Электричество и магнетизм

Государственные первичные эталоны (ГПЭ), государственные первичные специальные эталоны (ГПСЭ) ВНИИМ им. Д.И. Менделеева

Электричество и магнетизм (Electricity and Magnetism - EM)

ГЭТ4-91 ГПЭ единицы силы постоянного электрического тока

ГЭТ12-2011 ГПЭ единиц магнитной индукции, магнитного потока, магнитного момента и градиента магнитной индукции

ГЭТ13-01 ГПЭ единицы электрического напряжения

ГЭТ14-2014 ГПЭ единицы электрического сопротивления

ГЭТ15-79 ГПЭ единицы индуктивности

ГЭТ25-79 ГПЭ единицы электрической ёмкости

ГЭТ27-2009 ГПСЭ единицы электрического напряжения - вольта - в диапазоне частот 3·107 - 2·109 Гц

ГЭТ61-88 ГПСЭ единицы угла фазового сдвига между двумя электрическими напряжениями в диапазоне частот 1·10-2 - 2·107 Гц

ГЭТ88-2014 ГПСЭ единицы силы электрического тока в диапазоне частот 20 - 1·106 Гц

ГЭТ89-2008 ГПСЭ единицы электрического напряжения (вольта) в диапазоне частот 10 - 3·107 Гц

ГЭТ143-85 ГПЭ единицы угла потерь

ГЭТ153-2012 ГПЭ единицы электрической мощности в диапазоне частот от 1 до 2500 Гц

ГЭТ4-91 Государственный первичный эталон единицы силы постоянного электрического тока

Структурное подразделение ВНИИМ: НИЛ 2201

ГЭТ4-91 Годы создания: 1968 - 1991
Дата утверждения: 12.09.1991

Современный ГЭТ4 состоит из двух комплексов:

  • комплекса для воспроизведения силы постоянного тока методами электрометрии в диапазоне от 1·10-16 до 1·10-9 А (учёный хранитель - к.т.н. Павлов О.М.)

  • комплекса для воспроизведения силы постоянного тока с использованием квантовых эталонов (вольта и ома) в диапазоне 1 мА; 1 А (учёный хранитель - д.т.н., доцент Катков А.С.)


В основу работы эталона положены методы, при которых воспроизведение силы тока связано с измерениями постоянного напряжения, сопротивления и ёмкости с использованием значений фундаментальных физических констант, квантовых эффектов Джозефсона и Холла.

Состав эталона:

  • многозначная мера постоянного тока для значений 1·10-3 А и 1 А, включающая меру напряжения, меры электрического сопротивления и регулируемые источники тока;
  • многозначная мера постоянного тока для диапазона 1·10-16 - 1·10-9 А, включающая набор мер постоянной ёмкости, интегратор, измерительный блок с частотомером, цифровым вольтметром и компаратором.

Основные метрологические характеристики

Номинальные значения, диапазон 1А; 1·10-3 А; 1·10-16 - 1·10-9 А
СКО 5·10-8; 2·10-4 - 1·10-2
Неисключенная систематическая погрешность (НСП) 2·10-7; 5·10-4 - 2,5·10-2
Неопределённость стандартная по типу А
- при номинальных значениях силы тока 1 мА и 1 А: 5·10-8
- в диапазоне 1·10-16 - 1·10-9 А: 1·10-2 - 2·10-4
по типу В
- при номинальных значениях силы тока 1 мА и 1 А: 1,1·10-7
- в диапазоне 1·10-16 - 1·10-9 А: 1,2·10-2 - 2,4·10-4
суммарная
- при номинальных значениях силы тока 1 мА и 1 А: 1,1·10-7;
- в диапазоне 1·10-16 - 1·10-9 А: 1,6·10-2 - 3,1·10-4
Неопределенность расширенная при коэффициенте охвата k=2 - при номинальных значениях силы тока 1 мА и 1 А: 2,4·10-7
- в диапазоне 1·10-16 - 1·10-9 А: 3,2·10-2 - 6,2·10-4

Сферы (области) применения эталона

Потребность в точных измерениях силы постоянного электрического тока существует во многих областях науки и производственной деятельности:
- электронные, космические и оборонные технологии;
- приборостроение и точное машиностроение и др.

Результаты применения эталона

Совокупное количество средств измерений, прослеживаемых к ГЭТ, составляет более 100 млн. единиц.

ГЭТ13-01 Государственный первичный эталон единицы электрического напряжения

Структурное подразделение ВНИИМ: НИЛ 2201

ГЭТ13-01 Годы создания: 1970 - 2001
Дата утверждения: 02.04.2001

В основу эталона положен метод преобразования частоты в электрическое напряжение на основе эффекта Джозефсона в сверхпроводниках.

