Descripción general 4.1 Propósito El microamperímetro capacitivo de nivel femtoamperio (fA) (en lo sucesivo denominado medidor calibrado) es un instrumento que emite señales de corriente débiles desde sensores como radiación, resistencia de alto valor y vacío. La resolución de medición actual alcanza el nivel fA. 4.2 Principio y estructura De acuerdo con los diferentes principios de funcionamiento del acondicionador de señal previa, los medidores de microcorriente capacitivos se pueden dividir en tipo de muestreo capacitivo y tipo de retroalimentación capacitiva. El principio es el siguiente: Microamperímetro de CC de muestreo de capacitancia: como se muestra en la Figura 1, consiste en muestrear capacitores de bajo valor, amplificadores electrostáticos y medir la pendiente de voltaje de CC. Microamperímetro CC de retroalimentación capacitiva: Como se muestra en la Figura 2, consta de muestreo de resistencias de bajo valor, amplificadores electrostáticos y medición de pendiente de voltaje. 5 Características de medición 5.1 Apariencia Las siguientes marcas deben estar en el medidor de microcorriente capacitivo de nivel femtoamperio (fA): nombre del instrumento, modelo, nombre del fabricante y número de fábrica, fecha de fabricación, etc. 5.2 Error de indicación 5.3 Error máximo permitido 6 Condiciones de calibración 6.1 Condiciones ambientales Temperatura ambiente: (20±2)℃; Humedad relativa: (50±10)%; Fuente de alimentación: (220±22)V, (50±1)Hz; El laboratorio debe tener blindaje electromagnético y medidas antiestáticas; debe haber una conexión a tierra confiable y sin fuertes interferencias de campos electromagnéticos; la cantidad de equipos electrónicos en el laboratorio debe reducirse tanto como sea posible y la cantidad de personas en el laboratorio debe ser reducido; y el movimiento y las actividades de las personas deben minimizarse durante la calibración; Adecuado para estaciones secas La calibración, el transporte y el almacenamiento deben realizarse en envases a prueba de humedad. 6.2 Los elementos de calibración y los elementos de calibración del equipo se muestran en la Tabla 1 a continuación. El equipo estándar utilizado para la medición debe ser verificado o calibrado por una institución técnica metrológica para cumplir con los requisitos de trazabilidad. El rango de medición del equipo estándar debe cubrir el rango del medidor calibrado y tener suficiente resolución, precisión y estabilidad. La incertidumbre expandida del estándar de medición (k=2) es inferior a 1/3 del error máximo permitido del medidor calibrado. Según el método de calibración utilizado, seleccione el estándar y el equipo de soporte adecuados entre los siguientes equipos. a) Fuente estándar de corriente CC de corriente constante (o ACTIVA), como keithley6430, keithley263; b) Fuente estándar de corriente CC de voltaje constante (o PASIVA) c) Fuente de voltaje estándar de CC; d) Resistencia estándar, como keithley5156. 7 Método de calibración 7.1 Inspección de apariencia Inspección visual. 7.2 Verificación de la normalidad del funcionamiento: el medidor calibrado debe poder funcionar normalmente después de encenderlo, las diversas instrucciones deben ser precisas, las funciones de cada botón deben ser normales y la visualización de la señal de entrada debe cumplir con los requisitos. La pantalla de visualización y varios indicadores de estado (logotipos) deberían estar normales. 7.3 Error de indicación de medición actual/error máximo permitido Para garantizar el rendimiento estable del medidor calibrado, debe colocarse en las condiciones ambientales especificadas durante más de 2 horas y precalentarse de acuerdo con las instrucciones y las necesidades de trabajo reales. El cable de conexión o adaptador que transmite la señal debe reducir la tensión tanto como sea posible, mantener el estado relativamente fijo tanto como sea posible y evitar vibraciones de la superficie de trabajo. 7.3.1 Selección de puntos de calibración: Seleccione de 3 a 5 puntos de calibración uniformemente para cada rango del medidor que se está calibrando, incluidos los puntos de 10%, 50% y 100% del rango. Nota: Los puntos de calibración también se pueden seleccionar según las necesidades del cliente. 7.3.2 El método de calibración directa utiliza una fuente de corriente estándar CC de corriente constante (o ACTIVA) para calibrar directamente el medidor que se va a calibrar. Este método es adecuado para la calibración de medidores del tipo de muestreo de capacitancia y del tipo de retroalimentación de capacitancia que se van a calibrar. Utilice una fuente de corriente estándar CC de voltaje constante (o PASIVA) para calibrar directamente el medidor que se está calibrando. Este método solo es adecuado para la calibración del medidor de tipo de retroalimentación capacitiva que se va a calibrar, y no es adecuado para la calibración del medidor de tipo de muestreo capacitivo que se va a calibrar. Los pasos de calibración son los siguientes: (1) Como se muestra en la Figura 3, use una línea de prueba de bajo ruido para conectar el extremo de salida de la fuente de corriente estándar al extremo de entrada del medidor que se está calibrando a través del adaptador. La fuente estándar debe estar en estado de blindaje protector pasivo o blindaje desprotegido (UNGUARD). (2) Configure la salida de la fuente estándar en 0 y envíela. Después de que la lectura del medidor calibrado sea estable, borre el medidor calibrado; (3) Configure el valor de corriente de salida de la fuente de corriente estándar de acuerdo con el punto de calibración seleccionado de acuerdo con el rango del medidor calibrado Ir. (4) Encienda la salida de la fuente de corriente estándar y, después de que la lectura del medidor calibrado sea estable, lea el valor indicado calibrado. (5) Registre el valor de configuración de la fuente de corriente estándar Ir y el valor indicado calibrado It. (6) El error de indicación del medidor calibrado es: 7.3.3 El método de calibración indirecta se muestra en la Figura 4, utilizando una fuente de voltaje estándar y una resistencia estándar para calibrar el medidor calibrado. Este método solo es aplicable a la calibración del medidor de tipo de retroalimentación capacitiva que se va a calibrar, y no es aplicable a la calibración del medidor de tipo de muestreo de capacitancia que se va a calibrar. Los pasos de calibración son los siguientes: (1) Conecte como se muestra en la Figura 4. (2) Seleccione una resistencia estándar de alto valor con la resistencia adecuada según el rango del medidor que se está calibrando. Ajuste la salida de la fuente de voltaje estándar de CC de acuerdo con el punto de calibración seleccionado y lea el valor de indicación del medidor calibrado. Según el punto de calibración seleccionado, calcule según la fórmula y configure la salida de la fuente de voltaje estándar de CC. (3) Después de que la lectura del medidor calibrado sea estable, lea el valor indicado calibrado. (4) El error de indicación del medidor calibrado es: 8.1 Procesamiento de los resultados de la calibración Los microamperímetros capacitivos de nivel femtoamperio (fA) calibrados deben recibir un certificado de calibración. El formulario de registro de resultados de calibración del certificado de calibración se puede encontrar en el Apéndice A. 8.2 Ciclo de calibración Se recomienda que el intervalo de recalibración de los microamperímetros capacitivos de nivel femtoamp (fA) sea de un año. Apéndice B (Apéndice normativo) Ejemplo de evaluación de la incertidumbre de calibración
T/BEA 43004-2023 Historia
2023T/BEA 43004-2023 Especificación de calibración del medidor de corriente baja de capacitancia de nivel fA