Еталон одиниці індуктивності

Приблизно до середини 70-х років минулого століття відтворення одиниці індуктивності – генрі здійснювалося в абсолютній мірі за допомогою еталона, що базується на розрахункових котушках індуктивності (через геометричні розміри котушок і магнітну проникність середовища). У той же час з початку 70-х рр. успішно розвивалися роботи зі створення еталона ємності на основі розглянутого вище розрахункового конденсатора Томпсона - Лампарда, точність відтворення якої була істотно вище, ніж індуктивності. Тому сьогодні еталон індуктивності одержує значення розміру одиниці від еталона ємності, при цьому передача розміру одиниці здійснюється за допомогою індуктивно-ємнісного моста. Ця ситуація характерна для більшості еталонів розвинутих країн, відмінність існує лише в деяких технічних деталях.

Зокрема, державний еталон одиниці індуктивності Росії являє собою комплекс із чотирьох мір індуктивності – тороїдальних котушок і еталонного індуктивно-ємнісного моста [37]. Розмір відтвореної еталоном одиниці визначається як середнє арифметичне групи

,

де – дійсне значення індуктивності -ї міри, визначене за допомогою еталонної міри ємності , міри частоти й індуктивно-ємнісного моста.

Спрощену схему моста наведено на рис. 7.12 (відомий як міст Максвелла – Віна).

 

 

Для точного вимірювання індуктивності застосовується метод двох зрівноважувань моста [37]:

а) при включенні послідовно зі змінним опором індуктивності , що калібрується, при цьому схема врівноважується регулюванням і ;

б) при включенні перемички на виводи рівновага моста відновлюється регулюванням тих же елементів (, ).

Формула для визначення має вигляд

,

де – поправочний член, що залежить від параметрів моста; – індуктивність перемички (виконується мінімальною, оцінюється за геометричними розмірами).

В еталоні Росії номінальне значення відтвореної індуктивності становить 10·10^-3 Гн. Оцінка НСП складає 5·10^-6, СКВ ~ 1·10^-6 [44].

Передача розміру одиниці мірам індуктивності, вторинним і робочим еталонам проводиться за допомогою індуктивно-ємнісного моста на =1000 Гц.

В еталоні України також використовуються принципи відтворення одиниці електричної індуктивності на основі мір ємності, опору і частоти. Як відомо, імпеданси конденсатора з ємністю і котушки з індуктивністю на частоті описуються виразами

, .

Якщо за допомогою згаданого вище квадратурного моста-компаратора встановити рівність , то можна записати

.

Аналогічно можна відтворити одиницю індуктивності через значення електричного опору і частоти:

.

Структурну схему еталона електричної індуктивності України, в якому реалізовано цей метод, наведено на рис. 7.14.

	Еталонні міри електричної індуктивності 1мГн, 10 мГн, 100 мГн
		Комутатор

 

 

 

Рис. 7.14. Структурна схема еталона індуктивності України

 

Еталон України має такі метрологічні характеристики:

відтворювані значення індуктивності 1мГн; 10 мГн; 100 мГн;

діапазон, в який передається значення одиниці, 1×10^-6 − 10 Гн;

НСП відтворення одиниці 3×10^-5;

СКВ відтворення одиниці 1×10^-5.