Nghiên cứu thiết lập duy trì và dẫn xuất chuẩn quốc gia về chuẩn điện áp một chiều tại TTĐL VN

Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học Bách khoa Hà nội - Luận văn thạc sĩ khoa học Ngành : đo lường hệ thống điều khiển Nghiên cứu thiết lập, trì dẫn xuất chuẩn quốc gia Chuẩn điện áp chiều trung tâm đo lường Việt nam Lê tiệp Hà nội - 2006 Mục lục 0B 1B 2B 3B Trang Lời cảm ơn Mục lục Mở đầu Chương - Tổng quan chuẩn đơn vị điện 1.1 Đại lượng đơn vị đo điện 1.1.1 Quá trình phát triển đơn vị đo điện 1.1.2 Hệ đơn vị SI 1.1.3 Đơn vị đo điện áp hệ đơn vị SI 11 1.1.4 Hệ đơn vị đo lường hợp pháp Việt nam 13 1.2 Chuẩn dẫn xuất chuẩn 4B 14 1.2.1 Khái niệm chuẩn phân loại chuẩn 14 1.2.2 Các chuẩn đơn vị điện áp chiều 16 1.2.3 Duy trì dẫn xuất chuẩn điện áp chiều 24 1.2.4 Vài nét trình độ chuẩn điện áp quốc tế khu vực 31 1.2.5 Hệ thống chuẩn hiệu chuẩn điện áp ViƯt Nam 32 Ch­¬ng - C¬ së lý thut lĩnh vực đo điện áp chiều 2.1 Thể đơn vị điện áp chiều 35 2.2 Các phương pháp - phương tiện đo điện áp 35 43 2.2.1 Tổng quan 43 2.2.2 Các phương pháp-phương tiện đo chuẩn điện áp chiều 45 2.3 Các yếu tố ảnh hưởng phép đo điện áp chiều 51 2.4 Đánh giá độ không đảm bảo phép đo 55 2.4.1 Khái niệm độ không đảm bảo phép đo 55 2.4.2 Đánh giá độ không đảm bảo 57 5B Chương - Thiết lập, trì dẫn xuất chuẩn điện áp 6B chiều Trung tâm đo lường Việt nam 3.1 Thiết lập chuẩn điện áp chiều TTĐL VN 3.2 66 3.1.2 Cơ sở khoa học chuẩn điện áp chiều 68 Thiết lập phương pháp hiệu chuẩn để trì, dẫn xuất chuẩn điện áp chiều TTĐL VN 69 3.2.2 Thực hiên phép đo 70 3.2.3 Tính giá trị thực chuẩn càn xác định 71 87 3.3.1 Xác định phương pháp trì 87 3.3.2 Xác định giá trị thực nhóm chuẩn 88 3.3.3 Đánh giá ổn định chuẩn nhóm: 95 có TTĐL VN 3.4.2 Các phương pháp hiệu chuẩn 3.4.3 Sơ đồ liên kết chuẩn lĩnh vực điện áp chiều TTĐL VN 3.4.4 Kết áp dụng Kết luận kiến nghị Phụ lục 69 3.2.1 Lựa chọn phương pháp ®o 3.4 DÉn xt chn ®iƯn ¸p mét chiỊu chiỊu TTĐL VN 3.4.1 Các thiết bị chuẩn điện áp chiều có độ xác thấp 8B 66 3.1.1 Cơ sở thiết lập chuẩn 3.3 Xây dựng phương pháp trì chuẩn nhóm TTĐL VN 7B 66 102 103 103 104 105 110 -1- Mở đầu T rong lịch sử văn minh nhân loại, từ thời cổ đại người đà tìm cách để định lượng hàng hoá phục vụ cho nhu cầu lưu thông trao đổi sản phẩm trình sản xuất, từ mà hình thành nên đơn vị đo lường ngành đo lường học Tuy nhiên thời kỳ đầu đơn vị đo lường hình thành cách tự phát, sơ sài không thống vùng lÃnh thổ với Trải qua nhiều thời kỳ biến động phát triển Ngày với phát triển mạnh mẽ khoa học, kỹ thuật lưu thông hàng hoá đòi hỏi phải có nhiều phép đo nhiều đơn vị đo lường để đánh giá sản phẩm so sánh hàng hoá với Độ xác định nghĩa đơn vị thể vác đơn vị theo định nghĩa đòi hỏi phải nâng cao thống vùng kinh tế với Đo đại lượng điện lĩnh vực đo sử dụng rộng rÃi đại đa số ngành kinh tế quốc dân Sự đòi hỏi tính chÝnh x¸c cịng nh­ tÝnh thèng nhÊt c¸c phÐp đo ngày tăng tăng nhanh với tiến khoa học - kỹ thuật Ngày với xu toàn cầu hoá hội nhập