Ez a fejezet a DC feszültségkalibrálás laboratóriumi megvalósítását nem kezelési útmutatóként, hanem mérési rendszerként tárgyalja. A cél a fizikai hatások, a mérési modell és az ISO/IEC 17025 szerinti bizonyítékok összekapcsolása.
Az integráló mérés lényege
A precíziós DMM nem pillanatnyi feszültséget „olvas le”. A bemenetet meghatározott időablakban integrálja, így a zaj és a hálózati zavar egy része átlagolódik. A mérési eredmény ezért mindig a beállított integrációs idő, triggerelés és szűrés függvénye.
Dual-slope konverter
A klasszikus dual-slope módszer először ismert ideig integrálja a bemenetet, majd referenciafeszültséggel visszaintegrálja a nulláig. A visszaintegrálás ideje arányos a bemenettel. Előnye a kiváló linearitás és a referencia időarányos összehasonlítása; hátránya a sebességkorlát.
Multislope és töltéskiegyenlítés
A modern 7½–8½ digites műszerek több meredekséget, töltéscsomagokat és digitális korrekciót alkalmaznak. A mérési cikluson belül pozitív és negatív referenciaimpulzusok tartják kontroll alatt az integrátort. A kalibráló számára ez azért fontos, mert a linearitás, a bemeneti szint és az integrációs idő kölcsönhatása nem mindig egyszerű.
Sigma–delta architektúra
A sigma–delta konverter nagy túlmintavételezéssel és zajformálással dolgozik. Kiváló felbontást adhat, de a digitális szűrő miatt a settling, a korrelált minták és a lépcsőválasz külön figyelmet igényel. Gyors tartományváltás után az első kijelzések még nem feltétlenül képviselik az egyensúlyi értéket.
NPLC és hálózati elnyomás
Az NPLC az integrációs időt a hálózati periódushoz viszonyítja. Egész számú NPLC jó elnyomást adhat az alapfrekvencián, de csak akkor, ha a műszer helyes hálózati frekvenciára van konfigurálva és a zavar stabil. Rövid NPLC javítja a sebességet, de növeli a zajt és gyengíti az elnyomást.
Autozero és offset
Autozero módban a műszer rendszeresen belső nullmérést végez, és korrigálja az erősítő ofszetét. Kikapcsolva gyorsabb lehet, de a nullpont driftje közvetlenül megjelenik. Kalibráláskor a mérési módot rögzíteni kell, mert ugyanaz a műszer Autozero ON és OFF állapotban más metrológiai rendszert jelent.
Settling és mintavételi protokoll
Tartomány-, polaritás- vagy szintváltás után várakozási idő szükséges. A helyes protokoll nem fix másodpercérték, hanem az eredményváltozás vizsgálata: a labor akkor kezdje az adatgyűjtést, amikor a maradék trend a célbizonytalansághoz képest elhanyagolható.
Kalibrálási következmények
A kalibrálási bizonyítványban vagy munkalapon rögzíteni kell az NPLC-t, autozero állapotot, triggerelést, szűrést és a minták számát. Ezek nélkül az eredmény nehezen reprodukálható, a gyártói specifikációval való összevetés pedig akár hibás is lehet.
A labor gyorsítás céljából 0,02 NPLC beállítással mér, majd az eredményt az 1 vagy 10 NPLC-re megadott specifikációval értékeli. Ez módszertani eltérés, nem pusztán „nagyobb zaj”.