Problemy badawcze i interpretacyjne napięciowego współczynnika rezystorów o dużych rezystancjach

• Autorzy: Madej P.

Warianty tytułu

EN

Practical and theoretical difficulties concerning voltage coefficient of high value resistors

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zależność rezystancji od napięcia, czyli nieliniowość rezystora jest w elektrometrii jednym z poważniejszych problemów. Można wyróżnić dwa zakresy napięcia, związane z podstawowymi zastosowaniami rezystorów o dużych rezystancjach: duże napięcia w źródłach napięć testowych, komorach jonizacyjnych, aparaturze rentgenowskiej i wreszcie w wysokonapięciowych testerach izolacji, gdzie wartości są rzędu od dziesiątków V nawet do setek kV, oraz druga grupa o małych napięciach nawet od ułamków mV do około 10 V, gdy rezystory pełnią funkcję elementów wzorcowych w aparaturze elektrometrycznej. Ten sam rezystor, doskonały w jednym zakresie, może być kiepski w drugim. Metody i aparatura do badanie rezystorów w pierwszym zakresie napięciowym są znane i stosowane bez żadnych, pozornie problemów. Wypunktowano nie do końca jednoznacznie zdefiniowane sposoby obliczenia i zasady wykorzystania wielkości opisujących właściwości rezystora. W drugim zakresie napięcia pojawiają się przy badaniach rezystorów poważne problemy, szczególnie przy małych napięciach < 1 V. Wynikają one z dużego wpływu szumu rezystora oraz granicy rozdzielczości stosowanej aparatury. Zaproponowano nietypowe rozwiązania, wspierające a nawet wypierające klasyczne metody i aparaturę.

EN

Voltage depedence of the resistance, otherwise nonlinearity of resistor is one of the serious problems in electrometry. There are two ranges of voltage related to basic applications of high value resistors: higher voltages in test voltage sources, ionization chambers, X-ray devices and insulation testers at very high voltages, where values are from several tens of volts even to hundreds kilovolts, and second group with low voltages (even from fraction of milivolt to near ten volt), where resistors are reference elements in electrometric devices. The same resistor, perfect in the first range, may be poor in the second. Methods and apparatus for resistors testing in the first voltage range are known and applied apparently without any problems. There are pointed not to the end clear methods of calculation and rules of using parameters describing the properties of the resistor. Serious problems occured with testing resistors at the second voltage range, especially at the lowest voltages < 1 V. These effects result from the influence of resistor noise and resolution limits of the applied apparatus. Untypical solutions are proposed to support or even to eliminate classical methods and apparatus.

Słowa kluczowe

PL

napięciowy współczynnik rezystancji; elektrometria; rezystancja duża; układ pomiarowy; układ porównujący

EN

voltage coefficient of resistance; electrometry; high resistance; measuring system; system compares

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 63, nr 29
• Strony: 509--524
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz.

Twórcy

autor

Madej P.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, 50-372 Wrocław ul. Smoluchowskiego 19,

Bibliografia

• [1] ANALOG DEVICES, Ultralow Input Bias Current Operational Amplifier AD549, Data sheet from www.analog.com, 2009.
• [2] BARTOSZEWSKI J.W., GASSOWSKI W., MORAWSKI K., Komparator rezystancji oporników wzorcowych o dużych wartosciach rezystancji, Raporty Inst. Metrologii Elektrycznej Politechniki Wrocławskiej, Seria PRE, nr 236, Wrocław 1988.
• [3] BOELLA G., GALLIANA F., Analysis of the voltage coefficient of high value standard resistors, Measurement 41, 2008, p. 1-9.
• [4] DIZAJI B., ALLEN N., HEAL L., Using High Resistance Meters Effectively, NCSL International Workshop and Symposium, 2003.
• [5] GUILDLINE INSTRUMENTS, 9336&9337Series Precision High Value Air Resistance Standards, Model 9340 Decade Resistance Standards, Model 6520 Programmable Digital Teraohmmeter, Data sheets from www.guildline.com, 2009.
• [6] ILJUKOVIC A.M., Metody izmerenija i vosproizvedenija malych postojannych tokov, Izmeritel’naja Technika 1979, nr 1.
• [7] KEITHLEY INSTRUMENTS INC., Low Level Measurements. Precision DC Current, Voltage and Resistance Measurements. Keithley Instruments Inc., USA 1998.
• [8] KURYŁOWICZ J., Wybrane działy elektrycznego miernictwa precyzyjnego. Wzorce i metody wzorcowania, Wydawnictwa Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1971.
• [9] MADEJ P., Analiza niepewnosci pasywnego wzorca imitujacego bardzo duże rezystancje, Pomiary Automatyka Robotyka, nr 10, 2006, s. 72-77.
• [10] MADEJ P., Zródło pradowe do kalibracji aparatury elektrometrycznej, Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej, nr 58, seria Studia i Materiały, nr 25, Ofic. Wyd. PWr, Wrocław 2005, s. 457–468.
• [11] MOTCHENBACHER C.D., FITCHEN F.C., Projektowanie elementów i układów elektronicznych niskoszumnych, WNT, Warszawa 1977.
• [12] OHMITE VICTOREEN COMPONENTS DIVISION, Resistors: Mini-Mox, Super Mox, Maxi-Mox, RX-1M Hi-Meg, Data sheets from www.ohmite.com, 2009.
• [13] OHM-LABS INC., 100-Series High Resistance Standards Instruction Manual, Data sheet from www.ohm-labs.com, 2009.
• [14] RIEDON INC., Resistor Product: Precision, High Voltage, Data sheets from www.riedon.com, 2009.
• [15] TENN-R ELECTROTECHNIK, High Voltage Metal Alloy Resistors, Data sheet from www.electrotechnik.com, 2009.
• [16] TSAO, S.H., An Accurate, Semiautomatic Technique of Measuring High Resistances, IEEE Trans. Instrum. Meas., IM-16, Sept. 1967, pp. 220-225.
• [17] VISHAY, High Voltage and High Value Resistors, Data sheets from www.vishay.com, 2009.
• [18] WELWYN COMPONENTS LIMITED, High Value and High Voltage Resistors, Data sheets from www.welwyn-tt.com, 2009.
• [19] WHITTLES A.B.L., Voltage Coefficient of Victoreen High-Meg Resistors, Rev. Sci. Instrum. 31, 208, 1960, p.208-209.
• [20] WILLOW TECHNOLOGIES LTD., High Value and High Voltage Resistors, Data sheets from www.willow.co.uk, 2009.