XI Kalibrieren von LC-Messbrücken und Messgeräten

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1 XI Kalbreren von LC-Messbrücken und Messgeräten XI.1 Kalbreren von Kapaztätsmessgeräten mt Standardkapaztäten X.1.1 Messaubau Für de Kalbrerung stehen z.b. olgende Normale Standard Capactor, Bld XI. von General Rado zur Verügung: Nennwert Typ Serennummer Prümttelnummer 1 pf 140-K 151 KL pf 1404-C 88 KL pf 1404-B 500 KL nf 1404-A 994 KL nf 1409-L 6806 KL nf 1409-T 84 KL006 1 µf 1409-Y 560 KL008 De Modelle 1404 bestzen Koaxalsteckbuchsen, zwschen deren Innenletern de Normalkapaztät legt Bld XI.1. Zum Anschluss werden soern mtgeleert- de Letungen der Messbrücke verwendet, deren Außenleter möglchst nahe an den Anschlussklemmen gemensam geerdet werden Wetere Angaben aus dem Kalbrerschen der Normale Kalbrerwerte, Testpegel etc. und herstellerspezsche Geräteangaben werden beolgt. Alle relevanten Detals zum Messaubau Anschluss, Pegel, Frequenz werden m Kalbrerschen vermerkt. Bld XI.1a Anschluss 1404 Bld XI.1b -polger Messadapter OPEN Bld XI.1c Anschluss GR1409 De Kapaztäten 1409 werden zwschen den Anschlussklemmen H und L drepolg am Kalbrergegenstand gemessen, wobe de Gehäuseklemme G mt enem geerdeten Punkt der Messschaltung verbunden sen muss. Dazu denen spezell angeertgte Messadapter mt koaxalen, gemensam geschrmten Buchsen, de unter de Steckanschlüsse der Standards geklemmt werden können s. Bld XI.1b und XI.1c. Glechblebende Übergangswderstände werden durch Anzehen der Schraubklemmen mt /8 Zoll- bzw. Egenbau-Velzahnnüssen be enem Drehmoment von 0,4 Nm errecht. In jedem Fall s de Angaben der Kalbrerschene der Normale mt den Testrequenzen 100 Hz, 1 khz und 10 khz be entsprechendem Pegel zu beachten. Falls de Messbrücke ohne Messletungen geleert wrd, erolgt der Anschluss, um Streukapaztäten so gerng we möglch zu halten, mttels geschrmter Laborletungen BNC-Letung und Messadapter. Im Zweelsall s de Anwesungen der Gerätespezkaton zu beolgen. Copyrght esz AG calbraton & metrology 014. Jede Art auch auszugswese der Vervelältgung, Ausdruck oder Wetergabe nur mt Genehmgung der esz AG calbraton & metrology, Max-Planck-Str. 16, 8 Echenau, Germany.

2 Bld XI. General Rado 1409 Standardkapaztät Wenn möglch werden Osetehler des Kalbrergegenstandes durch ene Null-Messung mt oenen Anschlüssen und mt Kurzschlussbrücke über den Enden des Messadapters Anschlussebene korrgert. Dazu s gg. de Herstellerangaben des Kalbrergegenstandes zu beachten, bzw. de Laborletungen vom Normal abzuzehen und au ener solerten Unterlage st de Nullmessung durchzuühren. De Korrektur erolgt mt dem Messadapter und oenen Engangsklemmen we Bld XI.1b. Der Reerenzwert Kalbrerwert st dem Kalbrerschen der Kapaztätsnormale be den entsprechenden Frequenzen zu entnehmen. XI.1. Messunscherhetsblanz Skzze des Messaubaus: Vorgegebene bzw. abgelesene Größen: C s ermttelter Wert der Standardkapaztät Kalbrerwert zum Zetpunkt der letzten C cal Kalbrerung. De tatsächlche Abwechung des Kalbrerwertes des Normals vom rchtgen Wert wrd zu Null mt den aus dem Kalbrerschen entnehmbaren Unscherhetsntervallen angenommen normalvertelt mt k=, s. Angabe m Kalbrerschen C Gemessener Kapaztätswert am Kalbrergegenstand Ergebnsse der Kapaztätsmessung werden über ene Stchprobenlänge n> reproduzert und gemttelt. De Standardunscherhet wrd geometrsch zu den Unscherhetsbeträgen addert Typ A Unscherheten. Gesuchte Größe: C Abwechung der Anzege des Kalbrergegenstandes vom Kalbrerwert Enlussgrößen: C Drt De Abwechung des Normals zwschen den Rekalbrerungen st ncht bekannt, de Trendanalyse über vorhergehende Kalbrerungen ergbt allerdngs mest wenger als 8ppm Jahresdrt Genrad 1404 bzw. 15ppm Genrad 1409 m analyserten Zetraum. Für das Kalbrerntervall werden daher maxmal 40ppm bzw 60ppm Abwechung durch de zetlche Drt der Normale angenommen. Da sch de Drt be den mesten Normalen sogar sehr lnear verhält, lässt sch deren Enluss durch lneare Copyrght esz AG calbraton & metrology 014. Jede Art auch auszugswese der Vervelältgung, Ausdruck oder Wetergabe nur mt Genehmgung der esz AG calbraton & metrology, Max-Planck-Str. 16, 8 Echenau, Germany.