Работу эталона обеспечивает комплекс средств измерений:
  • мера напряжения для воспроизведения единицы напряжения на основе эффекта Джозефсона;
  • аппаратура для контроля условий измерений и неизменности воспроизводимого и хранимого размера единицы напряжения;
  • аппаратура для передачи единицы напряжения.

Основные метрологические характеристики

Номинальные значения 1 В; 10 В
СКО 1·10-9
Неисключенная систематическая погрешность (НСП) 1·10-9
Неопределённость стандартная по типу А 1·10-9
по типу В 0,5·10-9
суммарная 1,1·10-9
Неопределенность расширенная при коэффициенте охвата k=3 3,1·10-9

Сферы (области) применения эталона

Потребность в точных измерениях постоянного электрического напряжения существует во многих областях науки и производственной деятельности:
- электронные, космические и оборонные технологии;
- приборостроение и точное машиностроение;
- судостроение, авиа- и ракетостроение и др.

Результаты применения эталона

Совокупное количество средств измерений, прослеживаемых к ГЭТ13, составляет более 100 млн. единиц.

ГЭТ27-2009 Государственный первичный специальный эталон единицы электрического напряжения в диапазоне частот 3·107 - 2·109 Гц

Структурное подразделение ВНИИМ: НИЛ 2201

ГЭТ27-2009 Годы создания: 1982 - 2008
Дата утверждения: 21.10.2009

В основу эталона положен метод одновременного сравнения действующего значения переменного напряжения с известным значением постоянного напряжения посредством терморезисторного компаратора.

Состав эталона:
  • терморезисторные преобразователи напряжения;
  • мера постоянного напряжения 1 В и 10 В;
  • двойной терморезисторный мост постоянного тока с автоматическим уравновешиванием;
  • вольтметр постоянного напряжения с диапазоном измерений от 1 до 10 В;
  • высокостабильные программируемые источники переменного напряжения;
  • высокочастотный электронный вольтметр - компаратор с диапазоном измерений 0,1 - 10 В;
  • частотомер электронно-счётный.

Основные метрологические характеристики

Диапазон выходного напряжения, В, в диапазоне частот от 3·107 до 1·109 Гц 0,1 - 10
Диапазон выходного напряжения, В, в диапазоне частот от 1·109 до 2·109 Гц 0,1- 3
СКО в диапазоне частот от 3·107 до 1·109 Гц 5·10-5 - 5·10-4
СКО в диапазоне частот от 1·109 до 2·109 Гц 2·10-4 - 1·10-3
НСП в диапазоне частот от 3·107 до 1·109 Гц 3·10-4 - 3,5·10-3
НСП в диапазоне частот от 1·109 до 2·109 Гц 2·10-3 - 7·10-3
Неопределённость стандартная по типу А 5·10-5 - 1·10-3
по типу В 1,7·10-4 - 4·10-3
суммарная 1,8·10-4 - 4,1·10-3
Неопределённость расширенная при коэффициенте охвата k=3 3,6·10-4 - 8,2·10-3

Сферы (области) применения эталона

Потребность в точных измерениях переменного высокочастотного напряжения существует во многих областях науки и производственной деятельности:
- приборостроение и точное машиностроение;
- электронные, космические и оборонные технологии;
- судостроение, авиа- и ракетостроение, телекоммуникационные технологии;
- радиолокация, управление воздушным движением и др.

Результаты применения эталона

Совокупное количество средств измерений напряжения, прослеживаемых к ГЭТ27:
- рабочих эталонов 1-го разряда - более 100 единиц;
- рабочих эталонов 2-го разряда – более 1000 единиц.

ГЭТ61-88 Государственный первичный специальный эталон единицы угла фазового сдвига между двумя электрическими напряжениями в диапазоне частот от 1∙10-2 до 2∙107 Гц

Структурное подразделение ВНИИМ: НИЛ 2064

Год создания: 1987
Год утверждения: 1988
С 2019 года ведутся работы по модернизации эталона.

Государственный первичный специальный эталон единицы угла фазового сдвига предназначен для воспроизведения и хранения единицы УФС между двумя электрическими напряжениями в диапазоне углов 0 - 360° и в диапазоне частот от 10-2 Гц до 2∙107 МГц.

Физические принципы воспроизведения УФС

На частоте 1 кГц формирование требуемого УФС производится путем внесения временной задержки в один из каналов в пределах от 0,2 нс до 36 мкс, что соответствует УФС от 0,0002° до 10° для частоты 1кГц.

На частоте 1∙10-2 Гц формирование требуемого УФС обеспечивается калибратором фазовых сдвигов типа Ф5224. Для контроля значений УФС используется частотомер Ч3-63 в режиме измерения временных интервалов. Погрешность формирования УФС - 0,001°.

