System przekazywania jednostki rezystancji od wzorca pierwotnego QHR do wzorców 100 TΩ oparty na transferach Hamona

• Autorzy: Lisowski M. , Krawczyk K. , Dudek E. , Mosiądz M.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono ideę systemu przekazywania jednostki rezystancji od wzorca pierwotnego QHR (Quantum Hall Resistance) do wzorców o dużych wartościach rezystancji, aż do 100 TΩ. W zakresie do 100 kΩ system ten bazuje na komparatorze kriogenicznym, a od 100 kΩ na transferach Hamona. Transfery te umożliwiają bardzo dokładne porównanie wartości rezystancji wzorców w stosunku 1:10 i 1:100. Opisano specjalnie wykonane dla tego systemu prototypowe transfery Hamona i ich zastosowanie w systemie.

EN

An idea of a system for resistance unit transfer from QHR (Quantum Hall Resistance) to high value resistance standards up to 100 TΩ is presented in the paper. Below 100 kΩ this system is based on a cryogenic current comparator, and above 100 kΩ on Hamon transfers. Hamon transfers allow very accurate comparison of standards resistance values in ratios 1:10 and 1:100. Prototypes of Hamon transfers specially made for this system are described. The factors influencing accuracy of the Hamon transfers are presented. The most important of them are: insulation leakage, temperature variation of resistor surroundings, voltage variation, humidity of surrounding air, charge building in the insulation and highest value resistors. The methods for minimisation of influence of those factors are described. The construction solutions to minimise the leakage current and temperature variation are discussed in details. To minimise the leakage current, double insulation and shield potential rising have been used, while to minimise the temperature variation, internal termostatisation with Peltier elements placed on the boxes of Hamon transfers has been used.

Słowa kluczowe

PL

spójność pomiarowa; wzorce rezystancji; transfery Hamona; rezystancja duża; wysoka dokładność

EN

traceability; resistance standards; Hamon transfers; high resistance; precision measurements

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 56, nr 11
• Strony: 1290--1293
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab., wzor

Twórcy

autor

Lisowski M.

autor

Krawczyk K.

autor

Dudek E.

autor

Mosiądz M.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii, pl. Grunwaldzki 13, 50-377 Wrocław,

Bibliografia

• [1] Jeckelmann B., Jeanneret B.: The quantum Hall effect as an electrical resistance standard. Measurement Science and Technology, vol. 14 (2003), s. 1229-1236.
• [2] Nawrocki W., Wawrzyniak M.: Zjawiska kwantowe w metrologii elektrycznej. Wyd. Politechniki Poznańskiej 2003.
• [3] Dudek E., Mosiądz M.: Wzorce jednostek miar rezystancji i napięcia elektrycznego a podstawowe stałe fizyczne. Pomiary Automatyka Kontrola, vol. 53 bis (2007), nr 9 bis, s. 82-85.
• [4] Domańska-Myśliwiec D., Mosiądz M., Snopek L.: Od kwantowego efektu Halla do rezystora wzorcowego - system przekazywania jednostki miary. Pomiary Automatyka Kontrola, vol. 53 (2007), nr 9 bis, s. 78-81.
• [5] Measurements International: Model 6000B Automated high resistance ratio bridge.
• [6] Guildline Instruments: Model 6500A Programabile digital teraohmmeter.
• [7] Lisowski M., Krawczyk K.: Przekazywanie jednostki rezystancji od wzorca opartego na kwantowym efekcie Halla do wysokoomowych rezystorów wzorcowych. Pomiary Automatyka Kontrola, vol. 53 (2007), nr 9, s. 88-91.
• [8] Lisowski M., Krawczyk K., Dudek E., Mosiądz M.: System przekazywania jednostki rezystancji od wzorca pierwotnego QHR do wzorców o dużych wartościach rezystancji. Mat. VIII Konf. Naukowej „Systemy pomiarowe w badaniach naukowych i w przemyśle”. Ofic. Wyd. Uniwersytetu Zielonogórskiego 2010, s. 99-102.
• [9] National Institute of Standards and Technology: NIST Measurement Service for DC Standard Resistors. NIST Technical Note 1458, December 2003.
• [10] Lisowski M., Krawczyk K.: Analiza wpływu rezystancji izolacji na dokładność wysokoomowych transferów Hamona. Przegląd Elektrotechniczny, Vol. 85 (2009), nr 2, s. 75-78.
• [11] Lisowski M., Krawczyk K.: Insulation resistance influence on high resistance Hamon transfer accuracy. Metrology and Measurements Systems, vol. 16 (2009), nr 1, s. 33-45.
• [12] Lisowski M., Krawczyk K.: System for resistance unit transfer from 10 kΩ up to 100 TΩ based on Hamon transfers. 2010 Conference on Precision Electromagnetic Measurement Digest. Daejeon, Korea 2010, s. 637-638.
• [13] Guildline Instruments: Model 6520 Programabile digital teraohmmeter.
• [14] Keithley: Model 6514 Programmable Electrometer - Sub-femtoamp remote sourcemeter instrument.
• [15] Keithley: Model 6517B Electrometer/High Resistance Meter.
• [16] Measurements International: TeraΩBridge. Dual Source resistance bridge.
• [17] Dudziewicz J. (red.) i inni.: Etalony i precyzyjne pomiary wielkości elektrycznych. Wyd. WKiŁ, Warszawa 1982, s. 156-170.
• [18] Elmquist R. E., Jarrett D. G., Jones G. R., Marlin E. K., Shields S. H., Dziuba R. F.: NIST Measurement Service for DC Standard Resistors. National Institute of Standards and Technology. Technical Note 1458, December 2003.
• [19] Jarret D. G.: Evaluation of guarded high-resistance Hamon Transfer Standards. IEEE Trans. Instrum. Measure., Vol. 48 (1999), No 2, pp. 324-328.
• [20] Jarret D. G.: A 10 TΩ per step Hamon transfer standard. 2002 Conference on Precision Electromagnetic Measurements, Ottawa, Ontario, Canada, June 2002, Conf. Digest, pp. 54-55.