Ez a fejezet a DC feszültségcalibration laboratóriumi megvalósítását nem kezelési útmutatóként, hanem measurement rendszerként tárgyalja. A cél a fizikai hatások, a measurement modell és az ISO/IEC 17025 szerinti bizonyítékok összekapcsolása.
A hiba fizikai eredete
Két eltérő vezetőanyag és hőmérséklet-különbség termoelektromos feszültséget hoz létre. A mérőkörben sok rejtett anyagátmenet van: réz–nikkel bevonat, forraszanyag, reléérintkező, csatlakozóötvözet. A releváns hiba a teljes hurok hőmérsékleti és anyageloszlásából adódik.
Miért veszélyes kis feszültségen?
10 V-on egy 1 µV-os termofeszültség 0,1 µV/V, azaz 0,1 ppm relatív hiba. 10 mV-on ugyanez 100 ppm. Emiatt az alacsony feszültségű tartományoknál a csatlakozási hiba dominánssá válhat akkor is, ha a referencia és a DMM önmagában kiváló.
Anyagválasztás és csatlakozók
A tiszta réz, alacsony termofeszültségű rézötvözet és azonos anyagú csatlakozópár előnyös. A közönséges banándugó nikkelbevonata, a krokodilcsipesz és a kézzel melegített csatlakozó jelentős eltérést okozhat. A „gold plated” felirat önmagában nem garantál kis termofeszültséget.
Hőmérsékleti gradiens
A labor átlaghőmérséklete lehet stabil, miközben a csatlakozók között lokális gradiens alakul ki ventilátor, kézmeleg, napsugárzás vagy meleg műszerház miatt. A csatlakozások árnyékolása és termikus tömeg növelése gyakran többet ér, mint a helyiség további 0,1 °C-os szabályozása.
Polaritásváltásos módszer
Ha a valódi jel polaritást vált, a közel állandó termofeszültség nem, akkor a két measurement különbségének fele csökkenti az additív ofszetet. A módszer csak conforming settling mellett érvényes, és nem törli a polaritással együtt változó vagy időben sodródó hibát.
Nullmeasurement és rövidzár
A rövidzárt bemenet measuremente feltárhatja a műszer és a kábel ofszetét, de csak akkor reprezentatív, ha ugyanazok a csatlakozók, hőállapot és measurement útvonal maradnak. A külön rövidzárdugó beiktatása új termoelektromos csomópontokat hozhat létre.
Uncertaintyi becslés
A komponens becsülhető polaritásváltásos maradékból, ismételt nullmeasurementekből, csatlakozási kísérletből vagy konzervatív anyag–gradiens modellből. A puszta „0 µV korrekció” nem bizonyítja, hogy a uncertainty is nulla.
Diagnosztikai eljárás
Gyanú esetén fordítsuk meg a kábeleket, cseréljük fel a csatlakozókat, takarjuk le a kötéseket, várjunk termikus egyensúlyra, majd végezzünk idősort. A hiba forrása gyakran a jel előjelének, a csatlakozási sorrendnek vagy a légáramlásnak a függvényében azonosítható.
| Vizsgálat | Mit jelez? |
|---|---|
| Polaritásváltás | Additív ofszet elkülönítése |
| Kábelcsere | Anyag- vagy csatlakozófüggő hiba |
| Termikus takarás | Légáramlás és gradiens hatása |
| Idősor | Settling és lassú sodródás |