quốc tế kinh tế, đo lường xác đòi hỏi trở nên cấp bách hết Cơ sở kỹ thuật để đảm bảo tính thống độ xác cần thiết đo lường nước hệ thống chuẩn đo lường qc gia vµ hƯ thèng trun, dÉn xt tõ chuẩn quốc gia đến chuẩn khác có độ xác thấp đến tất phương tiện đo thông dụng Đây sở để tõng b­íc héi nhËp víi khu vùc vµ qc tÕ đo lường, để tham gia vào thoả thuận toàn cầu công nhận lẫn (MRA) chuẩn đo lường quốc gia kết hiệu chuẩn Viện đo lường quốc gia công bố Hệ thống chuẩn điện áp chiều Việt Nam đà hình thành, trước nhu cầu đòi hỏi độ xác phép đo hiệu chuẩn -2- điện áp không cao, hệ thống chuẩn chưa đầy đủ chưa công nhận chuẩn quốc gia Điện áp chiều Đặc biệt năm gần với dự án tăng cường thiết bị cho phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia, hệ thống chuẩn điện áp chiều Trung Tâm Đo Lường Việt Nam (TTĐL VN) đà trang bị đồng việc trì, bảo quản, dẫn xuất chuẩn điện áp triển khai nghiên cứu, khai thác cho hiệu cần thiết Việc nghiên cứu để thiết lập, trì dẫn xuất hệ thống chuẩn điện áp chiều với đầy đủ sở khoa học cao ®iỊu kiƯn thĨ hiƯn cã cđa ViƯt nam nh»m đáp ứng đòi hỏi cần thiết , có ý nghĩa thiết thực tạo sở cho việc đề xuất với phủ phê duyệt công nhận chuẩn quốc gia điện áp chiều Xuất phát từ thực tế đà chọn đề tài Nghiên cứu thiết lập, trì dẫn xuất chuẩn quốc gia Chuẩn điện áp chiều TTĐL VN cho luận văn thạc sĩ ã Mục đích đề tài : Nghiên cứu, phân tích tổng hợp vấn đề lý thuyết đại lượng, đơn vị, chuẩn thể đơn vị phương pháp đo xác chuẩn điện áp chiều áp dụng vào việc thiết lập trì chuẩn đơn vị điện chiều Việt nam Đề xuất công nhận chuẩn quốc gia điện áp chiều cho hệ thống chuẩn điện áp chiều Việt nam ã Đối tượng nghiên cứu đề tài: Đối tượng phạm vi nghiên cứu vấn đề đo chuẩn điện áp mét chiỊu Thùc tÕ ¸p dơng cho viƯc thiÕt lËp, trì dẫn xuất chuẩn điện áp chiều Việt Nam Phòng đo lường điện TĐL VN ã Nội dung đề tài, vấn đề cần giải : + Tổng quan chuẩn đo lường điện + Cơ sở lý thuyết lĩnh vực đo điện áp chiều + Thiết lập, trì dẫn xuất chuẩn đơn vị điện áp chiều TTĐL VN -3- ã Phương pháp nghiên cứu : Phương pháp thực luận văn từ phân tích đến tổng hợp Tìm hiểu, phân tích đến hệ thống hoá trình hình thành phát triển đơn vị chuẩn đơn vị điện áp mét chiỊu; lý thut chung vỊ thiÕt lËp hƯ thèng chuẩn đo lường; phương tiện phương pháp đo điện áp; tính toán xác định độ không đảm bảo phép đo Từ tổng hợp rút vấn đề cần giải cho việc thiết lập, trì dẫn xuất chuẩn điện áp chiều Trên sở lý thuyết, trang thiết bị điều kiện cụ thể Phòng thí nghiệm đo lường Điện-TTĐL VN Tiến hành nghiên cứu, thực nghiệm cụ thể, xử lý, tính toán, công bố giá trị chuẩn đơn vị điện áp chiều Việt Nam, độ không đảm bảo đạt khuyến nghị truyền, sử dụng chuẩn điện áp chiều ã ý nghĩa đề tài: - Tổng hợp, hệ thống hoá trình hình thành phát triển đơn vị đo điện, có đơn vị đo điện áp; sở lý thuyết thiết lập trì hệ thống chuẩn đo lường - Phân tích hệ thống hoá, tổng hợp toàn diện phương tiện phương pháp ®o chn ®iƯn ¸p mét chiỊu; ­u ®iĨm cịng nh­ hạn chế phương pháp đo - Trên sở điều kiện có xác định phương pháp để thiết lập chuẩn chuẩn điện áp chiều TTĐL Việt Nam - Thiết lập sở khoa học làm công bố chuẩn đơn vị điện áp chiều Việt Nam: giá trị thực độ không đảm bảo chuẩn; sở đảm bảo tính liên kết chuẩn chuẩn điện áp Việt Nam - Đề xuất khuyến nghị sơ đồ liên kÕt chn vµ hƯ thèng trun, dÉn xt chn ë n­íc ta -4- ch­¬ng Tỉng quan vỊ chuẩn đơn vị đo điện 1.1 Đại lượng đơn vị đo điện áp 1.1.1 Quá trình phát triển đơn vị đo điện Năm 1832, nhà bác học người Đức Gauss đà đưa phương pháp xây dựng hệ đơn vị tập hợp đơn vị đơn vị dẫn xuất Ông đà xây dựng hệ đơn vị dựa sở ba đơn vị chọn tuỳ ý độc lập với đơn vị đo độ dài, khối lượng thời gian Tất đơn vị lại xây dựng dựa vào ba đơn vị Các hệ đơn vị xây dựng với ba đơn vị đo độ dài, khối lượng, thời gian, Gauss gọi hệ tuyệt đối Cùng với phát triển khoa học-kỹ thuật, dựa vào hệ mét với phương pháp Gauss đề xuất, người ta đà xây dựng nhiều hệ đơn vị khác nhau, đáp ứng yêu cầu lĩnh vực định Dưới trình bày vắn tắt hình thành phát triển số hệ đơn vị điện từ, có đơn vị đo điện áp 1.1.1.1 Các hệ CGS Hệ CGS xây dựng theo phương pháp Gauss với ba đơn vị centimét (cm) cho độ dài, gam (g) cho khối lượng giây (s) cho thời gian Hội nghị quốc tế lần thứ nhà điện học đưa năm 1881 với tên hai đơn vị dẫn xuất quan trọng đyn để đo lực éc để đo công Việc áp dụng hệ CGS vào lĩnh vực điện từ có nhiều phức tạp Có thể nêu ba hƯ phỉ biÕn nhÊt: U a/ HƯ CGSe -5- Cßn gọi hệ tĩnh điện tuyệt đối, xây dựng sở ba đơn vị centimét, gam, giây Từ định luật Culông tĩnh điện chân không, suy đơn vị điện tích từ suy đơn vị điện từ khác U b/ Hệ CGSm Còn gọi hệ tĩnh từ tuyệt đối, xây dựng sở ba đơn vị centimét, gam giây hệ CGSe Từ định luật Coulomb tĩnh từ suy đơn vị từ khối từ suy đơn vị điện từ khác U c/ Hệ CGS đối xứng Còn gọi hệ Gauss, đơn vị điện hệ CGSe đơn vị từ hệ CGSm Hệ CGS đối xứng có đặc điểm xây dựng cân đối có lôgích, hệ quán, dùng rộng rÃi vật lý để mô tả đại lượng cần đo để tính toán Các số vật lý diễn đạt theo đơn vị CGS 1.1.1.2 Hệ đơn vị điện từ tuyệt đối thực dụng Hệ đơn vị điện từ CGS có cỡ đơn vị không thực dụng, có đơn vị lớn lại có đơn vị bé so với nhu cầu đời sống sản xuất Hội nghị quốc tế lần thứ nhà điện học năm 1881 đà xây dựng hệ đơn vị điện từ tuyệt đối thực dụng dẫn xuất từ hệ CGSm có cỡ đơn vị khắc phục nhược điểm hệ CGS cách nhân đơn vị với luỹ thừa bậc 10 Các đơn vị thực dụng sau đà thông qua đầu tiên: - Đơn vị điện thực dụng vôn, 10 đơn vị điện hệ CGSm P P - Đơn vị cường độ dòng điện thực dụng ampe, 10 -1 đơn vị cường độ P P dòng điện hệ CGSm - Đơn vị điện trở thực dụng ôm, 10 đơn vị điện trở hệ CGSm P P - Đơn vị điện dung thực dụng fara, 10 -9 đơn vị điện dung cđa hƯ P CGSm P -6- Thõa sè nh©n cđa đơn vị điện điện trở lấy 10 vµ 10 P P P P lµ đơn vị vôn ôm xấp xỉ với sức điện động pin chuẩn Daniell điện trở cột thủy ngân dài 100 cm, tiết diện mm đà dùng làm đơn vị điện điện trở lúc Hội nghị quốc tế lần thứ hai nhà điện học năm 