Volt dan Ampere Standar

Sebuah pertanyaan baru-baru ini di sini bertanya tentang bagaimana menghitung keakuratan rangkaian membuat saya berpikir tentang kalibrasi secara umum.

Secara khusus, sebagai EE kita secara rutin menggunakan volt dan ampere sebagai satu unit, namun keduanya merupakan hal yang agak kabur dan sulit untuk diukur.

Dulu volt didefinisikan oleh "sel standar" yang disimpan dalam lemari besi di suatu tempat, tetapi itu berubah menjadi menggunakan "standar tegangan Josephson" yang merupakan sistem kompleks yang menggunakan chip sirkuit terintegrasi superkonduktif yang beroperasi pada 70– 96 GHz untuk menghasilkan tegangan stabil yang hanya bergantung pada frekuensi yang diterapkan dan konstanta fundamental.

Yang terakhir ini bukan sesuatu yang bisa dilempar bersama di ruang bawah tanah, atau bahkan di departemen teknik pengujian di sebagian besar perusahaan.

Ampere lebih buruk. Didefinisikan dalam SI sebagai "Arus konstan yang, jika dipertahankan dalam dua konduktor paralel lurus dengan panjang tak terbatas, dari penampang melingkar yang dapat diabaikan, dan ditempatkan terpisah satu meter dalam ruang hampa udara, akan menghasilkan kekuatan konduktor sebesar 2 × 10 −7 newton per meter panjangnya. "

Saya tidak punya ide bagaimana orang bisa mengukur itu.

Ohm dulu didefinisikan oleh tinggi dan berat merkuri tertentu, tetapi itu ditinggalkan untuk menjadi unit turunan dari 1V dan 1A.

Ini semua membuat saya bertanya-tanya berapa banyak dari apa yang kita gunakan dikalibrasi ke meteran orang lain. Dan berapa banyak dari meter itu yang dikalibrasi ke milik orang lain ... dan terus dan terus. Sepertinya satu rumah besar kartu.

Apakah ada semacam standar ukuran atau peralatan menengah yang dapat Anda beli untuk digunakan sebagai referensi yang dikalibrasi untuk 1V, 1A, dan 1R? (Jelas Anda hanya membutuhkan keduanya.)

Pertanyaan bonus: Apakah ada semacam stiker sertifikasi yang harus dicari ketika membeli meter atau peralatan lain yang menunjukkan bahwa itu memang diuji dengan nilai SI aktual vs diuji terhadap, katakanlah, kebetulan?

Ini semua membuat saya bertanya-tanya, berapa banyak yang kita gunakan dikalibrasi ke meteran orang lain. Dan berapa banyak meter itu, dikalibrasi ke orang lain .. dan seterusnya. Sepertinya satu rumah besar kartu.

dan...

Apakah ada semacam stiker sertifikasi yang harus dicari ketika membeli meter atau peralatan lain yang menunjukkan bahwa memang diuji dengan nilai SI aktual vs diuji terhadap katakana ...

Anda telah menggambarkan dengan tepat apa yang terjadi. Anda tidak perlu memiliki "standar emas" yang eksotis, mahal, di lab internal perusahaan Anda, selama Anda memiliki keterlacakan kalibrasi tersertifikasi (jika Anda membutuhkannya) hingga ke laboratorium terakreditasi yang benar-benar memilikinya.

Dan ya, mereka benar-benar memasukkan ke dalam stiker Anda sebuah stiker yang dikeluarkan oleh laboratorium terakreditasi, dengan tanggal kedaluwarsa validitas kalibrasi di atasnya. Saya sudah melihatnya sendiri.

Di rumah, Anda akan menemukan diri Anda dalam salah satu situasi ini:

Saya ingat bahwa ketika saya bekerja di industri dirgantara, kami diharuskan memiliki semua instrumen pengukuran yang dikalibrasi, dengan stiker dan sertifikat kalibrasi yang dapat dilacak dan dokumentasi terkait. Prosedur pengujian ("standar kerja"), instrumen yang akan digunakan, dan keterlacakan kalibrasi mereka, semuanya harus didokumentasikan secara lengkap dan diajukan untuk persetujuan pelanggan jauh sebelum pengujian pengiriman aktual dilakukan pada produk.

