Uso de estándares de transferencia
Descripción general de estándares de transferencia
Para realizar calibraciones con un alto grado de precisión, se deben emplear estándares de referencia en cada rango o década de la instrumentación de medición o calibración.
Claramente, esto puede ser difícil y costoso ya que estos estándares deben ser altamente estables y sus valores precisos deben conocerse con un alto grado de certeza y con una resolución suficiente. Para minimizar el costo y la dificultad, medios más prácticos para realizar tales calibraciones es usar estándares de transferencia.
Si uno tiene un solo estándar que es calibrado por un laboratorio nacional, uno puede transferir la precisión "certificada" al comparar el estándar "certificado" con el estándar de transferencia por hasta tres décadas.
La precisión resultante del proceso de transferencia puede ser mucho mejor (por ejemplo, 1 ppm) que la precisión del estándar de transferencia en sí (por ejemplo, 15 ppm). Esto se puede entender de la siguiente manera: una regla estable, pero solo moderadamente precisa, podría usarse para transferir con precisión la medición de un objeto de longitud conocida con precisión a un segundo objeto de longitud desconocida. Esta transferencia está prácticamente limitada solo por la precisión de la longitud conocida.
La serie IET HATS-LR de estándares de transferencia consta de 12 resistencias de valor igual emparejadas de valor R, designadas como R1 a R12, que pueden conectarse en serie o en paralelo para producir cualquier cantidad de valores como R / 10, R y 10R . Esto permite las transferencias progresivas a décadas más altas o más bajas. Para resistencias superiores a 1 MΩ, se pueden utilizar los estándares de transferencia de la serie HATS-Y , y se aplica la misma discusión.
Ajuste para varias combinaciones de resistencia
Para obtener una resistencia R de un paso, se puede usar cualquier resistencia individual, pero es claramente ventajoso utilizar tantos de ellos juntos como sea posible en combinación. Esto no solo permite que la potencia aplicada se divida entre el conjunto, sino que permite el uso de un número de resistencias para determinar la resistencia estadística neta, siempre mejor para un número mayor. En particular, 9 resistencias están conectadas en una combinación serie-paralelo. El mejor método para implementar este circuito es usar el conjunto de barras de cortocircuito Modelo HATS-LR-SB .
De forma similar, el valor de R / 10 puede implementarse mediante una combinación paralela de 10 resistencias. De nuevo, esto se puede hacer convenientemente con las barras de cortocircuito. Esto toma una ventaja estadística de 10 resistencias en combinación. Por supuesto, el uso de 10 resistencias en una combinación en serie producirá 10R con la misma ventaja estadística y de potencia.
Es importante tener en cuenta que cualquier configuración en serie, paralela o paralela a la serie da como resultado que la desviación neta sea igual a la desviación promedio para ese grupo de resistencias independientemente de cómo estén conectadas, siempre que la potencia aplicada se divida equitativamente entre las resistencias. resistencias. Este es claramente el caso con las configuraciones R / 10 y 10R, es decir, tienen las mismas desviaciones. También es cierto con la configuración de serie paralela de 9 resistencias, ya que el efecto de la desviación de una sola resistencia faltante puede despreciarse con seguridad. Esta propiedad es muy útil ya que permite hacer transferencias precisas a lo largo de tres décadas con una sola unidad.
Transferencias de Calibración
Como ejemplo, se puede comparar un estándar de 10 kΩ con una unidad HATS-LR con etapas de 10 kΩ conectadas en una configuración en serie paralela, como se describió anteriormente, para proporcionar una resistencia neta de 10 kΩ. Una vez que se realiza una comparación, se obtiene una desviación neta de 10 resistencias (aproximadamente la misma que para 9 resistencias).
Esta desviación media o neta permanece constante para una combinación en serie y, por lo tanto, la norma se "transfiere" efectivamente con la misma desviación más la precisión de transferencia de la unidad a otra década, 10R o 100 kΩ en este ejemplo.
Esta desviación también es transferible a 1 kΩ utilizando el HATS-LR en el modo paralelo.
Este proceso puede continuarse con otro estándar de transferencia. Los pasos de 1 MΩ en este ejemplo podrían configurarse primero en el modo R / 10 para producir 100 kΩ, que se compararía con el primer conjunto estándar en el modo 10R. Esto ahora produce los valores adicionales de 1 MΩ y 10 MΩ con desviaciones conocidas cercanas al estándar original. Solo se deben agregar los errores de precisión de transferencia para cada transferencia.
Refiriéndonos al mismo ejemplo, una transferencia también puede extenderse hacia abajo. Un estándar con pasos de 100Ω se establecería en una serie de 1 kΩ y se compararía con el estándar original y, posteriormente, proporcionaría una transferencia a 100Ω y 10Ω.