Normas para unidades elétricas e medidas exemplares

Medir um valor significa compará-lo com outro valor homogêneo convencionalmente aceito como unidade. Como resultado de tal comparação ou medição de uma quantidade, um certo número nomeado é obtido, que é chamado de valor numérico ou simplesmente o valor da quantidade medida na unidade de medida aceita.

Para comparar o valor medido com a unidade de medida, na maioria dos casos é necessário representar a unidade de medida na forma de uma amostra de material específica chamada medir.

As medições realizadas com a precisão atualmente mais alta (a chamada precisão metrológica) e usadas para comparar outras medidas desse tipo com elas são chamadas de padrões. Observe que as unidades de medida de algumas grandezas por sua própria natureza não podem ter um padrão ou medida, ou seja, uma amostra material concreta. Por exemplo, unidades de grandezas como velocidade, potência, trabalho, amperagem, tempo etc. não têm padrões.

As unidades de algumas grandezas que não possuem padrões materiais criados artificialmente são determinadas por padrões naturais e naturais.Por exemplo, uma unidade de tempo — um segundo — está relacionada ao processo de rotação da Terra, milionésimos de metro — mícrons — é determinado pelo comprimento de onda de uma determinada cor, uma unidade de calor, uma caloria, é determinada por o valor calórico do ácido benzóico quimicamente puro, etc.

A seleção da unidade de medida ainda não permite fazer medições completas, ou seja, comparar o valor medido com a unidade de medida. Portanto, para produzir medições, é necessário reproduzir as unidades de medida em termos reais. Tal reprodução real de unidades torna possível criar algumas unidades internacionais que se aproximam do absoluto com a maior precisão metrológica possível. Existem dois tipos de unidades amostrais reais: padrões e medidas exemplares.

Padrões para unidades de grandezas elétricas

Padrões — trata-se de amostras de materiais que servem apenas para comparação com eles e verificação de medidas amostrais. Esses padrões são armazenados em condições especiais para garantir que seus valores permaneçam inalterados ao longo do tempo. As medidas de amostra são usadas para calibrar todos os tipos de medidas de trabalho e instrumentos de medição.

Os principais padrões para unidades elétricas são os padrões de intensidade de corrente, força eletromotriz e resistência elétrica.

Distinguir entre um padrão primário, que é de maior precisão do que outros padrões que reproduzem unidades de medida da mesma grandeza física, e um padrão secundário, cujo valor é determinado diretamente do padrão primário e por meio de outros padrões secundários ou de uma referência método .

O padrão principal aprovado da maneira estabelecida como padrão estadual é chamado de padrão estadual.Os padrões secundários são divididos em padrões de testemunha, padrões de cópia e padrões de trabalho.

O padrão testemunha serve para verificar a segurança do padrão primário e sua substituição em caso de dano ou perda. O padrão de referência serve para comparação direta com o padrão primário e sua substituição durante o trabalho metrológico mais preciso. O padrão de trabalho destina-se ao trabalho metrológico contínuo na transferência de unidades de medição para medidas de amostra e dispositivos de medição de amostra (dispositivos com a mais alta precisão).

Distinguir:

• um padrão único que reproduz a unidade de medida sem o envolvimento de outros padrões similares (peso de referência, bobina de resistência de referência);
• padrão de grupo, representando um grupo de medidas e medidas de referência, instrumentos usados ​​em geral para melhorar a precisão de uma unidade de medida (por exemplo, um padrão de grupo primário de volts composto por 20 elementos saturados normais, um padrão de grupo primário para medir capacitância elétrica consistindo de 4 capacitores) …

Um método de referência é um método de reprodução de unidades de medida usando propriedades permanentes de uma substância ou uma constante física substituindo o padrão primário. Uma configuração de referência é uma configuração de medição projetada para aplicar um método de referência.

padrão de amperagem

Não foi possível aplicar o padrão atual da unidade como amostra de material. No entanto, com base em ação química da corrente elétrica foi possível estabelecer um efeito de corrente facilmente reproduzível, não independente do tempo nem do lugar, que permitiu estabelecer as seguintes condições para a unidade internacional de intensidade de corrente: o ampère internacional é a intensidade de uma corrente elétrica inalterada que, passando através de uma solução aquosa de nitrato de prata libera 0,00111800 gramas de prata por segundo. De acordo com os regulamentos internacionais, o ampere internacional é reproduzido usando um voltímetro de cátodo de platina com um ânodo de prata.

