Головна» Діяльність» Основи метрології» Еталонна база ННЦ» Електричні та магнітні величини

Електричні та магнітні вимірювання широко використовуються в багатьох галузях промисловості, енергетиці, сільському господарстві, наукових дослідженнях, житті та побуті людей. Цей вид вимірювань включає велику кількість вимірюваних величин і типів засобів вимірювань. Єдність електричних вимірювань забезпечується шляхом простежуваності до державних первинних еталонів, більшість яких створено та зберігається в ННЦ «Інститут метрології».

Головним напрямком створення еталонів у зазначеному виді вимірювань є використання в них квантових ефектів і фундаментальних фізичних констант, що дозволяє забезпечити найвищу точність і стабільність відтворюваних електричних величин. До таких еталонів відносяться еталони одиниць електрорушійної сили (постійної напруги) – вольта – на квантовому ефекті Джозефсона, електричного опору – ома – на квантовому ефекті Холла, магнітної індукції – тесли – на ефекті ядерного магнітного резонансу (ЯМР). Саме ці еталони разом із еталоном часу та частоти складають базову систему еталонів в області електричних, магнітних і радіотехнічних вимірювань. 

У ННЦ «Інститут метрології» створено два квантові еталони: тесли і вольта, а також першу чергу апаратури державного первинного еталона одиниці електричного опору (ДЕТУ 08-02-98), яка зберігає розмір ома та передає його численним засобам вимірювань. Розробку системи відтворення на ефекті Холла заплановано програмою подальшого розвитку еталонної бази. 

Державний первинний еталон одиниці магнітної індукції – тесли (ДЕТУ 08-01-96) використовує зв’язок між значеннями магнітної індукції постійного поля (В) і частотою прецессії ядер водню (протонів) (f) у магнітному полі через електромагнітну константу – гіромагнітне відношення протона.

Державний первинний еталон одиниці електрорушійної сили і постійної напруги – вольта (ДЕТУ 08-03-07) побудований на багатоелементній матриці контактів Джозефсона та включає криогенний комплекс, що працює при температурі рідкого гелію; НВЧ-генератор, стабілізований за частотою державного первинного еталона одиниць часу та частоти; групу нормальних елементів. За своїми характеристиками еталон відповідає сучасному світовому рівню.

Державний еталон ома повинен базуватися на двох автономних системах: системі відтворення одиниці електричного опору на основі квантового ефекту Холла та системі зберігання і масштабування одиниці електричного опору на базі еталонних мір електричного опору.

Як було зазначено вище, друга з цих систем створена й експлуатується (ДЕТУ 08-02-98), крім того створено перехідні міри опору для отримання та зберігання «холловського ома». На черзі створення системи відтворення одиниці на базі ефекту Холла.

Для зберігання та експлуатації первинних еталонів у галузі електрики створено необхідну унікальну інженерну інфраструктуру, яка забезпечує температурну стабілізацію приміщень і захист еталонів від впливів електромагнітних і механічних завад.