Висновок

Основним методом, на якому базується еталони одиниць змінної напруги і сили змінного струму, є метод теплового компарування, тобто порівняння з напругою або силою постійного струму за еквівалентною тепловою дією.

Домінуючою похибкою компарування при цьому є похибка переходу з постійного струму на змінний або частотна похибка, пов’язана з наявністю у схемах термоперетворювачів реактивних елементів і поверхневого ефекту. Тому апаратурна реалізація методу теплового компарування в різних частотних піддіапазонах відрізняється, а основним напрямком метрологічних досліджень при створенні відповідних еталонів є оцінка і мінімізація частотної похибки.

Оптимальним методом, який дозволяє перенести розмір вольта в діапазон високих напруг на постійному і змінному струмі, є метод масштабного перетворення.

Широкі частотний і динамічний діапазони, в яких необхідно вимірювати параметри електричного струму, перш за все напругу, призвели до необхідності створення кількох первинних еталонів вольта.

Методи теплового компарування дозволяють забезпечити простежуваність вимірювання параметрів постійного і змінного струмів до найбільш точних еталонів у галузі електрики (первинного еталона ЕРС на ефекті Джозефсона і первинного еталона електричного опору на квантовому ефекті Холла) і тим самим забезпечити узгодженість розмірів вольта і ампера в частотному і динамічному діапазонах.

Варто також сказати про дослідження щодо використання квантового ефекту Джозефсона для вимірювання змінної напруги і, в перспективі, створення єдиного квантового еталона вольта на постійному і змінному струмі. Концепцію побудови такого еталона в Росії розглянуто в [39]. Суть методу (див. рис. 5.25) полягає в порівнянні змінного синусоїдального сигналу з “джозефсонівським” сигналом східчастої форми за допомогою деякого нуль-індикатора (наприклад, СКВИДа*). При цьому проводиться порівняння площин чи, що те ж саме, середньовипрямлених значень порівнюваних сигналів. Опорним сигналом служить сигнал (напруга), відтворений мірою на основі ефекту Джозефсона . Східчастий сигнал може бути отриманий шляхом дискретних відліків з виводів джозефсоновської матриці, розташованих, наприклад, за двоїчним кодом. Різниця напруг (див. вид різницевого сигналу на рис. 5.25) подається на вхід СКВИДа, фільтрується, підсилюється, випрямляється на фазочутливому детекторі і надходить на регулятор рівня у вигляді сигналу помилки. При рівності середньовипрямлених значень напруга сигналу помилки дорівнює нулю; для переходу до середньоквадратичних чи амплітудних значень напруги (відповідно до виразів (5.5) , ) необхідно застосовувати масштабні перетворювачі напруги.