Еталон напруженості магнітного поля в діапазоні до 30 МГц

При побудові даного еталона використовується метод еталонного поля. В еталоні Росії [23] квазістатичне еталонне магнітне поле створюється за допомогою випромінюючої рамкової плоскої кільцевої симетричної антени з радіусом . Периметр антени значно менше довжини хвилі, тому можна знехтувати хвильовим характером струму і вважати його амплітуду і фазу постійними у всіх точках кільця. Провід, що утворює кільцеву рамку, вважається нескінченно тонким. Структурну схему еталона наведено на рис. 6.16.

Значення нормальної складової напруженості магнітного поля (в А/м) у точці розташування індикаторної антени розраховується за формулою

, (6.6)

де – діюче значення струму в передавальній антені; – площа еталонної антени; – відстань між еталонною й індикаторною антенами.

При відтворенні одиниці встановлюється рівень вихідної напруги генератора ВЧ, що відповідає номінальному струму термоперетворювача (ТП) еталонної антени. За допомогою потенціометричної установки вимірюється сила струму ВЧ в еталонній антені і за формулою (6.6) розраховується .

При передачі розміру одиниці (повірці) реєструються покази індикаторної антени, після чого генератор ВЧ перемикається на антену вимірювача, що повіряється. Остання розташовується співвісно з еталонною й індикаторною антенами на відстані від індикаторної. При рівності показань індикаторного приладу при його почерговому збудженні полем еталонної антени і антени, що повіряється, напруженості магнітних полів обох антен рівні. Різниця показань, очевидно, є похибкою приладу, що повіряється.

Складовими систематичної похибки еталона є:

- похибки вимірювання радіусу еталонної антени (~ 1·10^-3 ) і відстані ;

- похибки, пов’язані з неоднорідністю поля в робочій зоні (1·10^-3) і нерівномірністю розподілу струму в еталонній антені (1·10^-3 );

- відбиття від стін, конструктивних елементів і т.і. (2·10^-3 );

- “антенний ефект” еталонної рамкової антени (~ 2·10^-3 );

- похибка вимірювання струму (2·10^-3 );

- струми витоку між витками (2·10^-3).

Державний еталон одиниці напруженості магнітного поля в діапазоні 0,01 – 30 МГц Росії (рис. 6.17) має такі характеристики:

діапазон відтворених значень напруженості складає 2·10^-3 – 5·10^-6 А/м;

сумарна НСП оцінюється значенням 1·10^-2;

СКВ складає (0,4 – 0,5)·10^-2.

Рис. 6.17. Державний спеціальний еталон одиниці напруженості магнітного поля в діапазоні 0,01 – 30 МГц

При передачі розміру одиниці виникають похибки, пов’язані з неточністю вимірювань струму в антені, що повіряється, неспіввісністю антен і неточністю визначення , “антенним ефектом” антени, що повіряється. СКВ передачі оцінюється значенням (8 – 10)·10^-3.