3 Approxmaton sogar noch verrngern, so dass ene Vorhersage nnerhalb von 0ppm gut möglch st. Bld XI.1..1 Jahresdrt der Kalbrernormale ür Kapaztät Bld XI.1.. Drt des 10 nf Normals be 1 khz. De Schwarze Lne zegt de Interpolaton der wahrschenlchen Drt Copyrght esz AG calbraton & metrology 014. Jede Art auch auszugswese der Vervelältgung, Ausdruck oder Wetergabe nur mt Genehmgung der esz AG calbraton & metrology, Max-Planck-Str. 16, 8 Echenau, Germany.

4 C t C Verahren C C Temperaturabhänggket der Kapaztät. Für Genrad 1409 rechteckvertelt zwschen maxmal 45ppm m angenommene Temperaturberech von C bzw. maxmal 4ppm ür Genrad Verahrensbedngte Enlüsse der Anschlüsse des Messaubaus bespelswese Letungslängen, thermoelektrsche oder parastäre Eekte der Messletungen, Engangsmpedanzen/-reaktanzen der Messanordnung, Osetabwechung etc.. Zum größten Tel hängen dese Unscherheten vom Kalbrergegenstand und der Verwendeten Messletung ab. De Grenzen der Rechteckvertelung können erst m Enzelall zusätzlch abgeschätzt werden Typ A Unscherheten oder Abschätzung von zusätzlchen Kapaztätsbelegen der Messletung, Art der Anschlussebene etc.. Daher kann dese Abwechung erst dann mtenbezogen werden. Messungen an der egenen Messbrücke HP 484A ergaben nach durchgeührter Oset-Korrektur OPEN-Messung abhängg von der Testrequenz n khz und der Kapaztät C n pf Schwankungen der Werte bs 0,005 pf / C bzw. de letzte angezegte Stelle des Dsplays nnerhalb von Mnuten. Deser Wert wrd als Unscherhetsntervall mt Rechteckvertelung ür enen möglchen Verahrensehler be optmaler Reproduzerbarket der Messwerte angenommen. Rundungsabwechung augrund der Aulösung des Messgerätes Dgtabwechung st abhängg vom Kalbrergegenstand. Für de klenste angebbare Messunscherhet muss deser Term ncht berückschtgt werden, da von enem dealen Fall ausgegangen wrd. Werden de Normale an anderen als durch de Kalbrerung charakterserten Frequenz-Stützstellen verwendet ergbt sch en maxmales Wertentervall als Derenz deser Werte Frequenzgang Modellglechung: Mt den oben augeührten Größen ergbt sch aus C Ind C S Drt t Verahren de ür de Berechnung der klensten angebbaren Messunscherhet maßgeblche Modellglechung mt C =0 C C C C c C S 1 Drt t Verahren Messunscherhetsblanz: Für de dem Ergebns bezuordnende Standardmessunscherhet ergbt sch daraus: u C u c c u C c u C c u C c u C Drt Drt cal Cal t t Verahren Verahren c u C Copyrght esz AG calbraton & metrology 014. Jede Art auch auszugswese der Vervelältgung, Ausdruck oder Wetergabe nur mt Genehmgung der esz AG calbraton & metrology, Max-Planck-Str. 16, 8 Echenau, Germany.

5 Tabellarsche Darstellung der Messunscherhetsblanz: Größe X Schätzwert x Standardmessunscherhet ux Vertelung C s c s C / cal Senstvtätskoezent c Unscherhetsbetrag uy U Normal 1 u c cal C c U C Normal A u c C Drt 0 R C / Drt u c Drt C t 0 R C / u c C Verahren 0 C 0 C c c s t R C / Verahren R C / t u c Verahren u c u c Gemäß DKD-:00 Abschntt4 ergbt sch aus der Modellglechung ür de dem Ergebns C bezuordnende relatve erweterte Messunscherhet k=: W rel u c C c bezogen au den Kalbrerwert s De Zahlenwerte der Berechnungen ür de enzelnen Messgrößen s der Tabelle Messunscherheten Tabelle XI.1 Kalbreren von Kapaztätsnormalen und Kapaztätsmessgeräten.xls zu entnehmen, de Ergebnsse s m Lestungsnachwes augeührt. Copyrght esz AG calbraton & metrology 014. Jede Art auch auszugswese der Vervelältgung, Ausdruck oder Wetergabe nur mt Genehmgung der esz AG calbraton & metrology, Max-Planck-Str. 16, 8 Echenau, Germany.