Tentu saja, setiap industri memiliki persyaratan dan tingkat kualitasnya sendiri. Saya tidak berpikir ada orang yang bisa berharap bahwa produsen China multimeter murah memiliki program kalibrasi seperti itu, karena itu tidak masuk akal bagi mereka atau pelanggan mereka.

Kembali ke rantai keterlacakan: NMI pada gambar di atas adalah National Metrological Institutes. NMI untuk Amerika Serikat adalah NIST. Pandangan lebih dekat pada "rantai makanan" metrologi diilustrasikan pada gambar di bawah ini, jika Anda bertanya-tanya:

Sumber gambar: Kalibrasi dan keterlacakan dalam mengukur teknologi

Apakah ada semacam stiker sertifikasi yang harus dicari ketika membeli meteran atau peralatan lain yang mengindikasikan bahwa itu memang diuji dengan nilai SI yang sebenarnya

Jika Anda membeli instrumen Anda dari Keysight atau Tek atau merek berkualitas tinggi lainnya, mereka akan menawarkan sertifikat kalibrasi yang dapat dilacak NMI sebagai opsi biaya tambahan. Jika Anda melakukan kalibrasi berkala di laboratorium berkualitas tinggi, mereka akan menawarkan sertifikat serupa

Jika Anda tidak memesan sertifikat ini, instrumen Anda kemungkinan masih akan diuji dengan prosedur yang sama, tetapi vendor tidak akan mengambil tanggung jawab untuk menyimpan catatan pengujian dan hasilnya.

Saya tahu bahwa di industri saya, pelanggan kami secara teratur mengaudit lokasi produksi kami dan memeriksa bahwa semua instrumen yang digunakan pada jalur pengujian kami memiliki sertifikat kalibrasi yang dapat dilacak.

vs diuji terhadap katakanlah Fluke ...

Ini masih bisa menjadi kalibrasi yang dapat dilacak, jika kebetulan memiliki sertifikat yang valid. Tentu saja setiap langkah menjauh dari standar primer meningkatkan kemungkinan kesalahan yang disebarkan dari pengukuran ke pengukuran, mengurangi akurasi yang dapat Anda klaim untuk instrumen yang diuji.

Ini semua membuat saya bertanya-tanya, berapa banyak yang kita gunakan dikalibrasi ke meteran orang lain. Dan berapa banyak meter itu, dikalibrasi ke orang lain .. dan seterusnya. Sepertinya satu rumah besar kartu.

Di bagian atas tumpukan metrologi adalah standar referensi yang dimiliki oleh laboratorium standar nasional. Dan ini memang terutama hanya diuji dengan membandingkan satu sama lain. Sebagai contoh, NIST memverifikasi keakuratan jam atomnya dengan membandingkannya dengan jam atom yang dikelola oleh British Standards Institution, Association Française de Normalalization, Chinese National Institute of Metrology, dll. Ini karena ketika Anda memanfaatkan instrumen akurat di dunia untuk beberapa pengukuran, satu-satunya hal yang dapat dibandingkan dengan upaya orang lain untuk menghasilkan hal yang sama.

Label yang Anda inginkan "dapat dilacak ke NIST" (setidaknya di AS).

The National Institute of Standards and Technology mempertahankan standar primer, dan semua standar lainnya (di laboratorium kalibrasi, dll) secara periodik diperiksa terhadap mereka, baik secara langsung maupun tidak langsung. Jika Anda peduli dengan keakuratan mutlak instrumen Anda, Anda akan memiliki dokumentasi yang menjelaskan semua langkah di mana kalibrasi Anda dapat ditelusuri hingga ke NIST. Ini akan mencakup standar atau instrumen transfer apa yang digunakan, bersama dengan berapa lama yang lalu masing-masing diperiksa terhadap standar berikutnya yang lebih tinggi dalam rantai.