconde vrij. Volgens internationale regelgeving wordt de internationale ampère gereproduceerd met behulp van een platina-kathode-voltmeter met een zilveren anode.

Elektrische stroom standaard

De standaard van elektrische weerstand

Egalon Oma is een internationale oma. Het is internationaal weerstand, omgezet in gelijkstroom bij de temperatuur van smeltend ijs door een kwikkolom met overal dezelfde doorsnede, 106.300 cm lang en 14,4521 gram massa. De weerstandsstandaard bestaat uit een glazen buis gevuld met kwik tijdens de meting.

Standaard EMF

De standaard voor elektromotorische kracht is de internationale volt. Internationale volt — De spanning over een weerstand van 1 internationale ohm wanneer er een stroom van 1 internationale ampère doorheen stroomt. Verwijs echter naar de huidige bron die wordt afgespeeld elektromotorische kracht, gelijk aan één internationale volt, kan niet worden gemaakt.

In de praktijk is de internationale volt-standaard de zgn Weston International Normale artikelen, waardoor een elektromotorische kracht ontstaat die niet verandert bij correct gebruik en opslag, gelijk aan 1,01830 V bij een temperatuur van 20 ° C.

Weston-element

De positieve elektrode van de internationale volt is kwik en de negatieve elektrode is cadmiumamalgaam. Een pasta van poedervormig kwiksulfaat gemengd met kristallijn cadmiumsulfaat wordt over het kwik geplaatst.Bovenop het cadmiumamalgaam en op de pasta worden kristallen van cadmiumsulfaat geplaatst. De gehele interelektroderuimte is gevuld met een verzadigde oplossing van cadmiumsulfaat.

Om het normale element niet te bederven wanneer het wordt gebruikt, is het noodzakelijk om een ​​sterke stroom te vermijden die het fenomeen van polarisatie van het element kan veroorzaken. De hoogst toegestane stroom voor een normaal element is 0,000005 A. Daarom wordt aanbevolen om, wanneer een normaal element in een circuit is opgenomen, een weerstand in de orde van grootte van 200000 ohm in serie te schakelen.

Staatsnormen van Rusland worden opgeslagen in de State Scientific Metrology. centra van Gosstandart (St. Petersburg, Moskou, Novosibirsk), Duitsland — in RTV (Phisikalisch-Technische Bundesanstalt, Braunschweig), VS — in NIST (National, Tnstitute Standarts and Technology, Gaithersberg).

Voorbeeld maatregelen

Voor praktische doeleinden worden meestal steekproefmetingen gebruikt. Ze worden geproduceerd in een gebruiksvriendelijke vorm. Qua nauwkeurigheid voldoen ze natuurlijk niet aan de normen. Bij correct gebruik en opslag is deze nauwkeurigheid echter voldoende voor praktische behoeften.

Er worden modelweerstanden geproduceerd van mangaandraad, aangezien manganine veel belangrijke voordelen heeft ten opzichte van andere materialen:

• de temperatuurcoëfficiënt is praktisch nul;

• de weerstand is groot genoeg;

• thermo-elektromotorische kracht in contact met koper is ook praktisch nul;

• eerder verouderd manganine verandert de weerstandswaarde niet in de loop van de tijd.

Om ervoor te zorgen dat de monsterweerstand een zo klein mogelijke inductantie heeft, wordt de wikkeling van de spoel gemaakt bifilair… Om dit te doen, wordt alle draad die op de spoel is gewikkeld in het midden gebogen en vervolgens vanaf het uiteinde gelijkmatig opgewonden. Bij deze methode van wikkelen stromen de stromen in twee aangrenzende windingen in tegengestelde richtingen, dus hun magnetische velden zijn gelijk en tegengesteld en heffen elkaar daarom bijna op. Daarom is de inductantie van de bifilaire gewikkelde spoel bijna nul.

Modelweerstanden hebben twee paar klemmen. Elk paar klemmen strekt zich uit vanaf hetzelfde uiteinde van de weerstand. Twee klemmen - zwaarder - zijn ontworpen om een ​​monsterweerstand in het circuit op te nemen. De andere twee - minder massief - worden gebruikt voor compensatiemetingen. Als voorbeeldweerstanden worden vaak zogenaamde weerstandsboxen gebruikt.