Noix sur Volts

Parmi les multimètres Un instrument se tient loin et au-dessus du reste. Un objet souhaité pour sa précision, sa résolution et sa beauté d’ingénierie de cisaillement. Je parle bien sûr du HP 3458A. C’est vrai, pas de frappe, pas même d’Agilent (bien sûr, cela va aussi par ces marques). Le 3458A a été libéré en 1989, quand HP était encore … bien … HP. Un mètre élégant d’un âge plus civilisé. En tant que documents de journal HP, le 3458A était un exploit d’ingénierie significatif et est resté en production (et en grande partie) au cours des 26 dernières années.

Mais quoi, vous pourriez demander, fait du 3458A un instrument aussi important et souhaitable? Tout est dans les chiffres. Le 3458A est l’un des quelques multi-immeubles de 8,5 chiffres disponibles. Il est donc sensible aux déflections de microvolts sur des mesures de 10 volts. C’est cette capacité à distinguer de minuscules changements sur de grands signaux qui définissent des multimètres de haute précision. Pensez à peser un éléphant et à pouvoir compter le nombre de mouches qui atterrissent sur le dos par le changement de poids. Le 3458A accomplit un exploit similaire.

Bien que de nombreux ingénieurs puissent désirer le 3458A, il s’agit d’un objet de fascination à un groupe particulier. Je parle bien sûr de la cousine de la noix de temps … la noix de volt. Les écrous de temps se trouvent souvent obligés de mener des mesures de tension très précises afin de calibrer leurs normes de fréquence de précision et ont ainsi engendré une liste de diffusion distincte pour discuter de ces sujets. Une grande partie de la discussion sur ces centres de liste autour des 3458a, comment calibrer une, des mesures de stabilité à long terme et comment prendre soin de leurs mètres bien-aimés. Et bien sûr, les rapports sur le score de vente aux enchères occasionnel (je dois admettre ceux-ci de regarder jalousement, après avoir passé des heures à rouler eBay pour une bonne affaire et sonner de nombreux magasins excédentaires).

Au cœur de la 3458A se trouve une référence de tension de précision. Les références de tensions sont en principe des appareils assez simples, leur objectif est de produire à tout moment une tension stable précise exacte d’une valeur connue. Les références ont de nombreuses applications, mais dans le 3458a, il est utilisé dans le cadre de sa multitude ADC. La tension d’entrée est effectivement comparée à la présente valeur de référence afin de déterminer la tension d’entrée. Son exactitude est donc d’une importance primordiale.

Rouler votre propre référence de précision

Boîtier de référence basé sur LTZ1000
Le LTZ1000 est une référence Zener intacte. Vous connaissez sans aucun doute que les diodes Zener Diodes et leurs applications de serrage (si elles ne sont pas afrotechmods ont un didacticiel formidable). C’est leur capacité à “pincer” une tension d’entrée à une valeur inférieure spécifique qui les rend optimales pour une utilisation en tant que références. La tension de «pince» de la pince de Zeners varie avec la température. Pour une meilleure stabilité, le LTZ1000 utilise donc un appareil de chauffage résistif sur la maille pour maintenir la diode à une température constante (un peu comme un oscillateur à goutement).

Le LTZ1000 a trouvé sa faveur avec des Voltnuts cherchant à construire des références de précision en utilisant cette partie. Certains ont utilisé la carte de référence de la 3458A. Mais d’autres, comme l’étain ont conçu leur propre. TIN a documenté son travail dans des détails exquis sur les forums EEVBLOG, décrivant non seulement la disposition du PCB, mais également une modélisation thermique étendue. C’est ce que vous voyez sur la photo ci-dessus.

Conseil basé sur LTZ1000 d’Izumo
Izumo Sangyouza a également construit des références LTZ1000. Bien que contrairement aux boîtes, peu de détails sont disponibles, les planches ont l’air géniale cependant et bien que les postes de forum sont en chinois, les vidéos incluaient des témoignages de la précision de ses références. Mais le blog d’Izumo tient une surprise supplémentaire pour l’écrou Avid Volt. La photo ci-dessous dit peut-être que tout ce qui doit être dit.

Le chiffre multimédiote ci-dessous utilise l’AD5791 de concert avec une référence stable pour fournir une précision incroyable. Bien que le message ne spécifie pas, c’est un pari sûr que l’un des conseils de référence de la tension LTZ1000 de Izumo est utilisé dans ce cas. Ayant récemment joué avec l’AD5791, je ne peux que tenir compte du travail d’Izumo.

Regardez tous ces beaux chiffres

Un azote liquide incroyable référence Josephson Junction et HP 3458A

Le LTZ1000 est la meilleure référence généralement disponible et le 3458A le meilleur mètre. Mais une question reste, qu’est-ce que vous utilisez pour l’calibrer?

Étalonnage

La réponse est de se tourner vers la physique de base, dans ce cas, la jonction Josephson. La jonction Josephson est formée de deux supraconducteurs séparés par une mince barrière isolante. Lorsqu’elles sont refroidies avec un hélium liquide, ces jonctions présentent des comportements non linéaires complexes, de sorte qu’une fréquence appliquée à la jonction puisse être convertie en une tension précise. Heureusement, la production de fréquences très précises est une chose devenue très bonne. Les normes de césium (appelées horloges atomiques) sont utilisées avec la jonction Josephson pour créer des références de tension très précises.

L’IEEE a créé une vidéo sur la physique de base et l’évolution de la jonction Josephson. À travers les efforts de la Division de la métrologie électrique quantique et des autres, cLes hanches incorporant des milliers de telles jonctions sur un seul appareil ont été fabriquées et fournissent des valeurs standard précises à l’intérieur des nanovolts. Cette propriété physique de base est maintenant utilisée pour calibrer tous les multimètres de précision.

Le kilogramme électronique

Il y a une dernière torsion dans l’histoire de la Noix Volt. Bien que la plupart de nos normes de mesure soient basées sur une propriété physique fondamentale, le kilogramme standard est un morceau de métal qui se trouve dans une voûte à Paris. Ceci est bien sûr, assez insatisfaisant. Plus de centaines d’années que ce morceau de métal est assis, il a perdu la masse car elle a été nettoyée et manipulée.

Les communautés de normes cherchent maintenant à remplacer cela par un “kilogramme électronique”. Leur système équilibre la puissance mécanique d’un poids sous la gravité et la force exercée par un électroaimant. Cette alimentation électrique est bien sûr mesurée en termes de Volt Standard Josephson.

Brian Josephson a remporté le prix Nobel pour ses contributions au développement de la référence de jonction Josephson, ce qui en fait peut-être la noix de volt ultime. Mais pour l’instant, de telles références se trouvent en dehors du domaine du pirate informatique moyen. Peut-être qu’un jour, comme des horloges atomiques devant eux, les applications industrielles conduiront le prix de manière à ce que chaque écrou volt puisse avoir leur propre standard. Jusque-là, la quête se passe jamais sur.