标准伏特和安培

电器工程 安培数 标准 校准 电气 伏特
2022-01-27 08:08:15

最近的一个问题是关于如何计算电路的精度,这让我想到了一般的校准。

特别是,作为 EE,我们通常使用伏特和安培作为单位,但这些都是相当模糊且难以量化的东西。

过去,伏特是由一个“标准电池”定义的,该“标准电池”被锁在某个地方的保险库中,但现在改为使用“约瑟夫森电压标准”,这是一个复杂的系统,使用工作在 70- 的超导集成电路芯片96 GHz 可产生仅取决于应用频率和基本常数的稳定电压。

后者并不完全可以放在地下室,甚至在大多数公司的测试工程部门中。

安培更糟糕。它在 SI 中被定义为“如果将恒定电流保持在两个无限长、圆形横截面可忽略不计的平行直导体中,并在真空中相距一米,将在这些导体之间产生等于 2×10 -7 牛顿每米长度。”

我不知道任何人如何衡量这一点。

欧姆过去由特定高度和重量的汞定义,但后来被放弃,取而代之的是从 1V 和 1A 派生的单位。

这一切都让我想知道我们使用的有多少是根据别人的仪表校准的。这些仪表中有多少是校准到其他人的……等等。看起来像一个大纸牌屋。

您是否可以购买某种中间标准的措施或设备,用作 1V、1A 和 1R 的校准参考?(显然你只需要其中任何两个。)

额外的问题:在购买仪表或其他设备时,是否应该寻找某种认证标签,表明它确实经过了实际 SI 值的测试,而不是针对 Fluke 等进行测试?

3个回答

这一切都让我想知道,我们使用的有多少是根据别人的仪表校准的。这些仪表中有多少是校准到其他人的......等等。看起来像一个大纸牌屋。

和...

在购买仪表或其他设备时,是否应该寻找某种认证标签,表明它确实经过实际 SI 值测试,而不是针对 Fluke 进行测试...

你已经准确地描述了会发生什么。您不需要在公司的内部实验室中拥有异国情调的、昂贵的“黄金标准”,只要您拥有经过认证的校准可追溯性(如果您需要),就可以追溯到实际拥有它的认可实验室。

是的,他们实际上在您的仪器上贴了一张由认可实验室签发的标签,上面标有校准有效期的到期日期。我自己见过。

在内部,您会发现自己处于以下情况之一:

校准的可追溯链

我记得当我在航空航天业工作时,我们需要校准所有测量仪器,并附上它们的标签和可追溯的校准证书和相关文件。在对产品进行任何实际交付测试之前,测试程序(“工作标准”)、要使用的仪器及其校准可追溯性都需要详尽记录并提交客户批准。

当然,每个行业都有自己的要求和质量水平。我认为没有人可以合理地期望中国廉价万用表制造商有这样的校准程序,因为这对他们或他们的客户来说没有意义。

回到溯源链:上图中的NMI就是国家计量院。美国的 NMI 是 NIST。下图详细说明了计量学的“食物链”,如果您想知道:

校准可追溯性的结构

图片来源:测量技术中的校准和可追溯性

在购买仪表或其他设备时,是否应该寻找某种认证标签,表明它确实经过了实际 SI 值的测试

如果您从 Keysight 或 Tek 或其他高质量品牌购买仪器,他们将提供 NMI 可溯源校准证书作为附加成本选项。如果您在高质量实验室进行定期校准,他们将提供类似的证书

如果您不订购此证书,您的仪器可能仍会使用相同的程序进行测试,但供应商将不承担保留该测试及其结果的记录的责任。

我知道在我的行业中,我们的客户会定期审核我们的生产现场,并检查我们测试线上使用的所有仪器是否具有可追溯的校准证书。

对比测试说福禄克...

如果 Fluke 具有有效证书,这仍然可以是可追溯的校准。当然,远离主要标准的每一步都会增加从测量到测量传播的可能误差,从而降低您可以为被测仪器声称的准确度。

这一切都让我想知道,我们使用的有多少是根据别人的仪表校准的。这些仪表中有多少是校准到其他人的......等等。看起来像一个大纸牌屋。

计量堆的顶部是国家标准实验室拥有的参考标准。这些确实主要只是通过相互比较来测试。例如,NIST 通过将其与英国标准协会、法国标准化协会、中国计量研究院等维护的原子钟进行比较来验证其原子钟的准确性。世界上精确的仪器对于一些测量,唯一可以比较的是其他人尝试生产同样的东西。

您想要的标签是“可追溯至 NIST”(至少在美国)。

美国国家标准与技术研究院维护主要标准,所有其他标准(在校准实验室等)都会定期直接或间接地对照它们进行检查。如果您关心仪器的绝对精度,您将拥有描述所有步骤的文档,通过这些步骤您的校准可以一直追溯到 NIST。这将包括使用了哪些传输标准或工具,以及每个标准在多长时间前与链条上的下一个更高标准进行检查。