Calibration Method for Low Currents

Thumbnail Image
Files
master_Sipilä_Pekka_2005.pdf (35.11 MB)
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology | Diplomityö
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Author
Date
2005
Department
Sähkö- ja tietoliikennetekniikan osasto
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
Permanent link to this item
https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120451804
Collections
[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK