A fejezet a measurement feladatot fizikai rendszerként tárgyalja. A cél az measurement standard, a kapcsolás, a környezet, az időfüggő hatások és az ISO/IEC 17025 szerinti bizonyítékok egyetlen konzisztens modellbe rendezése.
Az ohm helye a kvantumelektromos metrológiában
Az ellenállás elsődleges megvalósítása ma a kvantum Hall-effektuson alapul. Meghatározott mágneses térben és alacsony hőmérsékleten egy kétdimenziós elektronrendszer Hall-ellenállása jól meghatározott, kvantált értékeket vesz fel. A laboratóriumi gyakorlat számára a döntő üzenet az, hogy az ohm nem egyetlen megőrzött ellenállástesthez kötődik: a referenciaérték a Planck-állandó és az elemi töltés rögzített értékéhez kapcsolható. Ez teszi lehetővé, hogy a nemzeti metrológiai intézetek ellenállásskálái hosszú távon reprodukálhatók és nemzetközileg összehasonlíthatók legyenek.
A kvantum Hall-rendszertől a laboratóriumi dekádokig
A kvantum Hall-measurement standard jellemzően nem közvetlenül kalibrálja az ipari műszert. A kvantált ellenállásértéket kriogén áramkomparátorral vagy nagy pontosságú ellenállásaránymérő híddal viszik át 1 Ω, 10 Ω, 100 Ω, 1 kΩ és más gyakorlati értékű standardokra. A dekádok közötti skálaterjesztés minden lépése új uncertaintyi hozzájárulásokat hoz: arányhiba, szivárgás, hőmérsékleti korrekció, önmelegedés, termoelektromos feszültség és a komparátor rövid távú stabilitása.
A metrological traceabilityi lánc szerkezete
Egy accredited labor tipikus lánca: kvantum Hall-ellenállás → nemzeti referenciaellenállás → calibrated laboratóriumi standardellenállás → ellenállásarány-híd vagy referencia-DMM → ügyfél eszköze. A lánc csak akkor megszakítás nélküli, ha minden lépcsőhöz azonosítható measurement result, uncertainty, időpont, környezeti állapot és alkalmazott korrekció tartozik. A calibrationi certificate megléte önmagában nem bizonyítja, hogy a referenciaérték a használat pillanatában is conforming.
Skálafenntartás referencia-csoporttal
Egyetlen standardellenállás nem képes saját elugrását kimutatni. A magas szintű labor ezért több, különböző gyártási idejű és lehetőleg eltérő konstrukciójú standardból referencia-csoportot tart fenn. A rendszeres körmeasurementekből ellenállásarányok, trendek és maradékok képezhetők. Ha egy elem eltér a csoport közös trendjétől, az gyorsabban felismerhető, mint az éves külső calibrationkor.
Uncertainty továbbadása és CMC
Az alsóbb szint uncertaintya nem lehet kisebb a közvetlen measurement standard calibrationi uncertaintyánál, de a gyakorlatban a használati drift, a mérőáram függése, a hőmérsékleti korrekció, a híd linearitása és a bekötés is hozzáadódik. A CMC nem a műszer adatlapjának legjobb pontossága, hanem egy szabályosan fenntartott measurement rendszer reálisan elérhető képessége.
Auditori bizonyíték
Az auditor számára erős bizonyíték a teljes metrological traceabilityi térkép, a referenciaellenállások kontrollkártyája, a hőmérsékleti és teljesítményfüggési adatok, az alkalmazott áramok indoklása, valamint annak bemutatása, hogy a uncertaintyi modell és a tényleges laboratóriumi gyakorlat megegyezik. Különösen kritikus, ha a labor más árammal használja az measurement standardt, mint amellyel azt calibratedák.
A manufactureri pontossági specifikáció csak egy információforrás. Az érvényes calibrationi resulthez a tényleges measurement konfiguráció, a referencia használati állapota és a kritikus befolyásoló mennyiségek dokumentált kontrollja szükséges.