Standarde pentru unitățile electrice și măsuri exemplificative

A măsura o valoare înseamnă a o compara cu o altă valoare omogenă acceptată convențional ca unitate. În urma unei astfel de comparații sau măsurători a unei mărimi, se obține un anumit număr numit, care se numește valoare numerică sau pur și simplu valoarea mărimii măsurate în unitatea de măsură acceptată.

Pentru a compara valoarea măsurată cu unitatea de măsură, în cele mai multe cazuri este necesar să se reprezinte unitatea de măsură sub forma unui eșantion de material specific numit măsura.

Măsurătorile efectuate cu cea mai mare acuratețe în prezent (așa-numita acuratețe metrologică) și folosite pentru a compara alte măsuri de acest tip cu acestea se numesc standarde. Rețineți că unitățile de măsură ale unor mărimi prin însăși natura lor nu pot avea un etalon sau o măsură, adică o probă de material concret. De exemplu, unitățile de cantități precum viteza, puterea, lucrul, amperajul, timpul etc., nu au standarde.

Unitățile unor cantități care nu au standarde materiale, create artificial, sunt determinate de standarde naturale, naturale.De exemplu, o unitate de timp - o secundă - este legată de procesul de rotație a pământului, milionimile de metru - microni - este determinată de lungimea de undă a unei anumite culori, o unitate de căldură, o calorie, este determinată de puterea calorică a acidului benzoic chimic pur etc.

Selectarea unității de măsură încă nu permite efectuarea completă a măsurătorilor, adică compararea valorii măsurate cu unitatea de măsură. Prin urmare, pentru a produce măsurători, este necesar să se reproducă unitățile de măsură în termeni reali. O astfel de reproducere reală a unităților face posibilă crearea unor unități internaționale care se apropie de absolut cu cea mai mare acuratețe metrologică posibilă. Există două tipuri de unități de eșantion reale: standarde și măsuri exemplare.

Standarde pentru unitățile de mărime electrică

Standarde — acestea sunt mostre de materiale care servesc doar pentru comparare cu acestea și verificarea măsurilor de eșantion. Aceste standarde sunt stocate în condiții speciale pentru a se asigura că valorile lor rămân neschimbate în timp. Măsurile de probă sunt utilizate pentru calibrarea tuturor tipurilor de măsuri de lucru și instrumente de măsurare.

Principalele standarde pentru unitățile electrice sunt standardele pentru puterea curentului, forța electromotoare și rezistența electrică.

Se face distincția între un etalon primar, care are o precizie mai mare decât alte standarde care reproduc unități de măsură ale aceleiași mărimi fizice, și un etalon secundar, a cărui valoare este determinată atât direct din standardul primar, cât și prin alte etaloane secundare sau dintr-o referință. metoda .

Standardul principal aprobat în modul stabilit ca standard de stat se numește standard de stat.Standardele secundare sunt împărțite în standarde pentru martori, standarde de copiere și standarde de lucru.

Standardul de martor servește la verificarea siguranței standardului primar și a înlocuirii acestuia în caz de deteriorare sau pierdere. Standardul de referință servește pentru compararea directă cu standardul primar și înlocuirea acestuia în timpul celor mai precise lucrări metrologice. Standardul de lucru este destinat lucrărilor metrologice în curs de desfășurare privind transferul unităților de măsură la măsurile de eșantionare și la dispozitivele de măsurare a probei (dispozitive cu cea mai mare precizie).

Distinge:

• un singur etalon care reproduce unitatea de măsură fără implicarea altor standarde similare (greutate de referință, bobină de rezistență de referință);
• standard de grup, reprezentând un grup de măsuri și măsuri de referință, instrumente utilizate în general pentru a îmbunătăți acuratețea unei unități de măsură (de exemplu, un standard de grup primar de volți format din 20 de elemente saturate normale, un standard de grup primar pentru măsurarea capacității electrice constând în din 4 condensatoare)...

O metodă de referință este o metodă de reproducere a unităților de măsură folosind proprietățile permanente ale unei substanțe sau o constantă fizică care înlocuiește standardul primar. O configurație de referință este o configurație de măsurare concepută pentru a aplica o metodă de referință.