1889 đà quy định thêm đơn vị điện từ thực dụng : - Đơn vị đo điện jun, 10 đơn vị điện hệ CGSm P P - Đơn vị công suất oát, 10 đơn vị công suất hệ CGSm P P - Đơn vị tự cảm quadran sau đổi tên henry, 10 đơn vị tự cảm P P cđa hƯ CGSm ban kü tht ®iƯn qc tế (IEC) Đại hội cân đo quốc tế (CGPM) sau đà quy định nhiều đơn vị điện từ thực dụng khác vêbe đo từ thông; tesla đo cảm ứng từ; simen đo điện dẫn 1.1.1.3 Các đơn vị điện từ quốc tế Do khó khăn việc thể xác đơn vị điện từ tuyệt đối thực dụng theo quy định lý thuyết trên, nên Hội nghị quốc tế nhà điện học lần thứ ba họp năm 1893 Chicago đà công nhận đơn vị điện từ quốc tế Các đơn vị khác đơn vị điện từ tuyệt đối thực dụng chỗ định nghĩa qua chuẩn để thể qua đơn vị tuyệt đối tương ứng Hội nghị đà xây dựng đơn vị quốc tế vôn quốc tế định nghĩa qua pin chuẩn Clarca, ampe quốc tế định nghĩa qua bình điện phân với dung dịch điện phân nitrat bạc, ôm quốc tế định nghĩa qua cột thuỷ ngân Các đơn vị điện từ khác culông quốc tế, fara quốc tế.v.v dẫn xuất từ đơn vị Để phân biệt hệ đơn vị điện từ tuyệt đối xây dựng sở đơn vị độ dài, khối lượng thời gian; người ta gọi tập hợp đơn vị vôn quốc tế ”, “ ampe quèc tÕ ”, “ «m quèc tÕ đơn vị dẫn xuất từ chúng đơn vị điện từ quốc tế -7- Đại hội quốc tế nhà điện học năm 1908 Luân đôn đà hoàn thành việc xây dựng đơn vị điện từ quốc tế phân ranh giới rõ ràng đơn vị tuyệt đối thực dụng đơn vị quốc tế Sau Hội nghị này, đơn vị điện từ quốc tế đà công nhận nhiều nước sử dụng rộng rÃi Uỷ ban cân đo quốc tế (CIPM) định ngừng sử dụng đơn vị 01/01/1948 chuyển sang đơn vị điện từ tuyệt đối thực dụng với mối liên hệ sau: 1Vqt = 1,000 34 Vt® 1Ωqt = 1,000 49 Ωt® Ký hiệu qt tđ đơn vị quốc tế đơn vị tuyệt đối 1.1.1.4 Hệ MKSA Cơ sở hệ đà nhà bác học người Italia Giorgi nêu lên từ năm 1901, nên hệ có tên hệ Giorgi Uỷ ban kỹ thuật điện quốc tế đề nghị năm 1958 Các đơn vị hệ MKSA mét, kilôgam, giây ampe Trong hệ MKSA, lực đo niutơn, công lượng đo jun, công suất đo oát Các đơn vị hoàn toàn phù hợp với đơn vị điện từ hệ tuyệt đối thùc dơng nh­ ampe, v«n, «m, cul«ng.v.v HƯ MKSA chÝnh phần đơn vị điện từ Hệ đơn vị quốc tế (SI), đơn vị dẫn xuất dẫn xuất qua phương trình điện từ đà hợp lý hoá Trong hệ MKSA hợp lý hoá số điện môi chân không C0 hệ số từ thẩm chân không à0 H 10 F C0 = ; µ0 = 4π 10 m 4π c m víi c lµ vËn tèc cđa ánh sáng chân không -96- Trong đó: Y ij = V i - V j + E p + d ij R R R R R R R R R (3.6) R ( i, j = 1,2, n; i j ) E p sức điện động nhiệt ( hay điện áp dư) d ij sai sè ngÉu nhiªn R R R R Sè liƯu phép đo Y ij ; V i E p đại lượng xác định từ số liệu đo R R R R R R Ta có đẳng thức định giá trị chuẩn thứ i nh­ sau: Vi = M + R DiƯn ¸p d­ R Ep = R R 2n n(n − 1) n ∑ (Y ik - Y ki ) R R R (k = 1,2, n) R (3.7) i≠k n ∑ Y ij R (3.8) R i≠ j Sau tính V E p , sai số ngẫu nhiên d ij tính từ công thức (3.6) R R R R Ta cã thĨ kiĨm tra sù tÝnh to¸n cách kiểm tra lại tổng tất n(n-1) d ij phải R R Độ lệch chuẩn tính theo công thức: n s= d i j 2 ij n − 2n (3.9) b/ Thùc phép đo đánh giá độ không đảm bảo U Trong trường hợp có nhóm gồm chuẩn điện áp danh nghĩa 10V có giá trị thực xác định lần đầu lấy từ giấy chøng nh©n nh­ sau: V = 9,999 999 V R R V = 10,000 000 V R R V = 10,000 000 V R R V = 9,999 999 V R R Giá trị trung bình M cđa nhãm chn lµ: M= 9,999 999 V Kết việc so sánh vòng ( tính vào àV ) đo thể bảng 3.15 -97- B¶ng 3.15 V1 R V2 R V3 V4 R V1 - R R +18.89 +8.47 +21.88 V2 -19.07 R - -10.94 +3.14 - -13.12 V3 -8.94 R +9.24 V4 -22.94 R -4.04 +12.96 - Thay giá trị bảng vào (3.7) (3.8) ta kết sau: V = 10,000 012 R R V = 9,999 993 R R V = 9,999 997 R R V = 9,999 996 R R Vµ Ep = -0,423 àV Điện áp dư ( tính vào àV) nhận ë bËc tù do: Sai sè ngÉu nhiªn d ij tương ứng tính từ công thức (3.6) có giá trị R R bảng 3.16 đây: Bảng 3.16 V1 R V2 R V3 R V4 R V1 - -0.3783 0.0292 0.4042 V2 0.0617 - -0.0908 -0.2158 V3 0.0342 0.0542 - -0.0433 V4 -0.0408 0.0792 0.1067 - R R R R -98- §é lƯch chuẩn s : s = 9.562 àV ã Do nhóm chuẩn đầu hệ thống thực ổn định từ tháng 8/2005 Thực phép so đo tương tự hàng tháng ta có bảng kết giá trị nhóm chuẩn đầu theo thời gian bảng 3.17 3.18 sau: Bảng 3.17 Tháng V1 R 08/2005 09/2005 10/2005 11/2005 12/2005 01/2006 02/2006 03/2006 04/2006 05/2006 06/2006 07/2006 08/2006 09/2006 10/2006 V2 R Giá trị thực - 10 V V3 R V4 R V VMI R 9,999999 10,000000 10,000000 9,999999 10.000000 10,000001 10,000001 9,999999 10,000001 10.000001 10,000001 9,999999 9,999998 9,999999 9,999999 10,000000 9,999999 9,999997 10,000001 9,999999 9,999999 10,000000 9,999999 10,000001 10,000000 10,000001 9,999999 9,999998 9,999999 9,999999 9,999998 9,999999 9,999998 9,999999 9,999999 10,000000 9,999998 9,999997 10,000003 10,000000 10,000000 9,999999 9,999996 10,000000 9,999999 10,000001 10,000000 9,999996 10,000002 10,000000 10,000001 9,999999 9,999998 10,000000 10,000000 10,000000 9,999998 9,999996 10,000002 9,999999 9,999999 10,000000 9,999997 10,000001 9,999999 10,000001 9,999998 9,999995 10,000003 9,999999 10,000000 9,999999 9,999997 10,000002 10,000000 -99- Bảng 3.18 Tháng V1 R 08/2005 09/2005 10/2005 11/2005 12/2005 01/2006 02/2006 03/2006 04/2006 05/2006 06/2006 07/2006 08/2006 09/2006 10/2006 U Giá trị thực - 1.018 V V2 V3 V4 R R R V VMI R 1.0180186 1.0179671 1.0180013 1.0180100 1.0179993 1.0180193 1.0179675 1.0180011 1.0180110 1.0179997 1.0180192 1.0179670 1.0180007 1.0180104 1.0179993 1.0180188 1.0179670 1.0180004 1.0180109 1.0179993 1.0180187 1.0179671 1.0180009 1.0180108 1.0179994 1.0180189 1.0179668 1.0180007 1.0180103 1.0179992 1.0180189 1.0179666 1.0180005 1.0180104 1.0179991 1.0180188 1.0179665 1.0180011 1.0180114 1.0179995 1.0180193 1.0179671 1.0180003 1.0180108 1.0179994 1.0180193 1.0179669 1.0179998 1.0180113 1.0179993 1.0180189 1.0179668 1.0180008 1.0180108 1.0179993 1.0180192 1.0179663 1.0179998 1.0180114 1.0180191 1.0179665 1.0180004 1.0180108 1.0179992 1.0180195 1.0179662 1.0179998 1.0180115 1.0179993 1.0180194 1.0179667 1.0180002 1.0180112 1.0179994 1.0179992 Kết đánh giá nhóm chuẩn đầu: Để thấy rõ đặc tuyến chuẩn nhóm theo thời gian ta vẽ biểu đồ cho chuẩn giá trị trung bình nhóm xem Phụ lục -100- Khi đà có đặc tuyến chuẩn ta ước lượng độ trôi chuẩn nhóm năm sau xem bảng 3.19: Bảng 3.19 Ký hiệu chuÈn V1 R V2 R V3 R V4 R V VMI R Kiểu Số hiệu chuẩn Giá trị thực (V) 7000 880649891 9,999 999 Ước lượng độ trôi ( àV/năm ) 1,7 1,018 018 0,8 10,000 000 1,3 1,017 967 0,5 10,000 000 4,5 1,018 001 1,3 9,999 999 3,0 1,018 010 1,5 FLUKE 10,000 000 0,7 7004N 1,017 999 0,2 7000 7000 7001 880649705 880649722 880649703 Để ước lượng đánh giá xác độ trôi hay gọi độ ổn định chuẩn nhóm đồi hỏi cần phải có thời gian tốn nhiều công sức, việc so đọ chuẩn với cần phải thực thường xuyên theo định kỳ định, theo thời gian có đặc tuyến độ ổn định chuẩn mà së v« cïng quan träng cđa chn, cho phÐp ta giảm độ không đảm bảo phép đo tương lai -101- 3.4 dẫn xuất chuẩn chuẩn điện áp chiều chiều trung tâm đo lường việt nam Trung tâm đo lường Việt nam quan quốc gia đo lường, trực thuộc Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng- Bộ Khoa học Công nghệ Có chức nghiên cứu ứng dụng khoa học, kỹ thuật nghiệp vụ đo lường Trong có chức nghiên cứu phát triển, trì dẫn xuất chuẩn quốc gia lĩnh vực Điện nhằm bảo đảm tính thống nhất, đắn tin cậy phép đo, mà cụ thể nói đến tính thống nước lĩnh vực đo điện áp chiều Hình 3.4 cho thấy mô hình tính thống phép đo pham vi nước -102- 3.4.1 Các thiết bị chuẩn điện áp chiều có độ xác thấp có TTĐL VN Ngoài chuẩn điện áp nhóm chuẩn đầu, TTĐL VN có chuẩn điện áp khác có độ xác thấp : ã Chuẩn điện áp chiều Fluke 732B độ ổn định 2ppm/năm ã Nhóm Chuẩn điện áp chiều VS4 gồm chuẩn điện áp Zenner với độ ổn định 2ppm/năm ã Nguồn chuẩn đa ( Calibrator ) Fluke 5720A ã Nguồn chuẩn đa ( Calibrator ) Fluke 5520A ã Máy đo vạn HP 3458A ã Phân áp chuẩn Fluke 752A ã Ngoài có Nanovoltmeter Agilent 34420A , Độ phân giải 10 nV -103- Để đảm bảo tính xác mối liên kết chuẩn, chuẩn phương tiện phải hiệu chuẩn dẫn xuất từ chuẩn nhóm Cần thiết phải đưa sơ đồ dẫn xuất chuẩn phương pháp đo để thực công việc hiệu chuẩn 3.4.2 Các phương pháp hiệu chuẩn Căn vào khả chuẩn điều kiện thực thực tế phòng thí nghiệm Đo lường Điện Đà xây dựng ứng dụng phương pháp hiệu chuẩn để dẫn xuất xuống chuẩn có độ xác thấp sau: Bảng 3.20 Phương pháp đo Phương pháp vi sai Phương pháp Atifact Calibration Phương pháp đo trực tiếp Phạm vi đo điện áp Phương tiện ®o, chn sư dơng 10 V Chn ®iƯn ¸p mét chiÒu 7000, 732B, 1,018 V VS4 Nanovoltmeter Agilent 34420A ChuÈn điện áp chiều 0,1 ữ 1000 V Phân áp chuẩn Fluke 752A Nanovônmét Agilent 3442A 0,1 ữ 1000 V Calibrator Fluke 5720A DMM HP 3458A 3.4.3 Sơ đồ liên kết chuẩn lĩnh vực điện áp chiều Trung tâm Đo lường Việt nam -104- Do nhóm chuẩn đầu giá trị trôi không tuyến tính nên ta không áp dụng số hiệu trôi để truyền chuẩn Trên sở giá trị thực nhóm chuẩn đầu, phép hiệu chuẩn tương tự ta xác định kết chuẩn điện áp Fluke 732B VS4 Dùng chuẩn để truyền xuống nguồn chuẩn DMM có phạm vi đo rộng phương pháp Artifact Calibration để mở rộng phạm vi 0,1 V đến 1000 V với độ xác cao Phương pháp đà mô tả tài liệu hướng dẫn sử dụng Fluke 752A ; Fluke 5720A HP 3458A 3.4.4 Kết áp dụng Từ kết nghiên cứu đánh giá đề tài sở hệ thống chuẩn điện áp chiều TTĐL VN lực thực tế phòng thí nghiệm Là sở để Trung tâm Đo lường Việt Nam công bố khả hiệu chuẩn tốt phạm vi thuộc lĩnh vực điện áp chiều bảng 3.21 đây: Bảng 3.21 TT Tên i lng o/phng tiện đo hiệu chuẩn Phạm vi đo Khả hiệu chuẩn tt nht -105- Chuẩn điện áp chiều Điện áp chiều 10 V 1,018 V 0,8 ppm 2,0 ppm 0,22 V 2,2 V 22 V 220 V 1100 V 7,6 ppm 3,5 ppm 2,8 ppm 3,2 ppm 3,6 ppm Các kết nghiên cứu sử dụng để đăng ký xin công nhận khảng hiệu chuẩn ốt phạm vi điện áp chiều sổ tay chất lượng Trung tâm đo lường Việt Nam ã Khả phát triển đề tài: U Hiện nhiệm vụ xây dựng phát triển hệ thống chuẩn đo lường quốc gia có chuẩn điện áp chiều nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xà hội nhu cầu hội nhập kinh tế quốc tế trở thành nhiệm vụ quan trọng hàng đầu ngành đo lường Việt Nam Hệ thống mặt phải đủ điều kiện để Chính phủ công nhận chuẩn quốc gia, mặt khác phải tổ chức đo lường quốc tế " Hội nghị toàn thể cân đo quốc tế " (CGPM) thừa nhận có trình độ tương đương với chuẩn quốc tế Đây sở để bước hội nhập với khu vực quốc tế đo lường, để tham gia vào thoả thuận toàn cầu công nhận lẫn (MRA) chuẩn đo lường quốc gia kết hiệu chuẩn Viện đo lường quốc gia công bố Tuy nhiên thực tế việc nghiên cứu thiết lập "phần mềm" cho hệ thống chuẩn điện áp nước ta đến chưa đáp ứng đầy đủ Một phần -106- trước trang thiết bị chuẩn truyền chưa đủ; điều kiện môi trường PTN không đảm bảo; Điều dẫn đến hạn chế khả truyền, đánh giá độ ổn định trì, bảo quản chuẩn Việt nam Để đáp ứng nhu cầu thực tế thêi gian tíi hƯ thèng hiƯu chn Chn ®iƯn áp chiều Trung tâm đo lường Việt nam đầu tư thêm để xây dựng hệ thống tự động hiệu chuẩn Chuẩn điện áp chiều nhằm nâng cao khả hiệu chuẩn Chuẩn điện áp chiều Việt nam Cùng với hệ thống việc nghiên cứu ảnh hưởng tác nhân bên đến độ xác phép đo vô quan trọng mục tiêu nâng cao độ xác phép đo Hình 3.6 mô hình sơ đồ khối hệ thống tự động hiệu chuẩn điện áp chiều -107- U Kết luận chương -108- Chương đà mô tả phân tích sở koa học thiết lập chuẩn yếu tố hợp thành hệ thống chuẩn đơn vị đo điện áp nước ta nay; xây dựng phương pháp trì chuẩn điện áp chiều TTDDL VN; trình bày phương pháp hiệu chuẩn chuẩn điện áp kết thực nghiệm đạt việc xác định giá trị thực nhóm chuẩn đầu, độ không đảm bảo, độ trôi chuẩn đơn vị điện áp chiều trì dẫn xuất TTĐL VN Đây khoa học-kỹ thuật quan trọng để thiết lập công bố chuẩn quốc gia đơn vị đo điện áp Việt Nam theo chuẩn mực quốc tế đà quy định thống Với nhóm chuẩn đầu điện áp chiều sở điều kiện có, truyền xuống chuẩn có độ xác thấp nhằm đảm bảo tính liên kết thống đơn vị đo điện áp phạm vi nước Kết luận kiến nghị -109- Đo điện áp chiều xác nhu cầu quan trọng nhiều lĩnh vực khoa học công nghệ Với mục tiêu nghiên cứu thiết lập, trì dẫn xuất chuẩn đo lường đơn vị điện áp chiều Việt Nam, luận văn đà đạt số kết sau: Tổng hợp, phân tích hệ thống hoá trình hình thành phát triển đơn vị đo điện nói chung đo điện áp nói riêng, từ hệ CSG, đến đơn vị điện từ thực dụng Hệ đơn vị quốc tế SI Nghiên cứu, tổng hợp lý thuyết thiết lập dẫn xuất chuẩn ®o l­êng nãi chung Tõ ®ã vËn dơng vµo viƯc nghiên cứu chung chuẩn điện áp Đà hệ thống hoá phân tích trình phát triển, ưu nhược điểm loại chuẩn điện áp, đặt sở lý thuyết cho việc thiết lập phát triển hệ thống chuẩn điện áp chiều Việt Nam Phân tích tổng hợp phương pháp ®o ®iƯn ¸p chÝnh x¸c hiƯn nay, ­u thÕ cịng hạn chế loại phương tiện, phương pháp Đặc biệt đà tìm hiểu, nghiên cứu thiết lập phương pháp xác định giá trị thực độ không đảm bảo nhóm chuẩn điện trở sở điều kiện trang thiết bị cụ thể Trung tâm Đo lường Việt Nam Đà nghiên cứu, tiến hành thực nghiệm đưa kết với đầy đủ khoa học đặc trưng kỹ thuật đo lường chuẩn đơn vị điện áp Việt Nam nay: giá trị thực, độ không đảm bảo chuẩn; đảm bảo tính liên kết chuẩn nhóm chuẩn Từ điều kiện cụ thể Trung tâm Đo lường Việt Nam, đà nghiên cứu thiết lập phương pháp hiệu chuẩn phù hợp cho chuẩn điện áp chiều có để hình thành sơ đồ liên kết chuẩn lĩnh vực đo điện áp Phòng thí nghiệm đo lường điện - Trung tâm Đo lường Việt Nam Đây sơ đồ liên kết chuẩn điện áp chung nước ta, đảm bảo cho việc liên kết, dẫn -110- xuất chuẩn điện áp nước ta thống xác, luận văn đề xuất số khuyến nghị sau: Trung tâm Đo lường Việt Nam xem xét đề nghị để Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng Bộ Khoa học Công nghệ trình Chính phủ phê duyệt công bố chuẩn quốc gia chuẩn đơn vị đo điện áp Việt Nam theo quy định Pháp lệnh đo lường tạo sở thống đo lường điện áp phạm vi nước đáp ứng nhu cầu ngành kinh tế, khoa học – kü tht n­íc vµ héi nhËp qc tÕ Nhà nước cần quan tâm tạo điều kiện để tiếp tục hoàn thiện nâng cao độ xác phép hiệu chuẩn chuẩn quốc gia điện áp nước ta: Với nhóm chuẩn đà đáp ứng nhu cầu kỹ thuật chuẩn điện áp phát triển nghành đo lường điện nói riêng phát triển công nghiệp Việt Nam nói chung hoà nhập với n­íc khu vùc ®Ĩ tiÕn tíi ký kÕt sù công nhận lẫn (MRA) chuẩn đo lường quốc gia kết hiệu chuẩn Viện đo lường quốc gia công bố Tuy nhiên tương lai cần phải có kế hoạch đầu tư nghiên cứu để có hệ thống chuẩn điện áp hiệu ứng Josephson nhằm đáp ứng nhu cầu độ xác công nghiệp công nghệ cao t­¬ng lai ... 1.2 Chuẩn dẫn xuất chuẩn 4B 14 1.2.1 Khái niệm chuẩn phân loại chuẩn 14 1.2.2 Các chuẩn đơn vị điện áp chiều 16 1.2.3 Duy trì dẫn xuất chuẩn điện áp chiều 24 1.2.4 Vài nét trình độ chuẩn điện áp. .. Nam (TTĐL VN) đà trang bị đồng việc trì, bảo quản, dẫn xuất chuẩn điện áp triển khai nghiên cứu, khai thác cho hiệu cần thiết Việc nghiên cứu để thiết lập, trì dẫn xuất hệ thống chuẩn điện áp chiều. .. quốc gia trì dẫn xuất chuẩn điện áp để sử dụng hiệu chuẩn chuẩn điện áp công tác, phương tiện đo điện áp, nguồn chuẩn điện áp Mối liên kết chuẩn phương tiện đo điện áp, nguồn chuẩn trì việc so