31406 IMG�56 (2)

• w wyniku przeniesienia miary - staje się wzorcem wtórnym rezystancji zerowego rzędu dokładności (najwyższej dokładności) w hierarchii wzorców wtórnych

Rys. 4. 2. Schemat ideowy układu, za pomocą którego przenosi się miarę ze wzorca pierwotnego na rezystor R. - wtórny wzorzec miary zerowego rzędu dokładności

Hallotron umieszczony jest w knostacie, w którym utrzymuje się temperaturę „prawne równą" temperaturze zera bezwzględnego W przestrzeni otaczającej hallotron wytwarzane jest pole magnetyczne prostopadłe do płaszczyzny hallotronu (zakropkowana powierzchnia na rysunku) o indukcji B, której wartość może być nastawialna w granicach od 2 do 6 T. gdy realizowany wzorzec rezystancji wymaga indukcji trochę mniej niż 4 T W obwodzie x-x hallotronu wymusza się prąd o natężeniu nie większym niż 50 jiA (bo nie może być większy ze względu na zjawisko kwantowe) Stosunek napięcia Halla Uh (napięcie U_n) do prądu I„^m I =% jako rezystancja Rr, dla „pierwszego schodka"¹ jest rezystancją Klitzinga Ri

czyli równa się stałej fizycznej Klitzinga Pierwsze trzy schodki są,.słabo fizycznie określone" (dośwnadczalnie niewyraziste), więc w miernictwie korzysta się ze schodka* o numerze /=4 Na podstawie tego, co zostało powiedziane, można zapisać dla r=4, Ze

u₀ r_k j,r; i r!

•    4 /,*.    4 ^r

Na podstawie tej zależności J2, można przypisać liczbę omów wynikającą ze stałej Klitzinga Rn i ze stosunku nastaw na potencjometrze Rk, otrzymanych przy tym samym prądzie /, . gdy osiąga się stan skompensowania z napięciem Uh (wówczas nastawa wynosi Rk) oraz - po przełączeniu - stan skompensowania z napięciem U. (wówczas nastawa wynosi Ri ). O stanie kompensacji napięć informuje zerowe wskazanie detektora D Wielkość rezystora R_a dobiera się tak, zęby jego rezystancja była bliska rezystancji czwartego schodka charakterystyki R_n w funkcji B Oznacza to wartość bliską 25812:4=6453 O Ze względu na dziesiętny system liczenia przyjmuje się. Ze rezystancją o najbliższej wartości jest rezystancja ok 10 000 fi. a jej dokładną wartość otrzymuje się w wyniku opisywanego doświadczenia Rezystancję R„ dobiera się najbliższą co do wielkości rezystancji odtwarzanej za pomocą zjawiska kwantowego Klitzinga, ponieważ porównywanie napięć Uh i U, metodą kompensacyjną jest najdokładnicj-

Występujc on dla najmniejszej indukcji, przy której zaczyna się już zjawisko kwantowe Klitzinga Jcsi to indukcja większa niż 1 T. Dla porównana w transformatorach energetycznych i w silnikach elektrycznych, gdzie stosowana indukcja uchodzi za dużą, wynosi ona na ogól mniej niż IT.

‘ Występuje on przy indukcji B w otoczeniu 4 T.

sze, gdy napięcia te możliwie mało różnią się Byłoby jeszcze lepiej, gdyby wielkość rezystancji rezystora //„ była jeszcze bliższa rezystancji wzorca pierwotnego, bo komparacja rezystancji mało różniących się może być dokładniejsza niż rezystancji różniących się znacznie

Z faktu, że miarę rezystancji wzorca pierwotnego przenosi się na rezystor o wartości ok. 10 000 O wynika, iz od roku 1990 najdokładniejszymi wzorcami wtórnymi rezystancji mogą być wzorce rezystancji 10 000 fi Rezystory wzorcowe najwyższej dokładności mniejsze i większe niż 10 000 fi muszą być mniej dokładne niż wzorzec 10 000 fi, ponieważ dochodzą (oprócz błędu wielokrotnego porównania) błędy podziału lub błędy zwielokrotniania rezystancji 10 000 fi Wzorzec I fi jest w tym szeregu dość daleko od wzorca pierwotnego