6 XI. Kalbreren von Kapaztätsmessgeräten mt selbst engemessenen Normalen XI..1 Messaubau Zusammen mt der Messbrücke HP 484A und schaltbaren varablen Kapaztäten C-Dekaden können m rückgeührten Berech mt engemessenen Normalen Kalbrerungen von Kapaztätsmessgeräten durchgeührt werden. Dekade Typ Berech Prümttelnummer GenRad 141 koaxaler Anschluss 1pF bs 1µF KL0104 Tme 1071 Bananenbuchsen 10 pf bs 100 µf KL0001 Zur Kalbrerung an Zwschenwerten abwechende Werte von den kalbrerten Werten der GenRad Standardkapaztäten wrd n auenanderolgenden Messungen zunächst der genaue Wert der Dekade bestmmt und deses Ergebns als Kalbrerwert ür den Kalbrergegenstand herangezogen. Messaubau und -Verahren zur Drektmessung der Kapaztät entsprechen den n Kaptel XII.1.1 beschrebenen Detals. Oset-Korrekturmessungen werden au der Anschlussebene der Dekaden durchgeührt. De Tme- Dekade wrd drepolg, zwschen HIGH und LOW und Verbung der Gehäuseklemme mt enem geerdeten Punkt der Messschaltung, angeschlossen. Nach der Messung der Dekade an HP484A wrd mt der so engemessenen Kapaztät de Abwechung des Messwertes des Kalbrergegenstand vom Kalbrerwert bestmmt. Be Anschluss des Kalbrergegenstandes st zur Mnmerung der Messunscherhet au dentschen Messaubau und -anschluss zu achten. XI.. Messunscherhetsblanz HP 484A Messwert C HP C Spez C Kon C,HP C Ve rahren1 C-Dekade Wert C 1. Messung des Dekadenwertes Kalbrergegenstand Messwert C C, C C Ve rahren C-Dekade Wert C. Messung des Kalbrergegenstandes Copyrght esz AG calbraton & metrology 014. Jede Art auch auszugswese der Vervelältgung, Ausdruck oder Wetergabe nur mt Genehmgung der esz AG calbraton & metrology, Max-Planck-Str. 16, 8 Echenau, Germany.

7 Abgelesene Größen: C Gemessener abgelesener Wert am Kalbrergegenstand be Messung der Dekade CHP Gemessener Wert an HP484A be Messung der Dekade. Kalbrerwert ür den Kalbrergegenstand Ergebnsse werden über ene Stchprobenlänge n> reproduzert und gemttelt. De Standardunscherhet wrd geometrsch zu den Unscherhetsbeträgen addert Typ A Unscherheten. Gesuchte Größe: C Abwechung des abgelesenen Wertes am Kalbrergegenstand vom Kalbrerwert der Kapaztät Enlussgrößen CSpez, De genaue Abwechung des Messwertes vom rchtgen Wert an der Messbrücke st C,HP nur an enzelnen Punkten m ganzen Messberech bekannt. Be Betreb m varablen Messberech wrd de Abwechung daher zu Null und rechteckvertelt zwschen den aus den Herstellerangaben zu entnehmenden maxmalen Abwechungen geschätzt. De Unscherhetsspezkaton von HP enthält entsprechende Beträge ür Grundgenaugket, Kabellängen, Temperatur, Messberech, Messrequenz, Testpegel usw. de her ncht m enzelnen augeührt werden. De genaue Austellung st der Tabelle zur Unscherhetsberechnung zu entnehmen. De Rundungsabwechung C,HP augrund der begrenzten Aulösung der Messbrücke. m worst case 0,5 Dgts der Anzege st berets n den Herstellerspezkatonen enthalten, leert allerdngs enen vernachlässgbaren Antel an der Gesamtunscherhet. CKon CVerahren1 CVerahren De Enhaltung der Herstellerspezkaton an den dskreten Kalbrerpunkten wurde durch de Kalbrerung der Messbrücke überprüt. De Unscherhet deser Konormtätsaussage wrd m Budget berückschtgt und als Unscherhetsbetrag übernommen Normalvertelt, Werte und k-faktor aus dem Kalbrerschen. Außerhalb der mt dskreten Werten kalbrerten Bereche wrd der Calbraton Interpolaton Factor des Herstellers hnzuaddert. Verahrensbedngte Enlüsse der Anschlüsse des Messaubaus bespelswese Letungslängen, thermoelektrsche oder parastäre Eekte der Messletungen, Engangsmpedanzen/-reaktanzen der Messanordnung, Osetabwechung etc. De Antele werden zum Tel schon n C Spez berückschtgt. Messungen an der Messbrücke HP 484A ergaben nach durchgeührter Oset-Korrektur OPEN- Messung abhängg von der Testrequenz n khz und der Kapaztät C n pf Schwankungen der Werte bs 0,005 pf / C bzw. de letzte angezegte Stelle des Dsplays nnerhalb von Mnuten. Deser Wert wrd als Unscherhetsntervall mt Rechteckvertelung ür enen möglchen Verahrensehler be optmaler Reproduzerbarket der Messwerte angenommen. Innerhalb enes hnrechend kurzen Messntervalls an HP484A und Kalbrergegenstand wrd angenommen, dass de Kapaztätswerte mt vernachlässgbarer Abwechung stabl s. Verahrensehler C Verahren be Messung am Kalbrergegenstand werden entsprechend den Probemessungen an GR141 koaxale Anschlussebene de maxmal beobachteten Reproduktonsschwankungen sehe MU-Tabelle, Excel als Unscherhetsbetrag angenommen Rechteckeckvertelung zwschen desen Intervallgrenzen. C De Rundungsabwechung C augrund der begrenzten Aulösung des Kalbrergegenstandes. m worst case 0,5 Dgts der Anzege Copyrght esz AG calbraton & metrology 014. Jede Art auch auszugswese der Vervelältgung, Ausdruck oder Wetergabe nur mt Genehmgung der esz AG calbraton & metrology, Max-Planck-Str. 16, 8 Echenau, Germany.

8 Modellglechung: C C C C C C c C HP Spez C C 1 HP Kon Spez Verahren1 Verahren Kon Verahren1 Verahren Für de dem Ergebns bezuordnende Standardmessunscherhet ergbt sch daraus: u C u C u C u C u C u C u C HP Kon Spez Verahren1 Verahren u C Tabellarsche Darstellung der Messunscherhetsblanz: Größe Schätzwert Standardmessunscherhet Vertelung X ux C C HP x c C c HP C HP C Kon 0 U CKon / k C Spez 0 C / C Verahren1 0 C Verahren 0 Senstvtätskoezent c Unscherhetsbetrag uy U Normal A u c U Normal A u c HP Normal 1 u ckon R Spez u cspez R C / Verahren 1 R C / Verahren u c Verahren 1 u c Verahren C 0 R C / u c C c chp u c Gemäß DKD-:00 Abschntt4 ergbt sch aus der Modellglechung ür de dem Ergebns C bezuordnende relatve erweterte Messunscherhet k=: u c Wrel C bezogen au den Kalbrerwert chp De Zahlenwerte der Berechnungen ür de enzelnen Messgrößen s der Tabelle Messunscherheten Tabelle XI. Kalbreren von Kapaztätsmessgeräten mt engemessenen Normalen an Zwschenwerten.xls zu entnehmen, de Ergebnsse s m Lestungsnachwes augeührt. Copyrght esz AG calbraton & metrology 014. Jede Art auch auszugswese der Vervelältgung, Ausdruck oder Wetergabe nur mt Genehmgung der esz AG calbraton & metrology, Max-Planck-Str. 16, 8 Echenau, Germany.

9 Frequenzgang, re. DC Frequenzgang XI.. Wechselstromwderstand Neben ener Kalbrerung m Kapaztäts- und Induktvtätsberech wrd de Anzege von LCR- Messgeräten n der Regel ebenalls m Wechselstromwderstandsberech geprüt und kalbrert. Dazu stehen Kalbrerwderstände des Typs Burster 140 zur Verügung. Ähnlch zur Kalbrerung von Kondensatoren mt selbst engemessenen Normalen werden de Wderstandswerte und v.a. deren Frequenzverhalten m NF-Berech über de Messbrücke Hewlett Packard 484A ermttelt. Zur Verkaton deser Annahme wurden zusätzlch n rekter Messung über Wechselstromquelle Fluke 5700A und Präzsonsmultmeter HP 458 Wderstandswerte und Frequenzverhalten mt den Messungen des LCR-Meters verglchen. Bld XI...1 Verkaton der AC-Wderstandswerte De Verkaton leert dazu ür klene uktve Lasten am Kalbrator ca. bs 100 <400 µh und klener Impedanzabwechungen zwschen Quelle und Multmeter sehr gute Überenstmmungen der Frequenzgangkorrekturen bezogen au DC. Darüber wurden de Ergebnsse augrund der unbekannten Enlüsse der Last am Kalbrator mt enem Bezugspunkt von 100 Hz ermttelt.,0e-0 10 Ohm,0E-0 1 kohm,0e-0,0e-0 1,0E-0 1,0E-0 0,0E+00-1,0E Hz 1 khz 10 khz 0,0E+00-1,0E Hz 1 khz 10 khz -,0E-0 -,0E-0 -,0E-0 Frequenz LCR-Meter AC-I/DMM Bld XI...a Wechselstromwderstand 10 Verkaton -,0E-0 Frequenz LCR-Meter, re. DC AC-I/DMM, re. 100 Hz Bld XI...b Wechselstromwderstand 1 k Verkaton Copyrght esz AG calbraton & metrology 014. Jede Art auch auszugswese der Vervelältgung, Ausdruck oder Wetergabe nur mt Genehmgung der esz AG calbraton & metrology, Max-Planck-Str. 16, 8 Echenau, Germany.

