Амперы рожденные в СССР и ТКС часть вторая.

Внимательный читатель смотритель моей инсты галереи, наверняка заметил тенденцию, что я интересуюсь только двумя типами советских мер – мерами малой емкости 0.001pF…500pF и относительно не маленькими мерами сопротивления 0.1MΩ…1000MΩ. Эта закономерность прослеживается не с проста! На то есть несколько причин. И дело даже не в том, что метрологические технологии СССР уже морально и физически устарели, что к сожалению неоспоримая правда, о чем я уже неоднократно писал. И не стану повторяться. Дело тут в том, что именно такой набор мер позволит мне закрыть диапазоны воспроизведения и измерения токов от 1 mA(1×10-3A) до 1aA(1×10-18A). Пусть хоть я и не сделаю это на советских мерах с очень высокой точностью, но сделаю с достаточной для любительской лаборатории.

По итогу были куплены меры покрывающие следующие диапазоны токов:

  • ПО Микропровод Р4015 (100kΩ) = 0.7×10-3…1×10-5A
  • ПО Микропровод Р4013 (1MΩ) = 2.2×10-4…1×10-6A
  • ПО Микропровод Р4023 (10MΩ) = 5.5×10-5…1×10-7A
  • ПО Микропровод Р4033 (100MΩ) = 5.5×10-6…1×10-8A
  • ПО Микропровод Р4030 (1000MΩ) = 1×10-6…1×10-9A
  • ПО Точэлектроприбор Р597 (100+400pF) = 5×10-10…1×10-13A
  • Завод Эталон КМЕ-101 (10pF) = 1×10-11…1×10-14A
  • Завод Эталон КМЕ-11 (1pF…0.001pF) = 1×10-12…1×10-18A

Мне не хватает еще двух мер Р597 на номиналы 1000pF и 4000pF, но в принципе можно обойтись и без них.

Все меры или уже побывали в метрологии, где на них была перенесена единица путем их обмера, или сейчас на стадии обмера. Проработка вопроса с мерами от состояния “планета Шелезяка, мер нет, жизни нет, населена роботамиlaugh, до состояния “меры есть, полностью метрологичны, можно использовать”, по итогу встала мне примерно в 4000$.

Наша метрология к сожалению претерпевает далеко не позитивные времена… да, вроде-бы она еще способна измерить актуальные действительные значения мер, хотя и в этом у меня порой возникают сомнения. Но при работе с мерами нужно знать еще и столь любимые мною температурные коэффициенты(ТК). Я провел опрос ряда метрологических лабораторий, все в один голос заявили что измерять ТК не умеют. Даже ФБУ Ростест-Москва заявили, что не умеют измерять ТК мер сопротивления. Это заявление я получил, когда попробовал сдать им меру Р4030. Дмитрий Иванович Менделеев, который между прочим тоже нежно полюблял точные измерения, сейчас в гробу переворачивается от текущего положения метрологических дел в России!

Это значит, что все температурные заморочки ложатся на плечи владельца, и не даром я сам стремлюсь к проработке вопросов с ТК. Некоторое время назад я уже рапортовал об успешных измерениях ТКС по ГОСТ 8.237-2003, этот метод мне понравился, он более релевантен по сравнению с простым расчётом тренда в Excel. Но проблем он тоже не лишен.

Я как “нутс” по натуре стараюсь как можно больше уточнить проведенные измерения, и экспериментально было выяснено, что проведение N+1 цикла измерения ТКС с усреднением расчётных точек позволяет серьезно повысить точность измерения ТКС. Хороший пример измерение той-же меры Р4030 не в один проход(20°C→24°C→16°C), а в двойной проход(20°C→24°C→16°C→20°C→24°C→16°C→20°C). В результате мы получаем уже не 3 точки сопротивления на 3 точки температуры, а 7 точек сопротивления на 3 точки температуры. Усреднение которых позволяет более точно вычислить ТКС. 

 

Черные линии на графике как раз показывают рассчитанные значения усреднения сопротивления. И даже визуально заметно, что они более релевантны.

Да, одно такое измерение занимает почти одни сутки, а если увеличивать количество циклов до 2++, измерение будет занимать многие дни, но настоящим нутсам море по колено!!! crazy

Сами вычисления точек по графику совсем не сложны. laugh laugh laugh

По графику визуально определяются 7 областей стабилизации сопротивления. В Excel очень удобно, наводя мышкой на нужную точку начала или конца такой области мы видим ее временную отметку, которую заполняем в табличку и Excel ищет ее адрес. Потом по массивам каждой из 7 областей вычисляется индивидуальная медиана, а потом из 7 медиан, рассчитывается усредненные 3 точки температуры и сопротивления.

Затем полученные 3 точки обрабатываются уже знакомыми формулами (6) и (7) по ГОСТ 8.237-2003.

Температуру Δt я обычно выбираю по ГОСТ 8.237-77, то есть 4°C. Новый ГОСТ предписывает Δt=3°C, но она мне не нравится, т.к. ТКС я рассчитываю для работы при комнатной температуре, и Δt=4°C старого ГОСТа мне подходит больше.

Сам файлик можно скачать в разделе Лаборатория, в самом низу странички, в архиве с протоколами.

Теперь вернемся в целом к мерам… Сначала мне казалось, что получение единицы тока из производных ей единиц в принципе не очень дорогая затея и не сложная. Сейчас-же я со всей ответственностью заявляю, что это не так. Ранее я уже прорабатывал вопросы получения радиоизотопных эталонов, их обмера в ВНИИМ, для калибровки моих гамма-спектрометров. Это вышло куда проще и дешевле, даже при том, что я получил эталоны всех средне и долго-живущих изотопов, включая и довольно редкие.

С электрическими величинами дело обстоит куда сложнее. Цены в этой области серьезно выше, достоверные данные можно гарантированно получить только в ведущих лабораториях отрасли. И то не все…. С переносом единицы опять-же проблемы.

Тем не менее, все проблемы решаемы, что радует. Но требуют детальной проработки и вложений.

Добавить комментарий