A fejezet a váltakozó feszültséget nem pusztán kijelzett számként, hanem időfüggő jelként, energiahordozóként és frekvenciafüggő mérési rendszerként kezeli.
Miért szükséges az AC–DC transzfer?
Az egyenfeszültség kvantumetalonnal rendkívül pontosan megvalósítható. Az AC feszültséget ezért gyakran úgy vezetik vissza, hogy egy termikus konverterben az AC és DC jel azonos hőhatást hozzon létre. A két bemeneti érték különbsége adja az AC–DC transzferkülönbséget.
A termikus konverter működése
A fűtőellenálláson disszipált teljesítmény hőmérséklet-emelkedést okoz, amelyet termoelem vagy több termoelem érzékel. Ideális négyzetes viselkedésnél a kimenet a bemeneti feszültség RMS-ével arányos. A valós rendszerben azonban termoelektromos, hővezetési és elektromos frekvenciafüggő hatások jelennek meg.
Single-junction és multijunction rendszerek
Az egycsomópontos konverter egyszerű, de alacsony kimeneti jelszintű és érzékenyebb a termoelektromos aszimmetriára. A multijunction thermal converter több sorba kapcsolt termoelemmel nagyobb kimenetet és jobb jel-zaj viszonyt ad, miközben a vékonyfilmes kialakítás javítja a hőszimmetriát.
A transzferkülönbség definíciója
A δ transzferkülönbséget jellemzően relatív mennyiségként adják meg. Előjele a labor definíciójától függhet, ezért az eljárásban egyértelmű konvenció szükséges. A DC polaritásváltás csökkenti a termoelektromos és Peltier-hatásokból eredő aszimmetriát.
Frekvenciafüggő hibák
Alacsony frekvencián a hőpulzáció és a konverter termikus időállandója dominálhat. Közepes frekvencián a transzferkülönbség minimuma érhető el. Magas frekvencián a fűtőelem induktivitása, kapacitása, skin-hatás, dielektromos veszteség és csatlakozási geometria válik meghatározóvá.
Koaxiális definíció és csatlakozási sík
Nagy pontosságú AC metrológiában a feszültség nem absztrakt pontpár, hanem meghatározott koaxiális referencia-síkhoz kapcsolódó mennyiség. Az adapter, kábel és csatlakozó a mérési rendszer része; a transzferstandard kalibrálási állapota csak azonos konfigurációban vihető át.
Bizonytalanság és laboratóriumi használat
A modell tartalmazza a DC referencia bizonytalanságát, a konverter ismételhetőségét, a polaritás-aszimmetriát, a frekvenciafüggő korrekciót, a kapcsoló- és kábelhatásokat, a forrásstabilitást és a termikus settlinget. Az AC–DC transzfer nem egyszerű „mérés”, hanem összehasonlító szekvencia.
A labor a konverter bizonyítványában szereplő korrekciót alkalmazza, de nem igazolja, hogy a kábel, adapter, bemeneti impedancia és referencia-sík megegyezik a kalibrálási konfigurációval.