На частотах 100 кГц, 1, 10, 20 МГц УФС задаётся одним и тем же методом - коммутацией близких по частоте сигналов 3000 и 3100 кГц в декадной структуре синтезатора частот Ч6-31, где происходит накапливаемый сдвиг УФС в одном из двух каналов. Задаваемый УФС Δφ = Δω∙Δt/10m = {360°∙(N-1)·[f2 - f1]∙Δt /10m}°, где:

f1, f2 - частоты, сменяющие друг друга в точках t1, t2 через Δt,
f2 - f1 = 3100 - 3000 = 100 кГц,
m = 7 - число декад в синтезаторе частот Ч6-31,
N - число раз замены частот (меньшей на большую).
При N = 2 имеет место одноразовый процесс задания УФС, Δt = 1∙10-5 с (интервал времени между двумя последовательными совпадениями одинаковых фаз частот f2 и f1). Минимальное значение формируемого УФС (разрешающая способность): Δφ =360° (2-1) ∙105∙1∙10-5·10-7 = 0,000036ۤ. С учётом возможных искажений от шумовых помех при синтезе частоты 20 МГц разрешение по УФС составит 0,001°.

Состав эталона:

  • Воспроизведение УФС на частоте 1 кГц:
    - блок источника фазовых сдвигов;
    - синтезатор частоты Ч6-31;
    - источник временных сдвигов И1-8;
    - делитель частоты Ф5093.
  • Воспроизведение УФС на частотах 0,1; 1; 10 и 20 МГц
    - синтезатор частоты Ч6-31 (БСЧ – 2 шт, БОЧ – 1 шт);
    - счётчик программный реверсивный Ф5264;
    - блок управления фазой и частотой (БУФЧ);
    - блок преобразования частоты (БПЧ).
  • Воспроизведение УФС на частоте 0,01 Гц:
    - калибратор фазовых сдвигов Ф5224;
    - частотомер Ч3-63.
  • Измерение разности УФС на частотах:
    - измеритель разности фаз и отношения напряжений ФК2-35 (в диапазоне частот от 10 Гц до 10 МГц);
    - измеритель разности фаз Ф2-34 (в диапазоне частот от 1 Гц до 5 МГц).

Основные метрологические характеристики

f, Гц φ° Sв° (СКО) θв° (НСП) Sп°
10-2 0 - 360 0,003 0,003 0,005
103 0 - 360 0,0003 (до 0,5)
0,001(до 360)		 0,001 (до 90)
0,002 (до 360)		 0,001
105 0 - 360 0,002 0,002 0,002
106 0 -360 0,002 0,002 0,002
107 0 - 360 0,004 0,002 0,005
2·107 0 - 360 0,008 0,002 0,099

Сферы (области) применения эталона

По ГЭТ 61-88 поверяются рабочие эталоны 1 разряда в частотном диапазоне от 1 Гц до 20 МГц (калибраторы фазы типов Ф5224, Ф1-4, Н6-2, а также фазометры типов Ф5125, Ф2-34, Ф2-35, Ф2-41).

Результаты применения эталона

Потребителями являются все региональные центры метрологии страны.

Количество разрядных рабочих эталонов, поверенных по ГЭТ 61-88:

Год Общее
количество поверок		 Поверка
калибраторов		 Поверка
измерителей разности фаз
2013 20 19 1
2014 23 23 -
2015 38 35 3
2016 36 32 4
2017 36 33 3
2017 36 33 3
2018 37 35 2
2019 13 12 1

ГЭТ88-2014 Государственный первичный специальный эталон единицы силы электрического тока в диапазоне частот 20 - 1·106 Гц

Структурное подразделение ВНИИМ: НИЛ 2201

ГЭТ88-2014 Годы создания: 1975 - 2014
Дата утверждения: 29.01.2015

В основу эталона положен метод разновременного сравнения действующего значения силы переменного тока с известным значением силы постоянного тока посредством термоэлектрического компаратора тока и шунта переменного тока.

Состав эталона
  • наборы эталонных термоэлектрических преобразователей тока на диапазон силы токов от 1·10-3 до 0,1 А и диапазон частот от 20 до 1·106 Гц;
  • наборы эталонных термоэлектрических преобразователей тока на диапазон силы токов от 0,25 до 20 А и диапазон частот от 40 до 2·104 Гц;
  • шунт переменного тока на номинальную силу тока 100 А на диапазон частот от 20 Гц до 100 кГц;
  • высокостабильный источник постоянного/переменного тока;
  • преобразователь переменного напряжения в переменный ток в диапазоне частот от 1 до 1000 кГц;
  • усилитель тока типа Clark Hess 8100;
  • двухканальный нановольтметр 34420А;
  • преобразователь переменного напряжения прецизионный типа 792А;
  • меры электрического сопротивления;
  • измеритель параметров воздуха для контроля параметров окружающей среды.

