电阻标准的保存
一级和二级标准实验室都保存着电阻的工作标准,用来校准分流器、电桥、分压器及其它电阻设备和电阻测量仪器。工作标准的溯源性通过周期性地和实验室的一级电阻标准进行比较来保持。
之前介绍的各种类型的单值标准电阻器的现有商品都是按十进制序列取值的,其数值范围从0 .000 01Ω到100 MΩ。由于提高稳定性、降低电阻的功率系数、降低与铜导体连接时的热电动势等方面的要求,多年来这些标准电阻的机械结构设计不断进步。
本地标准实验室通常具有若干组这种电阻器,并将它们保存在搅拌油槽中,以便使电阻器保持在标准温度之下。实验室对这些电阻器的数值互相进行比较,并将其与NIST可溯源的运输标准或本地的QHE装置进行比较。进行这种比较所用的技术将在下面的“电阻器的相互比较”一节进行介绍。
虽然,运输标准也可以采用其它的数值,但是其数值通常是10 kΩ或1 Ω。首先,把NIST对这些运输标准所赋的数值传递给本地标准电阻组中的电阻器。然后,本地标准电阻组中的电阻器就可以用来给工作标准(如福禄克公司的742A)进行赋值。
用10 kΩ而不用1 Ω来保存实验室一级电阻标准的好处是,当把该电阻的量值扩展到其它的电阻量值时,积累的误差较小。例如,从1Ω的一级标准电阻开始校准1 MΩ的标准电阻,将需要6次10 :1的比率测量。在每一步的测量中都会积累一些误差。而如果从10 kΩ的一级标准电阻开始,则校准工作只需要2次10:1的比率测量就能完成。
理想的情况是,同时用1 Ω和10 kΩ来保存一级实验室电阻标准。这样对于高、低数值的实验室标准电阻来说都会减小积累的误差。而且,还可以通过比较从1 Ω标准电阻向上和从10 kΩ标准电阻向下,用比率的方法校准1Ω和10 kΩ之间的十进电阻器时的差别,来对实验室测量过程的准确度和重复性进行很好的检查。
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