Hesaplanabilir AC Direnç Standardının 5 MHz'e Kadar Modellenmesi ve Üretilmesi / Modelling and Development of Calculable AC Resistor Standard Up To 5 MHz

Yıl 2011, Cilt: 1 Sayı: 2, 75 - 82, 01.12.2011

Mehmet Çınar , Arif Dolma , Yakup Gülmez Handan Sakarya Ömer Erkan Murat Celep

Öz

Özet

Bu çalısmada, AC direnç kalibrasyonları için Uluslar arası alanda birincil seviye standart olarak kullanılan 1000 W bifilar tip hesaplanabilir AC direnç standardının üretilmesi amaçlanmıstır. 1000 W bifilar tip hesaplanabilir AC direnç standardının matematiksel modellemesi Matlab® programı kullanılarak 5 MHz'e kadar yapılmıstır. Matematiksel modelleme kullanılarak 1000 W bifilar tip hesaplanabilir AC direncin geometrik boyutları belirlenlenmis ve hesaplanabilir AC direncin üretimi gerçeklestirilmistir. Hesaplanabilir AC dirence DC akım uygulanarak direncin kararlılıgına etki eden hataların belirlenmesi için deneysel çalısmalar yapılmıstır. 1000 W bifilar tip hesaplanabilir AC direnç standardının DC akım uygulanarak yapılan ölçümleri, TÜBTAK UME'de kurulu Quantum-Hall sistemine izlenebilir olarak gerçeklestirilmistir. Tasarımı gerçeklestirilen hesaplanabilir AC dirence, DC akım

uygulanarak yapılan ölçümler sonucunda 1 ppm/gün kararlılık degeri elde edilmistir.

Abstract

In this study, it is aimed to fabricate 1000 W bifilar type AC calculable resistance standard used as primary level reference AC resistance standard internationally. Mathematical modeling of 1000 W bifilar type AC calculable resistance standard is performed in Matlab® program up to 5 MHz. Geometrical dimensions of 1000 W bifilar type AC calculable resistance standard is determined using the mathematical modeling and fabricated according to the geometrical dimensions defined in the mathematical modelling. Experimental studies are performed to define the parameters affecting the stability of the resistance standard by applying a DC current onto the resistance standard. DC resistance measurements of 1000 W bifilar type AC calculable resistance standard are traceable to the Quantum-Hall resistance installed in TÜBTAK UME (National Metrology Institute of Turkey). It is found that the

stability of 1000 W bifilar type AC resistance standard is 1 ppm/day as a result of DC measurements.

Anahtar Kelimeler

Hesaplanabilir AC direnç, İzlenebilirlik, Kararlılık, Metroloji, Calculable AC Resistance, Traceability, Stability, Metrology

Kaynakça

• .Gibbings D.L., ''A design for resistors of calculable AC/DC resistance ratio'', IEEE Trans. Instrum.Meas., Vol.110, No.2, s.335-347, (1963).
• .Haddad, R.J., ”A Resistor Calculable from DC to 105 rad/s.”, Msc. Thesis, School of Engineering and Applied Science, George Washington University, (1969).
• .Graetsh V., ''Praezisionswiderstaende für Gelich und Wechselstrom'', PTB-Mitteilungen, 90 26-30, (1980).
• .Koller H., ''Prazisionswiderstaende mit berechenbarem Frequenzeinfluss'', Elektrie 29, s.612-615, (1975).
• .PTB-Report, ''Widerstaende mit berechenbarem Frequenzeinfluss'', (1974).
• .Schurr J, Wood B. M., Overney F, ”Lineer frequency dependence in AC resistance measurement”, IEEE Trans. Instrum. Meas., 54 512-5, (2005).
• .Elmquist R.E., ''Calculable coaxial resistors for precision measurements'', IEEE Trans. Instrum. Meas., 49 210-5, (2000).
• .Kucera J, Vollmer E, Schurr J., Bohacek J, “Calculable resistors of coaxial design” Meas.Sc.Technol., 095104, (2009).
• .Isabellenhütte company, ''Isaohm Technical information''.
• .Semyenov Y.P., ''Bifilar AC-DC Resistor Using a Microwire'', IEEE Trans. Instrum. Meas., Vol.46, No.2, (1997).
• .Ku Y.S., Hsu C.M., Pang H.L., Hsiao J., Nakanishi ''DC & AC resistance measurements center for measurements standarts'', XVII. IMEKO World Congress, Dubrovnik, Croatia, 54 533-7, (2005).
• .Gülmez Y., Gülmez G., Turhan E., Özkan T., Çınar M., Sözen L., ”New Design of Calculable Resistor”, Precision Electromagnetic Measurements. Conference, Page 348-349, (2002).
• .Kim H.J., Lee R.D., Semenov Y.P., ”Resistor with calculable dependencies up to 1 MHz”, IEEE Trans. Instrum. Meas., Vol.56, No.2, (2007).
• .Yasuhiro N., Hiroyuki F., ''An analysis on the uncertainty of calculating the time constant of the quadrifilar reversed resisitor'', AIST Bulletin of Metrology, Vol.3, No.3, (2004).
• .Bohacek J., ”References resistors for calibration of wireband LCR meters”, XVIII Imeko Word Congress, Brazil, (2006).
• .Arnold A.H.M., Ph.D. D.Eng. Associate Member.,''Nickel-Chromium-Aluminium-Copper Resistance Wire" National Physical Laboratory, Paper No.2084M, (1956).
• .Çınar M., Dolma A., Gülmez Y.,”Bifilar Tip Hesaplanabilir AC Direncin Modellenmesi ve Gelistirilmesi”, International Union of Radio Science, KKTC, (2010).
• .Delahaye F., ”DC and AC Techniques for Resistance and Impedance Measurements”, Metrologia, 29 81, (1992).
• .Baytaroglu, S., Kesikoglu, H., Özbay H.Ö., “Metrolojide Kullanılan Temel ve Genel Terimler Sözlügü”, Ulusal Metroloji Enstitüsü, (1994).