Normy pre elektrické jednotky a vzorové opatrenia

Merať hodnotu znamená porovnať ju s inou homogénnou hodnotou, ktorá je bežne akceptovaná ako jednotka. V dôsledku takéhoto porovnania alebo merania veličiny sa získa určité pomenované číslo, ktoré sa nazýva číselná hodnota alebo jednoducho hodnota meranej veličiny v akceptovanej mernej jednotke.

Pre porovnanie nameranej hodnoty s mernou jednotkou je vo väčšine prípadov potrebné reprezentovať mernú jednotku vo forme konkrétnej vzorky materiálu tzv. opatrenie.

Merania vykonávané s aktuálne najvyššou presnosťou (tzv. metrologická presnosť) a slúžiace na porovnávanie iných mier tohto typu s nimi sa nazývajú etalóny. Všimnite si, že jednotky merania niektorých veličín zo svojej podstaty nemôžu mať štandard alebo mieru, to znamená materiálovú konkrétnu vzorku. Napríklad jednotky takých veličín ako rýchlosť, výkon, práca, prúd, čas atď. nemajú žiadne normy.

Jednotky niektorých veličín, ktoré nemajú hmotné, umelo vytvorené normy, sú určené prirodzenými, prirodzenými normami.Napríklad jednotka času - sekunda - súvisí s procesom rotácie Zeme, milióntiny metra - mikrónov - sú určené vlnovou dĺžkou určitej farby, jednotka tepla, kalória, je určená výhrevnosť chemicky čistej kyseliny benzoovej a pod.

Výber mernej jednotky stále neumožňuje úplne vykonať merania, to znamená porovnať nameranú hodnotu s meracou jednotkou. Preto je na vytváranie meraní potrebné reprodukovať jednotky merania v reálnych hodnotách. Takáto reálna reprodukcia jednotiek umožňuje vytvárať s najvyššou možnou metrologickou presnosťou niektoré medzinárodné jednotky blížiace sa absolútnej hodnote. Existujú dva typy skutočných jednotiek vzorky: štandardy a vzorové miery.

Normy pre jednotky elektrických veličín

Normy — ide o vzorky materiálov, ktoré slúžia len na porovnanie s nimi a overenie vzorových mier. Tieto normy sa uchovávajú za špeciálnych podmienok, aby sa zabezpečilo, že ich hodnoty zostanú v priebehu času nezmenené. Vzorové miery sa používajú na kalibráciu všetkých typov pracovných mier a meracích prístrojov.

Hlavnými normami pre elektrické jednotky sú normy pre prúdovú silu, elektromotorickú silu a elektrický odpor.

Rozlišujte medzi primárnym etalónom, ktorý má vyššiu presnosť ako iné etalóny reprodukujúce jednotky merania tej istej fyzikálnej veličiny, a sekundárnym etalónom, ktorého hodnota je určená priamo z primárneho etalónu, ako aj prostredníctvom iných sekundárnych etalónov alebo z referencie metóda .

Hlavná norma schválená zavedeným spôsobom ako štátna norma sa nazýva štátna norma.Sekundárne štandardy sa delia na štandardy svedkov, štandardy kópií a pracovné štandardy.

Svedecký štandard slúži na overenie bezpečnosti primárneho štandardu a jeho výmenu v prípade poškodenia alebo straty. Referenčný etalón slúži na priame porovnanie s primárnym etalónom a jeho nahradenie pri čo najpresnejších metrologických prácach. Pracovný etalón je určený na priebežné metrologické práce na prevode meracích jednotiek na vzorové miery a zariadenia na meranie vzoriek (zariadenia s najvyššou presnosťou).

Rozlíšiť:

• jediný štandard, ktorý reprodukuje jednotku merania bez zapojenia iných podobných štandardov (referenčná hmotnosť, referenčná odporová cievka);
• skupinový etalón, predstavujúci skupinu referenčných mier a opatrení, prístroje používané vo všeobecnosti na zlepšenie presnosti meracej jednotky (napríklad voltový etalón primárnej skupiny pozostávajúci z 20 normálnych nasýtených prvkov, etalón primárnej skupiny na meranie elektrickej kapacity pozostávajúci z zo 4 kondenzátorov)…

Referenčná metóda je metóda reprodukcie jednotiek merania využívajúca trvalé vlastnosti látky alebo fyzikálnu konštantu nahrádzajúcu primárny štandard. Referenčné nastavenie je nastavenie merania navrhnuté na použitie referenčnej metódy.

