5.1.2. Меры напряжения постоянного тока.

Единица напряжения в системе единиц SI является производной величиной и определяется как отношение единицы мощности к единице тока. Однако на практике единица напряжения производится независимо, так как меры напряжения более удобны исходя из всех критериев (простота, стабильность во времени), предъявляемых к мерам физических величин. Поэтому именно к мерам постоянного напряжения приводятся все энергетические и силовые (амплитудные) величины, применяемые в электрорадиоизмерениях.

В современных РИП в качестве мер напряжения применяют исключительно стабилитроны на полупроводниковых диодах. Стабилитрон – это элемент, обладающий характеристикой зависимости напряжения от тока, рис. 5.2.

Рис. 5.2 ВАХ стабилитрона.

Такая характеристика реализуется из-за полевого или лавинного пробоя р-n перехода в легированном кремнии. Начиная с некоторого значения обратного напряжения возникает лавинный пробой, так что напряжение на переходе слабо изменяется при изменении тока, то есть дифференциальное сопротивление перехода очень мало. Для десятков различных типов стабилитронов с напряжения стабилизации перекрывают диапазон от 2 В до 200 В и более. Важнейшая характеристика стабилитронов - температурный коэффициент напряжения (ТКН), характеризующий зависимость напряжения стабилизации при заданном токе от температуры, . Наилучшие стабилизаторы имеют . Специальным подбором диодов с разными знаками ТКН можно добиться уменьшения результирующего ТКН цепи еще в 20-100 раз. Разместив стабилитроны в специальном термостате, температура в котором поддерживается в пределах ±0,01˚С, можно добиться ТКН меры от до . Полупроводниковые стабилизаторы обладают высокой стабильностью во времени. За год может быть достигнуто измерение напряжения стабилизации менее .

Стабильность лучщих мер напряжения на стабилитронах контролируется при помощи исходных эталонов, построенных на основе эффекта Джозефсона, которые имеют относительные погрешности порядка .

5.1.3. Меры сопротивления на постоянном токе.

Меры сопротивления образуются не на основе стабильных физических явлений или процессов, но на основе стабильных свойств определенных материалов. Наилучшими мерами сопротивления являются проволочные сопротивления – катушки из сплавов металлов типа манганина, характерных весьма малыми зависимостями удельного сопротивления от температуры, а также высокой долговременной стабильностью. Исходные, то есть самые точные эталоны, имеют температурный коэффициент сопротивления порядка . Размещая катушки из таких материалов в термостатах, в которых температура поддерживается в пределах нескольких сотых градуса, добиваются стабильности и повторяемости эталонов в пределах . При помощи таких эталонов определяют свойства рабочих эталонов сопротивления и встроенных мер, в качестве которых применяют резисторы, изготовляемые по специальным технологиям.

5.1.4. Меры емкости.

В качестве мер емкости используют разнообразные виды конденсаторов, отличающиеся конструкцией и номинальными значениями, например, воздушные расчетные конденсаторы, слюдяные и другие. Основные требования к конденсаторам – мерам – это стабильность во времени и под воздействием внешних условий, малые активные потери, независимость емкости от приложенного напряжения. Меры емкости широко применяются при измерениях на низких частотах от 10 Гц до  Гц. В радиодиапазоне меры емкости используются в измерителях емкости, но чаще – для создания мер производных единиц – добротности, фазового сдвига, скорости изменения линейно изменяющихся напряжений, мер частоты низкой точности в виде резонансных контуров, а также в качестве масштабных преобразователей – делителей переменных напряжений. Погрешность рабочих эталонов – мер емкости – от 0,01 % до 1 %. Для применения в радиоизмерительных приборах погрешность 0,01 % считается приемлемой для самых точных приборов. Меры емкости применяются в виде как однозначных мер – конденсаторов с известными номинальными значениями, так и в виде многозначных мер в виде магазинов (наборов) емкостей.