JEDNOSTKI I WZORCE

MIĘDZYNARODOWY UKŁAD JEDNOSTEK MIAR SI

(International System of Units, Systeme

International d’Unites, 1967)

Wielkość

Symbol

Jednostka

Wymiar

Długość

I

metr m

L

Masa

m

kilogram

kg

M

Czas

t

sekunda s

T

Prąd

elektryczny

I

amper A

I

JEDNOSTKI I WZORCE

MIĘDZYNARODOWY UKŁAD JEDNOSTEK MIAR SI

(International System of Units, Systeme

International d’Unites, 1967)

Wielkość

Symbol

Jednostka

Wymiar

Temperatur

a

T

kelwin K



Ilość

materii

N

mol

N

Światłość

J

kandela cd

J

Kąt płaski



radian rad

_

Kąt bryłowy



steradian

sr

_

JEDNOSTKI I WZORCE

METODY I ZJAWISKA WYKORZYSTANE DO

ODTWORZENIA JEDNOSTEK WYBRANYCH WIEKOŚCI

(stan na rok 1993)

Wielkość

(jednostka)

Zjawisko

zależność (rok

ustanowienia)

Dokładnoś

ć

odtworzen

ia

Wzorzec

materialny

Długość

(metr)

propagacja

światła *)

c

0

=(

0



0

)

-1/2

(1983)

4·10

-9

platynowy

wzorzec metra

w BIPM

Masa (kg)

-

(1899)

10

-8

prototyp

kilograma w

BIPM

Czas

(sekunda

promieniowani

e atomowe**)

(1967)

10

-13

zegar atomowy

*) Droga jaką przebywa światło w próżni w czasie 1/299792458 s.

**) Czas trwania 919631770 okresów drgań promieniowania
odpowiadającego przejściu między dwoma nadsubtelnymi
poziomami stanu podstawowego atomu cezu

133

Cs

JEDNOSTKI I WZORCE

METODY I ZJAWISKA WYKORZYSTANE DO

ODTWORZENIA JEDNOSTEK WYBRANYCH WIEKOŚCI

(stan na rok 1993)

Wielkość

(jednostka)

Zjawisko

zależność (rok

ustanowienia)

Dokładnoś

ć

odtworzen

ia

Wzorzec

materialny

Prąd

(amper)

prawo Biota

Savarta



0

=4·10

-7

(1946)

3·10

-7

Waga prądowa

(złożony

proces

pomiarowy)

Napięcie

(wolt)

efekt

Josephsona

K

J

=2e/h

(1990)

4·10

-7

Ogniwo

Westona,

dioda Zenera

Rezystancja

(ohm)

kwantowy efekt

Halla R

K

=h/e

2

(1990)

2·10

-7

Wzorcowy

rezystor
drutowy

Pojemność

(farad)



0

=10

-9

/36

(1983)

10

-7

Obliczalny

kondensator

Thompsona-

Lamparda

JEDNOSTKI I WZORCE

PODSTAWOWE JEDNOSTEKI ELEKTRYCZNE

PRĄD ELEKTRYCZNY: wielkość podstawowa
układu SI

Wymiar:

I

Jednostka:

1 A

„Prąd elektryczny ma natężenie 1 A,

jeśli płynąc przez dwa prostoliniowe,
równoległe do siebie, nieskończenie długie
przewodniki o pomijalnie małej średnicy,
umieszczone w próżni, powoduje
powstawanie siły przyciągania (lub
odpychania) równej 2 · 10

-7

N pomiędzy

odcinkami tych przewodów o długości 1 m”.

JEDNOSTKI I WZORCE

PODSTAWOWE JEDNOSTEKI ELEKTRYCZNE

NAPIĘCIE: U

Wymiar:

dim(U) = M L

2

T

-3

I

-1

Jednostka:1 V

„Jeden wolt stanowi różnicę potencjałów

między dwoma punktami przewodnika, przez
który płynie prąd o natężeniu 1 A, gdy moc
wydzielania między tymi punktami wynosi 1
wat (W = J/s).

















3

2

1

s

A

m

kg

A

W

V

JEDNOSTKI I WZORCE

PODSTAWOWE JEDNOSTEKI ELEKTRYCZNE

REZYSTANCJA: R

PRZEWODNOŚĆ: G = R

-1

Wymiar:

dim (R) = M L

2

T

-3

I

-2

Jednostki:

Jeden om (Ώ) stanowi rezystancję między
dwoma punktami przewodnika, przez który
płynie prąd o natężeniu 1 amper, gdy różnica
potencjałów między tymi punktami wynosi 1
wolt.

1

3

2

2

1

1

1

1

1

1

1



























V

A

S

s

A

m

kg

A

V

WZORCE NAPIĘCIA

nadprzewodnik
(Nb)

U

d = 10

-10

cm

I

T  4

K

izolat
or

Zasada działania złącza
Josephsona

Charakterystyka napięciowo-

prądowa złącza Josephsona

U(n,f)

I

U = f/K

J

U

J

(n)

Efekt Josephsona:

U

J

(n) = n·f/K

J

Stała Josephsona: K

J

= 483 597,9  0,2 GHz/V

Estymowany błąd odtworzenia jednostki napięcia: 

4·10

-7

(1990)

WZORCE NAPIĘCIA

Ogniwo normalne Westona

kryształki

CdSO

4

+

-

kryształki

CdSO

4

Pasta

CdSO

4

+ Hg

+

Hg

2

S

O

4

Rtęć

Hg

Amalgam

at Cd

+Hg

Roztwór

CdSO

4

PARAMETRY:

Siła elektromotoryczna:

E = 1,01865 V

Współczynnik cieplny:



E

= -0,004 %/K (T =

293 K)

Stabilność długookresowa:

E  0,01 %/rok

Rezystancja wewnętrzna:

R

0

 500 

Dopuszczalny prąd
obciążenia:

I

0max

 1 A

WZORCE NAPIĘCIA

Diody Zenera

U

I

E

R

S

U

I

E

U

Z

I

Z

R

S

Charakterystyka napięciowo-
prądowa

Napięcie Zenera:

U

Z

= 3, . . . 30 V

Rezystancja
wewnętrzna:

r

D

= 10, . . . 100 

Zakres prądu
stabilizacji:

I

Z

= 1, . . . 100 mA

Współczynnik cieplny
napięcia stabilizacji:



UZ

 0,01 %/K

(dla U

Z

 5,5 V)

WYKLAD 8

8

Narzędzia pomiarowe

Wyposażenie stanowiska pomiarowego

HI ERARCHI A WZORCÓW

Aparatura atestowana (przemysł, uczelnie)

Aparatura komercyjna

Użytkownicy

Wzorce wtórne

Wzorce odniesienia

Wzorce kontrolne

Laboratoria przemysłowe

Wzorce wielkości pochodnych oraz wzorce
materialne

Krajowe wzorce kontrolne (robocze)

Wzorce pierwotne wielkości podstawowych
(masa, długość, czas, natężenie prądu)

Międzynarodowe Biuro Miar i Wag
w Sèvres pod Paryżem (BIPM)

Krajowe laboratoria wzorcowe
(NPL, NBS, GUM itp..)