Основные метрологические характеристики
 

Диапазон силы тока, А, в диапазоне частот от 20 Гц до 1 МГц 1·10-3 - 0,1
Диапазон силы тока, А, в диапазоне частот от 40 Гц до 100 кГц 0,1 - 100
СКО 1·10-6 - 5·10-5
НСП 3·10-6 - 1·10-4
Неопределённость стандартная по типу А 1·10-6 - 5·10-5
по типу В 1,7·10-6 - 6·10-5
суммарная 2·10-6 - 7,8·10-5
Неопределённость расширенная при коэффициенте охвата k=2 4·10-6 - 1,6·10-4

Сферы (области) применения эталона

Потребность в точных измерениях силы электрического тока в диапазоне частот 20 - 1·106 Гц существует во многих областях науки и производственной деятельности:
- электроэнергетика и энергосберегающие технологии;
- приборостроение и точное машиностроение;
- электронные, космические и оборонные технологии.

Результаты применения эталона

Совокупное количество средств измерений, прослеживаемых к ГЭТ88, около 10 млн. единиц.

ГЭТ89-2008 Государственный первичный специальный эталон единицы электрического напряжения в диапазоне частот 10 - 3·107 Гц

Структурное подразделение ВНИИМ: НИЛ 2201

ГЭТ89-2008 Годы создания: 1975 - 2008
Дата утверждения: 06.02.2009

В основу эталона положен метод разновременного сравнения действующего значения переменного напряжения с известным значением постоянного напряжения посредством термоэлектрического компаратора напряжения.

Состав эталона
  • набор термоэлектрических преобразователей напряжения с добавочными резисторами для диапазона частот от 10 до 1·105 Гц и напряжений от 0,1 до 1000 В;
  • набор термоэлектрических преобразователей напряжения для диапазона частот свыше 1·105 до 3·107 Гц и напряжений от 0,1 до 30 В;
  • мера постоянного напряжения 1 и 10 В с нестабильностью не более 3·10-7 в течение 30 суток;
  • двухканальный нановольтметр постоянного напряжения для измерения термоЭДС на выходе термоэлектрических преобразователей напряжения;
  • прецизионный вольтметр постоянного напряжения в диапазоне от 10 до 1000 В с пределами допускаемой основной погрешности (5 - 8)·10-6;
  • частотомер электронно-счётный;
  • высокостабильные программируемые источники постоянного и переменного напряжений.

Основные метрологические характеристики

Диапазон выходного напряжения, В, в диапазоне частот от 10 Гц до 100 кГц 0,1 - 1000
Диапазон выходного напряжения, В, в диапазоне частот от 100 кГц до 30 МГц 0,1 - 30
СКО в диапазоне частот от 10 Гц до 100 кГц 3·10-7 - 5·10-6
СКО в диапазоне частот от 100 кГц до 30 МГц 5·10-6 - 5·10-5
НСП в диапазоне частот от 10 Гц до 100 кГц 1·10-6 - 3·10-5
НСП в диапазоне частот от 100 кГц до 30 МГц 3·10-5 - 3·10-4
Стандартная неопределённость по типу А в диапазоне частот от 10 Гц до 100 кГц 3·10-7 - 5·10-6
Стандартная неопределённость по типу А в диапазоне частот от 100 кГц до 30 МГц 5·10-6 - 5·10-5
Стандартная неопределённость по типу В в диапазоне частот от 10 Гц до 100 кГц 6·10-7 - 1,7·10-5
Стандартная неопределённость по типу В в диапазоне частот от 100 кГц до 30 МГц 7·10-5 - 1,7·10-4
Суммарная стандартная неопределённость в диапазоне частот от 10 Гц до 100 кГц 6,7·10-7 - 1,8·10-5
Суммарная стандартная неопределённость в диапазоне частот от 100 кГц до 30 МГц 1,8·10-5 - 1,8·10-4
Расширенная неопределённость в диапазоне частот от 10 Гц до 100 кГц при коэффициенте охвата k=2 1,3·10-6 - 3,6·10-5
Расширенная неопределённость в диапазоне частот от 100 кГц до 30 МГц при коэффициенте охвата k=2 3,6·10-5 - 3,6·10-4

Сферы (области) применения эталона

Потребность в точных измерениях напряжения переменного тока существует во многих областях науки и производственной деятельности:
- электроэнергетика и энергосберегающие технологии;
- приборостроение и точное машиностроение;
- электронные, космические и оборонные технологии

Результаты применения эталона

Совокупное количество средств измерений, прослеживаемых к ГЭТ89, более 100 млн. единиц.

Опубликовано: 26.02.2019, изменено: 01.11.2019

/ ⌂ / Электричество и магнетизм / ГПЭ ВНИИМ /

©2001-2024 ВНИИМ
vniim.business.site vk.com/fgupvniim Контактный телефон ВНИИМ
stats . mail to webmaster