Štandardná intenzita prúdu

Nebolo možné použiť súčasnú jednotkovú normu ako vzorku materiálu. Avšak na základe chemické pôsobenie elektrického prúdu bolo možné stanoviť ľahko reprodukovateľný prúdový efekt, nezávislý ani od času, ani miesta, čo umožnilo stanoviť nasledujúce podmienky pre medzinárodnú jednotku intenzity prúdu: medzinárodný ampér je sila nezmeneného elektrického prúdu, ktorý prechádza cez vodný roztok dusičnanu strieborného uvoľňuje 0,00111800 gramov striebra za sekundu. Podľa medzinárodných predpisov sa medzinárodný ampér reprodukuje pomocou platinového katódového voltmetra so striebornou anódou.

Štandard elektrického prúdu

Norma elektrického odporu

Egalon Oma je medzinárodná oma. Je to medzinárodné odpor, premenený na jednosmerný elektrický prúd pri teplote topiaceho sa ľadu stĺpcom ortuti s rovnakým prierezom, dlhým 106 300 cm a hmotnosťou 14,4521 gramov. Odporový štandard pozostáva zo sklenenej trubice naplnenej ortuťou počas merania.

Štandardné EMF

Štandardom pre elektromotorickú silu je medzinárodný volt. Medzinárodné volt — napätie naprieč odporom 1 medzinárodný ohm, keď ním preteká prúd 1 medzinárodný ampér. Prehráva sa však referenčný aktuálny zdroj elektromotorická sila, ktorý sa rovná jednému medzinárodnému voltu, nemožno vytvoriť.

V praxi je medzinárodným voltovým štandardom tzv Normálne položky Weston International, vytvárajúci elektromotorickú silu, ktorá sa správnym používaním a skladovaním nemení, rovná 1,01830 V pri teplote 20 °C.

Westonov prvok

Kladnou elektródou medzinárodného voltu je ortuť a zápornou elektródou je amalgám kadmia. Na ortuť sa umiestni pasta práškového síranu ortuťnatého zmiešaná s kryštalickým síranom kademnatým.Na vrch amalgámu kadmia, ako aj na pastu, sú umiestnené kryštály síranu kademnatého. Celý medzielektródový priestor je vyplnený nasýteným roztokom síranu kademnatého.

Aby nedošlo k znehodnoteniu bežného prvku pri jeho použití, je potrebné vyhnúť sa silnému prúdu, ktorý môže spôsobiť jav polarizácie prvku. Najvyšší prípustný prúd pre normálny prvok je 0,000005 A. Preto, keď je v obvode zahrnutý normálny prvok, odporúča sa s ním zapojiť do série odpor rádovo 200 000 ohmov.

Štátne normy Ruska sú uložené v štátnej vedeckej metrológii. centrá Gosstandart (St. Petersburg, Moskva, Novosibirsk), Nemecko — v RTV (Phisikalisch-Technische Bundesanstalt, Braunschweig), USA — v NIST (National, Tnstitute Standarts and Technology, Gaithersberg).

Vzorové opatrenia

Pre praktické účely sa najčastejšie používajú vzorové miery. Vyrábajú sa v ľahko použiteľnej forme. Čo sa týka presnosti, prirodzene nedosahujú normy. Pri správnom používaní a skladovaní je však táto presnosť primeraná praktickým potrebám.

Vyrábajú sa modelové odpory z manganínového drôtu, keďže manganín má oproti iným materiálom mnoho významných výhod:

• jeho teplotný koeficient je prakticky nulový;

• odpor je dostatočne veľký;

• termoelektromotorická sila v kontakte s meďou je tiež prakticky nulová;

• predtým starý manganín nemení v priebehu času svoju hodnotu odporu.

Aby mal odpor vzorky čo najmenšiu indukčnosť, je vyrobené vinutie jeho cievky bifilárne… Na tento účel sa všetok drôt navinutý na cievke ohne v strede a potom sa navinie rovnomerne od konca. Pri tomto spôsobe navíjania prúdy v dvoch susedných závitoch tečú v opačných smeroch, takže ich magnetické polia sú rovnaké a opačné, a preto sa navzájom takmer rušia. Preto je indukčnosť bifilárnej vinutej cievky takmer nulová.

Modelové rezistory majú dva páry svoriek. Každý pár svoriek siaha z rovnakého konca odporu. Dve svorky - masívnejšie - sú navrhnuté tak, aby zahŕňali odpor vzorky v obvode. Ďalšie dva – menej masívne – sa používajú na kompenzačné merania. Ako vzorové odpory sa často používajú takzvané odporové boxy.