Warto przy tej okazji wiedzieć, jak dokonuje się podział i zwielokrotnianie rezystancji Korzysta się z dwu spostrzeżeń że porównywanie rezystancji nominalnie równych może być (metodą kompensacyjną lub inaczej) wykonane bardzo dokładnie oraz ze dokładne połączenie równoległe lub szeregowe znanych rezystorów zapewnia rezystancję wypadkową li-czalme dokładnie określoną Uwzględniając te spostrzeżenia tworzy się rezystor dziesięć razy mniejszy w stosunku do danego łącząc równolegle dziesięć rezystorów o danej wielkości Natomiast gdy tworzymy rezystor o rezystancji dziesięć razy większej, to łączymy szeregowo dziesięć rezystorów Rezystor wzorcowy o wartości np Ifi otrzymuje się współcześnie w wyniku łańcucha podziałów i porównań z 10 000 fi kolejno na I 000 fi, następnie na 100 fi, na 10 fi i w czwartym etapie na 1 fi Rezystor wzorcowy I fi musi więc być obciążony błędami tych koniecznych działań, z których każde me może być doskonałe ¹ Nie zapominajmy, że wykonanie np dokładnego połączenia szeregowego lub równoległego dokładnych rezystorów też nie jest przedsięwzięciem banalnym.

Wzorce wtórne są wykonywane jako rezystory możliwie dokładnie odtwarzające rezystancję o danej wartości wyrażonej w omach. Deklarowana wartość jest ich wartością nominalną. Oznacza to, że wykonuje się rezystor zapewniając odpowiednią wielkość rezystancji tak, żeby z zadaną tolerancją realizował on deklarowaną wartość nominalną, a pomiarowo wyznacza się dokładnie jego wartość Technologia wykonania rezystorów powinna zapewniać stałość rezystancji przez dłuższy czas i zachowanie innych właściwości w zadanych warunkach fizycznych. Technologia wykonania rezystorów wzorcowych powinna więc u-względniać wiele wymagań. Materiał na elementy rezystancje powinien mieć dużą rezy-stywność (stosuje się przede wszystkim stopy metali), mały temperaturowy współczynnik rezystancji (osiąga się lO*/*), powinien wykazywać małą SEM termoelektryczną w stosunku do miedzi (osiąga się 10* ’‘^V/_K). Rezystory powinny być tak konstruowane i tak użytkowane, żeby nie nagrzewały się istotnie, gdy płynie przez me prąd równy odpowiedniemu, dopuszczalnemu prądowi obciążenia, a ten me powinien być skrajnie mały. To ostanie wymaganie określa się podając albo dopuszczalny prąd obciążenia, albo dopuszczalną moc elektryczną (np 0.1 W lub np. I W) i wskazując sposób chłodzenia. Moc dopuszczalna może wynieść i 10 W, gdy zapewni się wskazany przez wytwórcę sposób chłodzenia

Rezystory wzorcowe jednomiarowe o malej rezystancji (np. mniejszej niż 1000 fl) wykonywane są o czterech zaciskach (rys.4.3a). Jak już było powiedziane, rezystancja jest zdefiniowana, gdy wskaże się punkty, między którymi spadek napięcia powstaje na definiowanej rezystancji. W tym celu w rezystorach wzorcowych wyprowadza się osobnymi przewodami na zaciski spadek napięcia między punktami, między którymi jest rezystancja wzorcowa Zaciski te nazywa się zaciskami napięciowymi, gdy druga para zacisków, za pośrednictwem których doprowadza się prąd elektryczny, nazywa się zaciskami prądowymi W ten sposób wyodrębnia się w obwodzie rezystora tylko tę część rezystancji, która stanowi rezystancję wzorcową

Innym sposobem rozwiązania takiego zadania jest zastosowanie układu kompanion prądu stałego, gdzie stosunek porównywanych rezystancji wyznacza się na jwdstawic liczalncgo stosunku prądów

189