10 Modellglechung: De Modellglechung ür de Kalbrerung von Wechselstromwderstand au Bass der Verkatonsmessung ormulert sch zu R Anz R R AC K U K I K Drt und >100 au Bass der Messungen am LCR Messgerät HP 484A mt R Anz R R AC K R K Drt K Rn RAnz R RAC KU KI KDrt KRn KR Abgelesener Wderstandswert am Messgerät Abwechung des am Kalbrergegenstand abgelesenen Wertes vom Kalbrerwert Ermttelter Wechselstromwert des engesetzten Normalwderstandes Kalbrerwert. Der requenzabhängge Wderstand wrd.d.r. durch Messung des Wrkwderstandwertes an der Messbrücke HP 484A bestmmt. Bs 100 wurden de Ergebnsse über Messung an der Wechselstromquelle Fluke 5700A und am Präzsonsmultmeter HP 458A verzert. Korrektonsaktor augrund der Wechselspannungsmessung be Bestmmung des AC-Wertes be der Verkaton. Deser Faktor wrd zu ens mt der Unscherhet aus dem Verahren der Wechselspannungsmessung am Präzsonsmultmeter angenommen. Korrektonsaktor augrund der Wechselstromerzeugung be Bestmmung des AC-Wertes an be der Verkaton. Deser Faktor wrd zu ens mt der Unscherhet aus dem Verahren der Wechselstromerzeugung am Kalbrator angenommen. Korrektonsaktor augrund der Drt des Wderstandswertes set der Kalbrerung. Wrd der Wderstand unmttelbar vor der Verwendung an der Messbrücke engemessen kann der Unscherhetsbetrag entallen, ansonsten wrd aus den Auswertungen der Hstore und Verglechsmessungen ene maxmale Drt von 1,510-4 ür alle gemessenen Wderstandswerte angenommen. Korrekton augrund der systematschen Abwechung durch verschedene Quell und Engangsmpedanz am Multmeter mt der Halbbrete a Rn 1M 1 1M R Last Ist augrund der hohen uktven Last und den Impedanzabwechungen ene drekte Abbldung des Verahrens au Wechselstrom- und spannung ncht möglch z.b. > Hz bs 10 khz so wrd angenommen, dass de Unscherhet des Korrektonsaktors de Angaben ür de Messbrücke HP 484A ncht überschreten. Dese Annahme wrd durch Verkaton der Wechselstromwderstandswerte bs 100, de Verkaton des Frequenzganges bs 1 k, de Angaben des Herstellers, de Abbldung der Kapaztäts- und Induktvtätsreaktanzen au de Z- Skala und durch regelmäßge Verkaton der Konormtät gemäß Perormance Test gestützt. De Annahme et Anwendung, sowet der gemessene Frequenzgang der Wderstände de zu erwartende Unscherhet der Brücke ncht überschretet s. Bld XI... 1 sowohl Wderstände und Messgeräte Copyrght esz AG calbraton & metrology 014. Jede Art auch auszugswese der Vervelältgung, Ausdruck oder Wetergabe nur mt Genehmgung der esz AG calbraton & metrology, Max-Planck-Str. 16, 8 Echenau, Germany.

11 rel. Delta Frequenzgang re. DC 1,5E-0 1,E-0 1,1E-0 9,0E-04 7,0E-04 5,0E-04,0E-04 1,0E-04-1,0E Hz 1 khz 10 khz Frequenz 1 Ohm 10 Ohm 100 Ohm 1 kohm 10 kohm 100 kohm 100 mohm MU 484A Bld XI... Wechselstromwderstand Frequenzgangmessung und verkaton De begeordnete relatve erweterte Messunscherhet k= bestmmt sch zu: W W UI wu wu wi wdrt wrn 484 w484 w R wdrt bzw. Tabellarsche Darstellung der Messunscherhetsblanz: Größe Schätzwert Halbbrete Vertelung Unscherhet X x a wx Senstvtät skoezent c Unscherhetsbetrag w y R Anz ranz R AC r AC K U 1 au Normal K u a / w 1 wu u K I 1 a Normal K a / w 1 w K Drt 1 adrt Rechteck w K Drt a / 1 wdrt K Rn 1 arn u-vertelt Drt w K Rn a Rn / 1 wrn R rel. Standardunscherhet w R w y wr R rel. Erweterte Messunscherhet k= W R w R WR N 1 Copyrght esz AG calbraton & metrology 014. Jede Art auch auszugswese der Vervelältgung, Ausdruck oder Wetergabe nur mt Genehmgung der esz AG calbraton & metrology, Max-Planck-Str. 16, 8 Echenau, Germany.

12 bzw. Größe X Schätzwert x Halbbrete a Vertelung Unscherhet wx Senstvtät skoezent c Unscherhetsbetrag w y R Anz ranz R AC r AC K R 1 ar Rechteck w K R a / 1 wr R K Drt 1 adrt Rechteck w K Drt a / 1 wdrt Drt R rel. Standardunscherhet w R w y wr R rel. Erweterte Messunscherhet k= W R w R WR De Zahlenwerte der Berechnungen ür de enzelnen Messgrößen s der mtgeltenden Excel- Tabelle N 1 Messunscherheten Kaptel XI Kalbreren von Wechselstromwderstand.XLS zu entnehmen, de Ergebnsse werden m Lestungsnachwes augeührt. Es lässt sch zegen, dass das Ergebns be guter Spannungsmessung wesentlch von der Unscherhet der Kalbrerstromstärke abhängg st. Be Betrachtung der relatven erweterten Messunscherheten W I der Kalbrerstromstärke und relatven Unscherhet W U der gemessenen Spannung am Wderstand glt außerdem U R W I W U R XI. Kalbreren von Induktvtätsmessgeräten mt Standarduktvtäten XI.. Messaubau Für de Kalbrerung stehen olgende Normale Standard Inductor, Bld XI. von General Rado zur Verügung: Nennwert Typ Serennummer Prümttelnummer 100 µh 148-B 970 KL mh 148-E KL00 10 mh 148-H 1951 KL mh 148-L 5866 KL H 148-P KL0047 De Modelle bestzen dre Buchsen, zwschen HIGH und LOW legt de Standarduktvtät Bld XI.b während de drtte mt dem Gehäuse verbunden st. Be den Messungen st de Klemme LOW mt der zugehörgen Lasche der Gehäuseklemme zu verben. Angaben aus dem Kalbrerschen der Normale Sollwerte, Teststromstärke, Frequenz und herstellerspezsche Geräteangaben werden beolgt. Alle relevanten Detals zum Messaubau Testkabel, Messstromstärke, -Frequenz werden m Kalbrerschen vermerkt. Zum Anschluss dent en spezell angeertgter Messadapter s. XI.1 der unter de HIGH/ LOW Buchsen geklemmt und koaxal belegt werden kann. Ene Kurzschlussmessung zur Osetkorrektur von Letungslängen st durch Messung mt ener Kurschlussbrücke über den Messadapter oder durch umlegen der LOW-Lasche am Normal möglch. Glechblebende Übergangswderstände werden durch Anzehen der Schraubklemmen mt /8 Zoll- bzw. Egenbau- Velzahnnüssen be enem Drehmoment von 0,4 Nm errecht. Copyrght esz AG calbraton & metrology 014. Jede Art auch auszugswese der Vervelältgung, Ausdruck oder Wetergabe nur mt Genehmgung der esz AG calbraton & metrology, Max-Planck-Str. 16, 8 Echenau, Germany.

