Étalonnage de résistance
La résistance est la grandeur directement liée à l'effet Hall quantique, ce qui explique qu'une résistance étalon conservée dans un bain puisse rester à quelques ppm pendant des années. Sur le terrain, la méthode de connexion et la température décident du résultat.
Instruments et exactitude typique
| Instrument | Étendue typique | Exactitude typique | Où il est utilisé |
|---|---|---|---|
| Résistance étalon (1 Ω à 100 MΩ) | Valeurs fixes | Quelques ppm par an si bien conservée | Référence dans les laboratoires d'étalonnage |
| Boîte à décades de résistances | 1 mΩ à 100 MΩ par échelons | 0.01 to 0.1 % | Simulation de capteurs et vérification d'appareils |
| Multimètre 6½ digits, ohms | 10 Ω to 100 MΩ | Environ 0,001 à 0,01 % de la lecture sur les calibres moyens | Mesure de laboratoire |
| Pont de résistances ou pont DCC | Mesures de rapport | 0,1 à 1 ppm du rapport | Étalonnage de résistances étalons et thermométrie |
| Micro-ohmmètre | 1 µΩ to 10 kΩ | 0.05 to 1 % | Contacts, soudures, liaisons équipotentielles |
| Contrôleur de résistance d'isolement | 1 MΩ à plus de 1 TΩ | 2 to 5 % | Câbles, moteurs, transformateurs |
Les hautes et les basses résistances exigent toutes deux des techniques particulières. Les chiffres d'exactitude sont des ordres de grandeur pour comparer les instruments. Utilisez toujours la spécification de l'instrument que vous avez sous les yeux.
Étalons de référence et traçabilité
- Effet Hall quantique. La résistance h/e² (la constante de von Klitzing, 25 812,807 Ω ; exacte dans le SI depuis 2019) est l'étalon primaire de résistance.
- Résistances étalons. Des résistances immergées dans l'huile ou scellées à l'air de 1 Ω, 100 Ω, 10 kΩ et autres sont comparées à des systèmes à effet Hall quantique.
- Mise à l'échelle. Les ponts transfèrent d'une décade de résistance à la suivante par rapport, avec des incertitudes d'une fraction de ppm.
- Système qualité. ISO/IEC 17025, portée indiquant les valeurs de résistance et les ponts ou appareils.
Comment on l'étalonne
Procédure type
- Stabiliser l'appareil et la référence à la même température, et noter la température du bain de la résistance étalon.
- Brancher en 4 fils (Kelvin) pour les résistances inférieures à environ 10 kΩ, avec blindage et garde pour les fortes valeurs.
- Mesurer à faible puissance pour que la résistance ne s'échauffe pas.
- Inverser le courant ou utiliser la compensation de décalage pour éliminer la FEM thermique.
- Mesurer la valeur, corriger de la température et comparer à la spécification.
- Contrôler plusieurs points sur chaque calibre, y compris près du haut.
Là où ça se passe mal
- Connexions 2 fils. La résistance de contact et des fils ajoute des dizaines de milliohms : utilisez le 4 fils.
- Auto-échauffement. La puissance dissipée dans la résistance modifie sa valeur, surtout pour les faibles résistances.
- FEM thermique. Quelques microvolts de décalage comptent à faible courant : inversez le courant.
- Fuites sur les fortes valeurs. L'humidité et la saleté créent des chemins parallèles qui font lire trop bas une résistance de 1 GΩ.
- Mauvaise température. Une résistance de 25 ppm/°C varie de 125 ppm pour 5 °C.
Ce qui entre dans le bilan d'incertitude
- Incertitude et dérive de l'étalon de référence.
- Température de la résistance et son coefficient.
- Résistance des fils et des contacts pour les connexions 2 fils.
- Auto-échauffement et coefficient de puissance.
- FEM thermique, fuites et résolution de l'appareil.
Combinez les contributions comme dans le calculateur de bilan d'incertitude, puis décidez conforme ou non conforme avec une bande de garde comme expliqué sur la page des calculateurs.
Calculateurs
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