Calibration Method for Low Currents

Loading...
Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Diplomityö

Date

2005

Major/Subject

Mittaustekniikka

Mcode

S-108

Degree programme

Language

en

Pages

93

Series

Abstract

Virtamittarien kalibrointi voidaan suorittaa tarkasti ja jäljitettävästi tasajännitemenetelmällä aina pikoampeeriluokan virtoihin saakka. Tämä menetelmä perustuu tarkasti toistettavaan virta-arvoon, joka saadaan kytkemällä tunnettu jännite karakterisoidun suuriohmisen normaalivastuksen yli. Tällä menetelmällä voidaan saavuttaa 3600 ppm tarkkuus (k = 2) pikoampeeriluokan virroille. Suurin epävarmuustekijä 10 pikoampeeria pienemmillä virroilla on l/f-kohina, mikä käytännössä on peräisin itse kalibroitavasta virtamittarista. Suuremmilla virta-arvoilla normaalivastuksen arvo nousee rajoittavimmaksi tekijäksi kalibroinnin tarkkuuden kannalta. Tasajännitemenetelmän edellyttämillä suuriohmisilla normaalivastuksilla on tunnetusti suuri jännite- ja lämpötilariippuvuus, pitkä asettumisaika sekä huono stabiilius pitkällä aikavälillä. Täten vastusten huolellinen karakterisointi on tärkeä osa itse virtakalibrointiprosessia. Mittaustuloksissa havaittiin, että virranjohtuminen vastuksissa tapahtuu todennäköisimmin ionisen ja sähköisen johtumismekanismin yhdistelmänä. Tätä tietoa hyödynnettiin jänniteriippuvuuskarakterisoinnissa. Vastusten suuren lämpötilariippuvuuden aiheuttama vaikutus virtakalibroinnin tarkkuuteen eliminoitiin rakentamalla lämpötilasäädelty kaappi, jossa lämpötila saatiin pysymään 20 millikelvinin sisällä asetetusta arvosta. Johtuen vastusten huonosta stabiiliudesta pitkällä aikavälillä tulisi vastusten karakterisointi suorittaa aina ennen itse virtamittarin kalibrointia.

Description

Supervisor

Ikonen, Erkki

Thesis advisor

Kärhä, Petri
Rajala, Risto

Keywords

picoampere, pikoampeeri, current calibration, virtakalibrointi, constant-voltage method, tasajännitemenetelmä, voltage dependence, jänniteriippuvuus, temperature dependence, lämpötilariippuvuus, teraohm-level standard resistor, suuriohminen normaalivastus

Other note

Citation