13 Bld XI.a Genrad Indutvtätsstandard Das 100µH Standard bestzt nsgesamt 6 Anschlussbuchsen. De zu messende Brücke st dabe mt den oberen Anschlussbuchsen entsprechend HIGH und LOW zu verben. De OFFSET Korrektur und Nullmessung erolgt durch Umlegen der unteren Lasche von L au L0, wodurch de Zuletungsuktvtät bestmmt werden kann und von der gemessenen Induktvtät n Laschenstellung L abgezogen wrd Bld XI.c. Bld XI.b -polges Induktvtäts-Standard XI.. Messunscherhetsblanz Skzze des Messaubaus: Bld XI.c GR148-E L - Normal L Verahren Messbrücke L S L Spez HIGH L L, L LOW Vorgegebene bzw. abgelesene Größen: L s ermttelter Wert der Standarduktvtät Kalbrerwert zum Zetpunkt der letzten L cal Kalbrerung. De tatsächlche Abwechung des Kalbrerwertes des Normals vom rchtgen Wert wrd zu Null mt den aus dem Kalbrerschen entnehmbaren Unscherhetsntervallen angenommen normalvertelt mt k=, s. Angabe m Kalbrerschen L Gemessener Induktvtätswert am Kalbrergegenstand Ergebnsse der Induktvtätssmessung werden über ene Stchprobenlänge n> reproduzert und gemttelt. De Standardabwechung wrd geometrsch zu den Unscherhetsbeträgen addert Typ A Unscherheten. Gesuchte Größe: L Abwechung der Anzege des Kalbrergegenstandes vom Kalbrerwert des Normals Enlussgrößen: L Drt De Abwechung der Normale zwschen den Rekalbrerungen st ncht bekannt, wurde allerdngs durch de Rekalbrerungen set 001 zu maxmal 15ppm pro Jahr bestmmt. Im Kalbrerntervall werden daher maxmal 60ppm als Unscherhetsntervall zwschen Copyrght esz AG calbraton & metrology 014. Jede Art auch auszugswese der Vervelältgung, Ausdruck oder Wetergabe nur mt Genehmgung der esz AG calbraton & metrology, Max-Planck-Str. 16, 8 Echenau, Germany.

14 rel. Drt den Rekalbrerungen angenommen. Gemttelt verhalten sch de Normale sogar so stabl, so dass ene verlässlche Aussage der Werte über de Zet möglch st. Drt pro Jahr set 001 1,6E-05 1,4E-05 1,E-05 1,0E-05 8,0E-06 6,0E-06 4,0E-06,0E-06 0,0E+00 1 H - 1 khz 100 mh - 1 khz 10 mh - 1 khz 1 mh - 1 khz 100 µh - 1 khz Normal Bld XI.d Jahresdrt der Induktvtätsnormale 148-E - 1 mh Wert [mh] 0, , , , , ,9995 0,9990 0, Jahr Bld XI.d Jahresdrt des 1 mh Normals und gemttelte Vorhersage L Verahren Verahrensbedngte Enlüsse der Anschlüsse des Messaubaus bespelswese Letungslängen, thermoelektrsche oder parastäre Eekte der Messletungen, Engangsmpedanzen/-reaktanzen der Messanordnung, Osetabwechung etc.. Zum größten Tel hängen dese Unscherheten vom Kalbrergegenstand und der Verwendeten Messletung ab. De Grenzen der Rechteckvertelung können erst m Enzelall zusätzlch abgeschätzt werden. Daher kann dese Abwechung erst dann mtenbezogen werden. De klenstmöglche Messunscherhet bezeht sch somt m Wesentlchen au de Beretstellung der Kalbrergröße. Messungen an der egenen Messbrücke HP484A ergaben nach durchgeührter Oset-Korrektur SHORT-Messung Schwankungen des Nullwertes bs 0,0055µH nnerhalb von Mnuten. Deser Wert wrd als Unscherhetsntervall mt Rechteckvertelung ür enen möglchen Verahrensehler be optmaler Reproduzerbarket der Messwerte angenommen. L Temp L Temperaturbedngte Abwechungen der Induktvtäten s zu 5ppm / C spezzert. Aus desen Angaben ergbt sch en maxmales Abwechungsntervall durch Temperaturenlüsse von 70 ppm je Normal. Rundungsabwechung augrund der Aulösung des Messgerätes abhängg vom Kalbrergegenstand. Für de klenste angebbare Messunscherhet muss deser Term ncht berückschtgt werden, da von enem dealen Fall ausgegangen wrd. Copyrght esz AG calbraton & metrology 014. Jede Art auch auszugswese der Vervelältgung, Ausdruck oder Wetergabe nur mt Genehmgung der esz AG calbraton & metrology, Max-Planck-Str. 16, 8 Echenau, Germany.

15 L Werden de Normale an anderen als durch de Kalbrerung charakterserten Frequenz-Stützstellen verwendet ergbt sch en maxmales Wertentervall als Derenz deser Werte Frequenzgang Modellglechung: Mt den oben augeührten Größen ergbt sch aus L L S Drt Temp Verahren de ür de Berechnung der klensten angebbaren Messunscherhet maßgeblche Modellglechung mt L nd=0 L L L L L L L S Drt Verahren Temp Messunscherhetsblanz: Für de dem Ergebns bezuordnende Standardmessunscherhet ergbt sch daraus: u L u L ccal u Lcal cspez u LDrt cverahren u LVerahren ctemp L L c 1 Tabellarsche Darstellung der Messunscherhetsblanz: Größe X Schätzwert x Standardmessunscherhet ux Vertelung L S l s L / L L Drt 0 L Temp 0 L 0 L Verahren 0 L cal l L Senstvtätskoezent c u L Temp c Unscherhetsbetrag uy U Normal 1 u l cal U Normal A u l R L / Drt R L / Temp R L / R L / Verahren u ldrt u ltemp u l u l Verahren u l l ls u L Gemäß DKD-:00 Abschntt 4 ergbt sch aus der Modellglechung ür de dem Ergebns L bezuordnende relatve erweterte Messunscherhet k=: W rel L u l l s bezogen au den Kalbrerwert De Zahlenwerte der Berechnungen ür de enzelnen Messgrößen s der Tabelle Messunscherheten Tabelle XI. Kalbreren von Induktvtätsnormalen und Induktvtätsmessgeräten.xls zu entnehmen, de Ergebnsse s m Lestungsnachwes augeührt. XI.4 Kalbreren von Induktvtätsmessgeräten mt selbst engemessenen Normalen XI.4.1 Messaubau Zusammen mt der Messbrücke HP 484A und schaltbaren varablen Induktvtäten L-Dekaden können m rückgeührten Berech Kalbrerungen von Induktvtätsmessgeräten analog XI. durchgeührt werden. Zum Bespel an Copyrght esz AG calbraton & metrology 014. Jede Art auch auszugswese der Vervelältgung, Ausdruck oder Wetergabe nur mt Genehmgung der esz AG calbraton & metrology, Max-Planck-Str. 16, 8 Echenau, Germany.

16 Dekade Typ Berech Prümttelnummer nbn -50 Bananenbuchsen 1µH bs 4 H KL005 Zur Kalbrerung an Zwschenwerten abwechende Werte von den kalbrerten Werten der GenRad Standarduktvtäten wrd n auenanderolgenden Messungen zunächst der genaue Wert der Dekade bestmmt und deses Ergebns als Kalbrerwert ür den Kalbrergegenstand herangezogen. Messaubau und -Verahren zur Drektmessung der Kapaztät entsprechen den n Kaptel XII..1 beschrebenen Detals. Oset-Korrekturmessungen werden au der Anschlussebene der Dekade durchgeührt. De Dekade wrd drepolg, zwschen HIGH und LOW und Verbung der Gehäuseklemme mt enem geerdeten Punkt der Messschaltung, angeschlossen. Nach der Messung der Dekade an HP484A wrd mt der so engemessenen Induktvtät selbst engemessenes Normal de Abwechung des Messwertes des Kalbrergegenstand vom Kalbrerwert bestmmt. Be Anschluss des Kalbrergegenstandes st zur Mnmerung der Messunscherhet au dentschen Messaubau und -anschluss zu achten 1 H be 10 khz st wegen der Resonanzrequenz nur engeschränkt möglch. XI.4. Messunscherhetsblanz HP 484A Messwert L HP L Spez L Kon L,HP L Ve rahren1 L-Dekade Wert L 1. Messung des Dekadenwertes Kalbrergegenstand Messwert L L, L L Ve rahren L-Dekade Wert L. Messung des Kalbrergegenstandes Abgelesene Größen: L Gemessener abgelesener Wert am Kalbrergegenstand be Messung der Dekade LHP Gemessener Wert an HP484A be Messung der Dekade. Kalbrerwert ür den Kalbrergegenstand Ergebnsse werden über ene Stchprobenlänge n> reproduzert und gemttelt. De Standardunscherhet wrd geometrsch zu den Unscherhetsbeträgen addert Typ A Unscherheten. Gesuchte Größe: L Abwechung des abgelesenen Wertes am Kalbrergegenstand vom Kalbrerwert der Kapaztät Enlussgrößen LSpez De genaue Abwechung des Messwertes vom rchtgen Wert an der Messbrücke st L,HP nur an enzelnen Punkten m ganzen Messberech bekannt. Be Betreb m varablen Messberech wrd de Abwechung daher zu Null und rechteckvertelt zwschen den aus den Herstellerangaben zu entnehmenden maxmalen Abwechungen geschätzt. De Unscherhetsspezkaton von HP enthält entsprechende Beträge ür Copyrght esz AG calbraton & metrology 014. Jede Art auch auszugswese der Vervelältgung, Ausdruck oder Wetergabe nur mt Genehmgung der esz AG calbraton & metrology, Max-Planck-Str. 16, 8 Echenau, Germany.

17 Grundgenaugket, Kabellängen, Temperatur, Messberech, Messrequenz, Testpegel usw. de her ncht m enzelnen augeührt werden. De genaue Austellung st der Tabelle zur Unscherhetsberechnung zu entnehmen. De Rundungsabwechung L,HP augrund der begrenzten Aulösung der Messbrücke. m worst case 0,5 Dgts der Anzege st berets n den Herstellerspezkatonen enthalten, leert allerdngs enen vernachlässgbaren Antel an der Gesamtunscherhet. LKon LVerahren1 LVerahren De Enhaltung der Herstellerspezkaton an den dskreten Kalbrerpunkten wurde durch de Kalbrerung der Messbrücke überprüt. De Unscherhet deser Konormtätsaussage wrd m Budget berückschtgt und als Unscherhetsbetrag übernommen Normalvertelt, Werte und k-faktor aus dem Kalbrerschen. Außerhalb der mt dskreten Werten kalbrerten Bereche wrd der Calbraton Interpolaton Factor des Herstellers hnzuaddert. Verahrensbedngte Enlüsse der Anschlüsse des Messaubaus bespelswese Letungslängen, thermoelektrsche oder parastäre Eekte der Messletungen, Engangsmpedanzen/-reaktanzen der Messanordnung, Osetabwechung etc. De Antele werden zum Tel schon n L Spez berückschtgt. Messungen an der Messbrücke ergaben nach durchgeührter Oset-Korrektur SHORT-Messung Schwankungen des Nullwertes bs 0,0055µH nnerhalb von Mnuten. Deser Wert wrd als Unscherhetsntervall mt Rechteckvertelung ür enen möglchen Verahrensehler be optmaler Reproduzerbarket der Messwerte angenommen. Innerhalb enes hnrechend kurzen Messntervalls an HP484A und Kalbrergegenstand wrd angenommen, dass de Induktvtätsswerte mt vernachlässgbarer Abwechung stabl s. Verahrensehler L Verahren be Messung am Kalbrergegenstand werden entsprechend den Probemessungen sehe Excel MU-Tabelle an ener Induktvtätsdekade Bananenbuchsen de maxmal beobachteten Reproduktonsschwankungen als Unscherhetsbetrag angenommen Rechteckeckvertelung zwschen desen Intervallgrenzen. L De Rundungsabwechung L augrund der begrenzten Aulösung des Kalbrergegenstandes. m worst case 0,5 Dgts der Anzege Copyrght esz AG calbraton & metrology 014. Jede Art auch auszugswese der Vervelältgung, Ausdruck oder Wetergabe nur mt Genehmgung der esz AG calbraton & metrology, Max-Planck-Str. 16, 8 Echenau, Germany.

18 Modellglechung: L L L L L L c L HP Spez L L 1 HP Kon Spez Verahren1 Verahren Kon Verahren1 Verahren Für de dem Ergebns bezuordnende Standardmessunscherhet ergbt sch daraus: u L u L u L u L u L u L u L HP Tabellarsche Darstellung der Messunscherhetsblanz: Größe Schätzwert Standardmessunscherhet Vertelung X ux L L HP Kon x l L l HP U L HP L Kon 0 U LKon / k L Spez 0 L Verahren1 0 L Verahren 0 Spez Verahren1 Senstvtätskoezent c Verahren u L Unscherhetsbetrag uy U Normal A u l R L / Spez R L / Verahren 1 R L / Verahren Normal A u l HP Normal 1 u lkon u lspez u l Verahren 1 u l Verahren L 0 R L / u l L l l HP u l Gemäß DKD-:00 Abschntt4 ergbt sch aus der Modellglechung ür de dem Ergebns C bezuordnende relatve erweterte Messunscherhet k=: u l Wrel L bezogen au den Kalbrerwert lhp De Zahlenwerte der Berechnungen ür de enzelnen Messgrößen s der Tabelle Messunscherheten Tabelle XI.4 Kalbreren von Induktvtätsmessgeräten an Zwschenwerten.XLS zu entnehmen, de Ergebnsse s m Lestungsnachwes augeührt. Copyrght esz AG calbraton & metrology 014. Jede Art auch auszugswese der Vervelältgung, Ausdruck oder Wetergabe nur mt Genehmgung der esz AG calbraton & metrology, Max-Planck-Str. 16, 8 Echenau, Germany.

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