直流电压标准
Alu · 2007-08-19 19:43 · 58861 次点击
电压和电阻是电磁学中的两个基本量。
电压基准和电阻基准——〉其他电磁量基准。
电压标准有:
标准电池(实物基准,10-6);
齐纳管电压标准(固态标准,10-6);
约瑟夫森量子电压基准(量子化自然基准,10-10)。
电阻标准有:
精密线绕电阻(实物标准);
霍尔电阻基准(量子化自然基准,10-9)。
直流电压标准
1.标准电池
原理:利用化学反应产生稳定可靠的电动势(1.01860V)。有饱和型和不饱和型两种类型。
饱和型特点:电动势非常稳定(年稳定性可小于0.5μV,相当于5×10-7),但温度系数较大(约-40μV/℃)。用于计量部门恒温条件下的电压标准器。
不饱和型特点:温度系数很小(约-4μV/℃),但稳定性较差。用于一般工作量具,如实验室中常用的便携式电位差计。
使用中应注意:
1)不能倾倒;不能震动、冲击(不易运输)。
2)温度修正(特别是对饱和型)。
3)标准电池存在内阻,仪表输入电阻应较大
2.齐纳管电压标准原理利用齐纳二极管的稳压特性制作的电子式电压标准(也称为固态电压标准)。齐纳管的稳压特性仍然存在受温度漂移的影响,采用高稳定电源和内部恒温控制电路可使其温度系数非常小。将齐纳管与恒温控制电路集成在一起的精密电压基准源,如LM199/299/399、REF系列。
3.约瑟夫森量子电压基准原理基于约瑟夫森(Josephson)效应的量子电压基准约瑟夫森效应约瑟夫森隧道结:在两块相互隔开(约10埃的绝缘层)的超导体之间,由于量子隧道效应,超导电流(约mA量级)可以穿透该绝缘层,使两块超导体之间存在微弱耦合,这种超导体-绝缘体-超导体(SIS)结构称为约瑟夫森隧道结。
约瑟夫森效应:当在约瑟夫森结两边加上电压V时,将得到穿透绝缘层的超导电流,这是一种交变电流,这种现象称为交流约瑟夫森效应。