Volt et ampère standard

Une question récente sur ici sur la façon de calculer la précision d'un circuit m'a fait penser à l'étalonnage en général.

En particulier, en tant qu'EE, nous utilisons régulièrement des volts et des ampères comme une unité et pourtant ce sont des choses assez vagues et difficiles à quantifier.

Autrefois, un volt était défini par une "cellule standard" gardée enfermée quelque part dans une chambre forte, mais qui a changé pour utiliser la "norme de tension Josephson" qui est un système complexe qui utilise une puce de circuit intégré supraconductrice fonctionnant à 70– 96 GHz pour générer des tensions stables qui ne dépendent que d'une fréquence appliquée et de constantes fondamentales.

Ce dernier n'est pas exactement quelque chose que l'on pourrait jeter ensemble dans un sous-sol, ou même dans les départements d'ingénierie de test de la plupart des entreprises.

L'Ampère est pire. Il est défini dans SI comme "Ce courant constant qui, s'il était maintenu dans deux conducteurs parallèles droits de longueur infinie, de section circulaire négligeable, et placé à un mètre l'un de l'autre dans le vide, produirait entre ces conducteurs une force égale à 2 × 10 −7 newtons par mètre de longueur. "

Je n'ai aucune idée de comment quelqu'un pourrait mesurer cela.

L'ohm était auparavant défini par une hauteur et un poids spécifiques de mercure, mais cela a été abandonné au profit d'une unité dérivée de 1V et 1A.

Tout cela m'amène à me demander quelle part de ce que nous utilisons est calibrée par rapport au compteur de quelqu'un d'autre. Et combien de ces compteurs sont calibrés pour ceux de quelqu'un d'autre ... et ainsi de suite. On dirait un grand château de cartes.

Y a-t-il une sorte de norme intermédiaire de mesures ou d'équipement que vous pouvez acheter pour l'utiliser comme références étalonnées pour 1V, 1A et 1R? (De toute évidence, vous n'en avez besoin que de deux.)

Question bonus: existe-t-il une sorte d'autocollant de certification à rechercher lors de l'achat d'un compteur ou d'un autre équipement qui indique qu'il est effectivement testé aux valeurs SI réelles par rapport à, par exemple, un Fluke?

Tout cela m'amène à me demander, combien de ce que nous utilisons est calibré au compteur de quelqu'un d'autre. Et combien de ces compteurs sont calibrés pour ceux de quelqu'un d'autre .. et ainsi de suite. On dirait un grand château de cartes.

et...

Existe-t-il une sorte d'autocollant de certification à rechercher lors de l'achat d'un compteur ou d'un autre équipement qui indique qu'il est effectivement testé aux valeurs SI réelles par rapport à un test Fluke par exemple ...

Vous avez décrit précisément ce qui se passe. Vous n'avez pas besoin d'avoir un «étalon d'or» exotique, cher, dans le laboratoire interne de votre entreprise, tant que vous avez une traçabilité d'étalonnage certifiée (si vous en avez besoin) jusqu'à un laboratoire accrédité qui l'a réellement.

Et oui, ils ont effectivement mis dans votre instrument un autocollant délivré par le laboratoire accrédité, avec la date d'expiration de la validité de l'étalonnage. Je l'ai vu moi-même.

En interne, vous vous retrouverez dans l'une de ces situations:

Je me souviens que lorsque je travaillais dans l'industrie aérospatiale, nous devions faire calibrer tous les instruments de mesure, avec leur autocollant et leurs certificats d'étalonnage traçables et la documentation associée. Les procédures d'essai («normes de travail»), les instruments à utiliser et leur traçabilité d'étalonnage devaient tous être documentés de manière exhaustive et soumis à l'approbation du client bien avant que des tests de livraison réels soient effectués sur le produit.

Bien sûr, chaque industrie a ses propres exigences et niveaux de qualité. Je ne pense pas que quiconque puisse raisonnablement s'attendre à ce qu'un fabricant chinois de multimètres bon marché dispose d'un tel programme d'étalonnage, car cela n'aurait aucun sens pour eux ou pour leurs clients.

Retour à la chaîne de traçabilité: les laboratoires nationaux de métrologie dans la figure ci-dessus sont les instituts nationaux de métrologie. Le NMI pour les États-Unis est le NIST. Un examen plus approfondi de la "chaîne alimentaire" de la métrologie est illustré dans la figure ci-dessous, au cas où vous vous poseriez la question:

Source d'images: Calibration et traçabilité dans la technologie de mesure

Existe-t-il une sorte d'autocollant de certification à rechercher lors de l'achat d'un compteur ou d'un autre équipement indiquant qu'il est effectivement testé aux valeurs SI

Si vous achetez vos instruments auprès de Keysight ou Tek ou d'autres marques de haute qualité, ils offriront un certificat d'étalonnage traçable NMI comme option à coût supplémentaire. Si vous avez vos étalonnages périodiques effectués dans un laboratoire de haute qualité, ils offriront un certificat similaire

Si vous ne commandez pas ce certificat, votre instrument sera probablement toujours testé avec les mêmes procédures, mais le vendeur n'assumera pas la responsabilité de conserver des enregistrements de ce test et de ses résultats.

Je sais que dans mon secteur, nos clients vérifient régulièrement notre site de fabrication et vérifient que tous les instruments utilisés sur notre ligne de test ont des certificats d'étalonnage traçables.

vs testé contre disons un Fluke ...

Il peut toujours s'agir d'un étalonnage traçable, si le Fluke possède un certificat valide. Bien sûr, chaque pas loin de l'étalon primaire augmente les erreurs possibles propagées de mesure en mesure, réduisant la précision que vous seriez en mesure de revendiquer pour l'instrument testé.

Tout cela m'amène à me demander, combien de ce que nous utilisons est calibré au compteur de quelqu'un d'autre. Et combien de ces compteurs sont calibrés pour ceux de quelqu'un d'autre .. et ainsi de suite. On dirait un grand château de cartes.

Au sommet du tas de métrologie se trouvent les étalons de référence appartenant aux laboratoires nationaux de normalisation. Et ceux-ci ne sont en effet principalement testés que par comparaison les uns avec les autres. Par exemple, le NIST vérifie la précision de son horloge atomique en la comparant aux horloges atomiques entretenues par la British Standards Institution, l'Association Française de Normalisation, le Chinese National Institute of Metrology, etc. C'est parce que lorsque vous faites le plus instrument précis dans le monde pour certaines mesures, la seule chose à comparer avec les tentatives des autres pour produire la même chose.

L'étiquette que vous voulez est "traçable au NIST" (au moins aux USA).

L' Institut national des normes et de la technologie maintient des étalons primaires, et tous les autres étalons (dans les laboratoires d'étalonnage, etc.) sont périodiquement vérifiés par rapport à eux, directement ou indirectement. Si vous vous souciez de la précision absolue de vos instruments, vous aurez une documentation qui décrit toutes les étapes par lesquelles vos étalonnages peuvent être retracés jusqu'au NIST. Cela comprendrait les normes ou les instruments de transfert utilisés, ainsi que depuis combien de temps chacun a été vérifié par rapport à la norme supérieure suivante dans la chaîne.