مقسم ولتاژ DC با نسبت ثابت و دقت خودکار
چکیده
در موسسه ملی تحقیقات مترولوژی (INRIM)، یک مقسم ولتاژ با نسبت ثابت و دقت خودکار که دارای نسبت تقسیم 10:1 و 100:1 ساخته شده است. این مقسم با استفاده از یکصد فویل فلزی انتخاب شده با مقاومت 10 KΩ و ضریب دمایی پایین ساخته شده است. به دلیل قابلیت اتصال تجهیز به یک مولتی متر (DMM) با مشخصه خطی در رنج 10 ولت و یک ژنراتور ولتاژ DC، در مواقع لزوم و به سرعت می توان آن را کالیبره کرد. روش کالیبراسیون از طریق مقایسه با روش کالیبراسیون دیگر راستی آزمایی گردیده است. دستاورد دیگر این است که مشخصه خطی بودن DMM در محدوده 10 ولت تا عدم قطعیت کالیبراسیون مقسم را در نظر بگیریم. عدم قطعیت گسترش یافته کالیبراسیون نسبت های 10:1 و 100:1 به ترتیب برابر با 4.6×〖10〗^(-7) و 6.6×〖10〗^(-7) هستند که این امر باعث می شود که این مقسم در اندازه گیری خودکار توسط یک DMM و یک ولتاژ DC استاندارد برای کالیبره کردن ژنراتور DC به کار برود و جزو بهترین کالیبره کننده ها در آزمایشگاه های الکتریکی ثانویه به صورت گسترده مورد استفاده قرار بگیرد.
1-مقدمه
از مولتی مترها (DMMs) و مقسم های ولتاژ DC با دقت بالا در ست آپ های اندازه گیری به منظور کالیبره کردن ولتاژ DC یا ژنراتورهای چند منظوره استفاده می شوند [1].برای این قعالیت تجاری (کالیبراسیون) در آزمایشگاه های ملی و ثانویه سطح بالا از مقسم های ولتاژ DC با دقت بالا و عملکرد دستی استفاده شده است [2,3]. به هر حال، علاقه به استفاده از مقسم های ولتاژ DC در حال گسترش است. مقسم های موثر محافظت شده برای کاربردهای ولتاژ DC با دقت زیاد [4,5] و نسبت های بالای ولتاژ توسعه یافتند [6-10]. به دلیل اینکه کالیبراسیون مقسم های با عملکرد دستی نیازمند صرف زمان طولانی است، در موسسه ملی تحقیقات مترولوژی (INRIM) یک مقسم ولتاژ DC مقاومتی از نوع خودکار و با نسبت تقسیم ثابت ساخته شده است. این وسیله (دید ظاهری در شکل 1) دارای نسبت تقسیم 10:1 و 100:1 است و می تواند به سرعت از طریق اتصال به یک ژنراتور DC و DMM خطی کالیبره گردد. کالیبراسیون این تجهیز نیازمند صرف یک ساعت زمان است در حالی که کالیبراسیون یک مقسم با عملکرد دستی نیازمند حداقل دو روز کاری به همراه حضور مداوم اپراتور و تحمیل نویزهای ناخواسته است. به دلیل اینکه مقسم INRIM را می توان با استاندارد مرجع 10 ولتی متصل کرد، از این رو از این وسیله می توان در یک سیستم اندازه گیری برای کالیبراسیون ژنراتورهای ولتاژ DC در رنج 1mV تا 1kV استفاده کرد.
ABSTRACT
At the National Institute of Metrological Research (INRIM), an automated precision DC voltage fixed-ratios divider allowing the division ratios 10:1 and 100:1 has been built. It is made utilizing one hundred selected bulk metal foils 10 kΩ resistors with low temperature coefficient. Being the instrument inter-connectable to a multi-meter (DMM) characterized in linearity on the 10 V range and to a DC voltage generator, it can be quickly and automatically calibrated when necessary. This calibration method has been validated by comparing it with another method involving the INRIM DC voltage ratio standard. Other achievement is that the characterization of the linearity of the DMM on the 10 V range allow considering in the uncertainties budget of the calibration of the divider, the uncertainties of the linearity characterization of the DMM instead of its much larger accuracy specifications. The expanded uncertainties of the calibration of the 10:1 and 100:1 ratios are respectively 4.6× 10−7 and 6.6 × 10−7 , suitable to employ the divider in an automated measurement setup with a DMM and a DC voltage standard to calibrate DC voltage generators as toplevel calibrators, widespread in secondary electrical laboratories.
1. Introduction
Multi-meters (DMMs) and high-precision DC voltage dividers are often involved in measurement setups to calibrate DC voltage or multifunction generators [1]. National and high level secondary laboratories have used for this activity commercial high precision manually operating DC voltage dividers [2,3]. Anyway, the interest in realizing and using DC voltage dividers has been wider. Effective guarded dividers were developed for high accuracy DC voltage applications [4,5] and also for high voltages [6–10]. Since the calibration of manually operating dividers requires a lot of time, at the National Institute of Metrological Research (INRIM) an automated resistive DC voltage fixed-ratios divider has been developed. This instrument (external view in Fig. 1) allows the 10:1 and 100:1 division ratios and can be quickly calibrated interconnecting it to a DC voltage generator and to a DMM characterized in linearity. This calibration lasts about one hour taking advantage also of a 100:10 ratio while for the calibration of a manually operating divider at least two working days are necessary with the constant presence of the operator introducing undesired noises. As the INRIM divider can be also interconnected with a 10 V reference standard, it could be further employed in a measurement system for the calibration of DC voltage generators from 1 mV to 1 kV.
چکیده
1-مقدمه
2-تجهیز مقسم INRIM
2-1-مقسم مقاومتی
2.2 سیستم سوییچینگ مبتنی بر رله
3. (تنظیم دقیق درجه بندی ) کالیبراسیون مقسم سریع
3.1. رویه‌ای اندازه‌گیری
3.2. عدم قطعیت های روش کالیبراسیون سریع مقسم
3.3. ارزیابی فرآیند کالیبراسیون سریع نسبت های مقسم
4. روش اندازه گیری براساس مقایسه با مقسم استاندارد INRIM
4.1. روش اندازه گیری
4.2. عدم قطعیت های روش کالیبراسیون مقسم نسبت های ثابت INRIM در برابر مقسم استاندارد INRIM
4.3. نتایج مقایسه بین دو روش کالیبراسیون
5. نتیجه گیری ها
ABSTRACT
1. Introduction
2. The INRIM divider-instrument
2.1. The resistive divider
2.2. The relay-based switching system
3. Quick calibration of the divider
3.1. Measurement procedure
3.2. Uncertainties of the quick calibration method of the divider
3.3. Validation of the process of the divider ratios quick calibration
4. Calibration method based on the comparison with the INRIM standard divider
4.1. Measurement procedure
4.2. Uncertainties of the calibration method of the INRIM fixed-ratios divider vs. the INRIM standard divider
4.3. Comparison results between the two calibration methods
5. Conclusions
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه