Nozes sobre Volts
entre multímetros, um instrumento fica longe e acima do resto. Um objeto desejado por sua precisão, resolução e beleza de engenharia de cisalhamento. Eu falo, claro, do HP 3458A. Isso mesmo, não Keysight, nem mesmo agilent (embora é claro que passe por essas marcas também). O 3458A foi lançado em 1989, quando HP ainda estava … bem … HP. Um medidor elegante de uma idade mais civilizada. Como os documentos da HP Journal, o 3458A foi um feito significativo de engenharia e permaneceu em produção (e em grande parte desencontra-se) nos últimos 26 anos.
Mas o que, você pode perguntar, torna o 3458a um instrumento tão significativo e desejável? Está tudo nos dígitos. O 3458A é um dos poucos multímetros de 8,5 dígitos disponíveis. Portanto, é sensível a deflexões de microvolt em medições de 10 volts. É essa capacidade de distinguir pequenas mudanças nos grandes sinais que estabelece altas multímetros de precisão. Pense em pesar um elefante e ser capaz de contar o número de moscas que pousam nas costas pela mudança de peso. O 3458A realiza um feito semelhante.
Enquanto muitos engenheiros podem desejar o 3458A, é um objeto de fascínio para um grupo específico. Eu falo, claro, do primo da porca … a porca de volt. As porcas do tempo geralmente se encontram precisando realizar medições de tensão altamente precisas para calibrar seus padrões de freqüência de precisão e, portanto, gerar uma lista de discussão separada para discutir esses tópicos. Grande parte da discussão sobre este centros de lista em torno do 3458A, como calibrar uma, medições de estabilidade a longo prazo e como cuidar de seus amados medidores. e, claro, relatos da pontuação ocasional do leilão (tenho que admitir olhar esses ciosamente, depois de passar horas, arrasando o eBay para uma barganha e tocando inúmeras lojas excedentes).
No coração da 3458A reside uma referência de tensão de precisão. As referências de tensões são, em princípio, dispositivos bastante simples, seu objetivo é produzir em todos os momentos uma tensão estável exata exata de um valor conhecido. As referências têm inúmeras aplicações, mas no 3458A é usado como parte de sua multiscape adc. A tensão de entrada é efetivamente comparada a este valor de referência, a fim de determinar a tensão de entrada. Sua precisão é, portanto, de suma importância.
Role sua própria referência de precisão
TINS LTZ1000 Base em Placa de Referência
O LTZ1000 é uma referência zener ovenizada. Você não tem dúvidas familiarizados com os Diodos Zener e suas aplicações de fixação (se não o AfroxechMods tiver um ótimo tutorial). É a sua capacidade de “grampo” uma tensão de entrada para um valor mais baixo específico que os torna ideais para uso como referências. Os zeners “Braçadeira” (reverso) tensão varia com a temperatura. Para melhor estabilidade, o LTZ1000, portanto, usa um aquecedor resistivo de linhas para manter o diodo a uma temperatura constante (muito parecido com um oscilador ovenzied).
O LTZ1000 encontrou favor com voltnuts buscando construir referências de precisão usando essa parte. Alguns usaram o quadro de referência do 3458A. Mas outros, como a lata se projetaram seus próprios. A Tin documentou seu trabalho em detalhes requintados sobre os fóruns Eevblog, descrevendo não apenas o layout do PCB, mas também extensa modelagem térmica. Isso é o que você vê na foto acima.
Placa à base de LTZ1000 de Izumo
Izumo Sangyouza também estava construindo referências LTZ1000. Embora ao contrário de latas, poucos detalhes estão disponíveis, as placas parecem incríveis, no entanto, embora as postagens do fórum estejam em chinês, os vídeos incluíam stand como testemunho da precisão de suas referências. Mas o blog de Izumo mantém uma surpresa adicional para a porca ávida de volt. A imagem abaixo talvez diz tudo o que precisa ser dito.
O multímetro disparou abaixo usa o AD5791 em concerto com uma referência estável para fornecer precisão incrível. Enquanto o post não especifica, é uma aposta segura que uma das placas de referência de tensão LTZ1000 de Izumo está sendo usada neste caso. Tendo recentemente jogado ao redor com o AD5791, só posso ficar com medo do trabalho de Izumo.
Olhe para todos os dígitos adoráveis
Um nitrogênio líquido incrível Josephson Junction Referência e HP 3458A
O LTZ1000 é a referência melhor geralmente disponível e o melhor medidor. Mas uma pergunta permanece, o que você usa para calibrá-lo?
Calibração
A resposta é para transformar a física básica, neste caso, a junção de Josephson. A junção de Josephson é formada a partir de dois supercondutores separados por uma barreira de isolamento fina. Quando resfriado com hélio líquido, essas junções exibem um comportamento não linear complexo, de modo que uma frequência aplicada à junção possa ser convertida em uma tensão precisa. Felizmente, produzindo freqüências altamente precisas é algo que nos tornamos muito bons em. Os padrões de césio (chamados relógios atômicos) são usados em conjunto com a Junction Josephson para criar referências de tensão altamente precisas.
O IEEE criou um vídeo sobre a física básica e a evolução da junção de Josephson. Através dos esforços da divisão de metrologia elétrica quântica e outros, cOs quadris que incorporam milhares de tais junções em um único dispositivo foram fabricados e fornecem valores padrão precisos dentro de nanovolts. Esta propriedade física básica é usada agora para calibrar todos os multímetros de precisão.
O quilograma eletrônico
Há uma torção final na história da porca de volt. Embora a maioria dos nossos padrões de medição seja baseada em uma propriedade física fundamental, o quilograma padrão é um pedaço de metal que fica em um cofre em Paris. Isso é claro, muito insatisfatório. Sobre as centenas do ano que esse pedaço de metal tem estado sentado, perdeu a massa como foi limpa e manipulada.
As comunidades de padrões agora procuram substituir isso por um “quilograma eletrônico”. Seu sistema equilibra o poder mecânico de um peso sob gravidade e a força exercida por um eletromagnet. Esta potência elétrica é, obviamente, medida em termos do Josephson Standard Volt.
Brian Josephson ganhou o Prêmio Nobel por suas contribuições para o desenvolvimento da referência Josephson Junction, talvez fazendo-lhe a última porca de volt. Mas por agora essas referências estão fora do domínio do hacker médio. Talvez um dia, como relógios atômicos antes deles, aplicações industriais conduzirão o preço para baixo para que cada porca volt possa ter seu próprio padrão. Até então, a missão continua.