Amperaj standard

Nu a fost posibil să se aplice standardul unitar actual ca probă de material. Cu toate acestea, pe baza acțiunea chimică a curentului electric s-a putut stabili un efect de curent ușor reproductibil, independent nici de timp, nici de loc, care a făcut posibilă stabilirea următoarelor condiții pentru unitatea internațională de putere a curentului: amperul internațional este puterea unui curent electric neschimbat care, trecând printr-o soluție apoasă de nitrat de argint eliberează 0,00111800 grame de argint pe secundă. Conform reglementărilor internaționale, amperul internațional este reprodus folosind un voltmetru cu catod de platină cu un anod de argint.

Standard de curent electric

Standardul de rezistență electrică

Egalon Oma este oma internațională. Este internațional rezistenţă, transformat în curent electric continuu la temperatura topirii gheții de către o coloană de mercur de aceeași secțiune transversală, 106.300 cm lungime și 14,4521 grame masa. Standardul de rezistență constă dintr-un tub de sticlă umplut cu mercur în timpul măsurării.

EMF standard

Standardul pentru forța electromotoare este voltul internațional. Volt internațional — Tensiunea pe o rezistență de 1 ohm internațional atunci când trece un curent de 1 amper internațional. Totuși, sursa curentă de referință este redată forta electromotoare, egal cu un volt internațional, nu poate fi creat.

În practică, standardul internațional de volți este așa-numitul Articole normale Weston International, creând o forță electromotoare care nu se modifică la utilizarea și depozitarea corespunzătoare, egală cu 1,01830 V la o temperatură de 20 ° C.

element Weston

Electrodul pozitiv al voltului internațional este mercur, iar electrodul negativ este amalgam de cadmiu. Peste mercur se pune o pastă de sulfat de mercur sub formă de pulbere amestecată cu sulfat de cadmiu cristalin.Deasupra amalgamului de cadmiu, precum și pe pastă, se pun cristale de sulfat de cadmiu. Întregul spațiu interelectrod este umplut cu o soluție saturată de sulfat de cadmiu.

Pentru a nu strica elementul normal atunci când este utilizat, este necesar să se evite un curent puternic care poate provoca fenomenul de polarizare a elementului. Cel mai mare curent admisibil pentru un element normal este de 0,000005 A. Prin urmare, atunci când un element normal este inclus într-un circuit, se recomandă conectarea unei rezistențe de ordinul a 200000 ohmi în serie cu acesta.

Standardele de stat ale Rusiei sunt stocate în Metrologia Științifică de Stat. centrele Gosstandart (Sankt Petersburg, Moscova, Novosibirsk), Germania — în RTV (Phisikalisch -Technische Bundesanstalt, Braunschweig), SUA — în NIST (Național, Tnstitute Standards and Technology, Gaithersberg).

Măsuri de probă

În scopuri practice, cele mai des sunt utilizate măsuri eșantion. Sunt produse într-o formă ușor de utilizat. În ceea ce privește acuratețea, ele nu corespund standardelor. Cu toate acestea, atunci când este utilizat și depozitat corespunzător, această precizie este adecvată pentru nevoile practice.

Se produc rezistențe de model din sârmă de manganină, deoarece manganina are multe avantaje semnificative față de alte materiale:

• coeficientul său de temperatură este practic zero;

• rezistența este suficient de mare;

• forța termoelectromotoare în contact cu cuprul este, de asemenea, practic nulă;

• manganina îmbătrânită anterior nu își modifică valoarea rezistenței în timp.

Pentru ca rezistența eșantionului să aibă o inductanță cât mai mică, se realizează înfășurarea bobinei acesteia bifilar… Pentru a face acest lucru, tot firul înfășurat pe bobină este îndoit la mijloc și apoi înfășurat uniform de la capăt. În această metodă de înfășurare, curenții din două spire adiacente curg în direcții opuse, astfel câmpurile lor magnetice sunt egale și opuse și, prin urmare, aproape se anulează reciproc. Prin urmare, inductanța bobinei bifilare este aproape zero.

Rezistoarele modelului au două perechi de cleme. Fiecare pereche de cleme se extinde de la același capăt al rezistenței. Două cleme - mai masive - sunt proiectate pentru a include o rezistență de probă în circuit. Celelalte două - mai puțin masive - sunt folosite pentru măsurători de compensare. Așa-numitele cutii de rezistență sunt adesea folosite ca rezistențe de probă.