Padrão de corrente elétrica

O padrão de resistência elétrica

Egalon Oma é um oma internacional. é internacional resistência, convertida em corrente elétrica contínua na temperatura de fusão do gelo por uma coluna de mercúrio de mesma seção transversal, 106.300 cm de comprimento e 14,4521 gramas de massa. O padrão de resistência consiste em um tubo de vidro preenchido com mercúrio durante a medição.

EMF padrão

O padrão para força eletromotriz é o volt internacional. Volt internacional — A tensão através de uma resistência de 1 ohm internacional quando uma corrente de 1 ampère internacional flui através dela. No entanto, a fonte atual de referência que está sendo reproduzida força eletromotriz, igual a um volt internacional, não pode ser criado.

Na prática, o padrão internacional de volts é o chamado Weston International Itens Normais, criando uma força eletromotriz que não muda com o uso e armazenamento adequados, igual a 1,01830 V a uma temperatura de 20 ° C.

elemento Weston

O eletrodo positivo do volt internacional é o mercúrio e o eletrodo negativo é o amálgama de cádmio. Uma pasta de sulfato de mercúrio em pó misturado com sulfato de cádmio cristalino é colocada sobre o mercúrio.No topo do amálgama de cádmio, assim como na pasta, são colocados cristais de sulfato de cádmio. Todo o espaço intereletrodo é preenchido com uma solução saturada de sulfato de cádmio.

Para não estragar o elemento normal quando ele é usado, é necessário evitar uma corrente forte que pode causar o fenômeno de polarização do elemento. A maior corrente permitida para um elemento normal é 0,000005 A. Portanto, quando um elemento normal é incluído em um circuito, é recomendável conectar uma resistência da ordem de 200.000 ohms em série com ele.

Os padrões estaduais da Rússia são armazenados na Metrologia Científica do Estado. centros de Gosstandart (São Petersburgo, Moscou, Novosibirsk), Alemanha — em RTV (Phisikalisch -Technische Bundesanstalt, Braunschweig), EUA — em NIST (Nacional, Tnstitute Standarts and Technology, Gaithersberg).

Medidas de amostra

Para fins práticos, as medidas amostrais são usadas com mais frequência. Eles são produzidos em uma forma fácil de usar. Em termos de precisão, eles naturalmente ficam aquém dos padrões. No entanto, quando usado e armazenado adequadamente, essa precisão é adequada para as necessidades práticas.

As resistências do modelo são produzidas de fio de manganina, como manganin tem muitas vantagens significativas sobre outros materiais:

• seu coeficiente de temperatura é praticamente zero;

• a resistência é grande o suficiente;

• a força termoeletromotriz em contato com o cobre também é praticamente zero;

• A manganina previamente envelhecida não altera seu valor de resistência ao longo do tempo.

Para que a resistência da amostra tenha a menor indutância possível, o enrolamento de sua bobina é feito bifilar… Para fazer isso, todo o fio enrolado no carretel é dobrado no meio e depois enrolado uniformemente a partir da ponta. Neste método de enrolamento, as correntes em duas voltas adjacentes fluem em direções opostas, portanto seus campos magnéticos são iguais e opostos e, portanto, quase se anulam. Portanto, a indutância da bobina enrolada bifilar é quase zero.

Os resistores modelo têm dois pares de grampos. Cada par de grampos se estende da mesma extremidade do resistor. Dois grampos - mais maciços - são projetados para incluir uma resistência de amostra no circuito. Os outros dois — menos massivos — são usados ​​para medições de compensação. As chamadas caixas de resistência são frequentemente usadas como resistências de amostra.