Оцінка довготривалого дрейфу еталонів індуктивності
DOI:
https://doi.org/10.24027/2306-7039.1.2024.300926Ключові слова:
довготривалий дрейф; еталон індуктивності; невизначеність вимірювання; поліноміальна регресія; експоненційне зважене ковзне середнєАнотація
Вимірювання індуктивності є важливим у багатьох галузях, особливо в електроніці, електротехніці, радіотехніці тощо. Індуктивність часто є важливим параметром у широкому діапазоні застосувань, таких як радіопередавачі, схеми живлення, магнітно-резонансні імпульсні джерела. Точність індуктивності впливає на якість продукції, особливо в пристроях, де використовуються котушки індуктивності, наприклад фільтри, трансформатори, інвертори тощо. Високоточні вимірювання індуктивності використовуються для контролю якості продукції, щоб переконатися, що вироблені пристрої відповідають встановленим специфікаціям і стандартам.
Дрейф є небажаною властивістю всіх засобів вимірювання та еталонів протягом їхнього життєвого циклу. Аналіз інструментального дрейфу еталонів має велике значення в метрології. Надійний облік дрейфу відіграє важливу роль у підтримці точності вимірювань. Для електричних еталонів довгостроковий дрейф є передбачуваним. Проведено аналіз видів дрейфу та основних методів його оцінки еталонів між їх калібруваннями. Невизначеність дрейфу можна оцінити на основі історії послідовних калібрувань, а за відсутності такої історії можна зробити оцінку порядку величини невизначеності калібрування.
Наведено результати оцінки довготривалого дрейфу еталонів індуктивності для високоточного калібрування засобів вимірювання та еталонів двома методами: діаграмами поліноміальної регресії та діаграмами експоненційного зваженого ковзного середнього (EWMA). Графіки EWMA зменшують відставання, властиве традиційним ковзним середнім, надаючи більшої ваги останнім спостереженням. Показано, що використання діаграм EWMA порівняно з регресійним аналізом демонструє більшу чутливість до змін дрейфу в останні роки спостережень. Це дозволяє лабораторії враховувати цей фактор при калібруванні засобів вимірювання та еталонів.
Посилання
Sarul M. et al. Measurement of the inductance of a coil with core at different currents by a dc chopper. Electrical Engineering, 2000, vol. 82, pp. 273–277. doi:https://doi.org/10.1007/s002020000036
Ertan H.B., Sahin I. Inductance Measurement Methods for Surface-Mount Permanent Magnet Machines. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2023, vol. 72, 2000116, pp. 1–16. doi:https://doi.org/10.1109/TIM.2022.3225048
Impedance Measurement Handbook. A Guide to Measurement Technology and Techniques. 6th Edition. Keysight Technologies, 2020. 153 p. Available at: https://www.keysight.com/us/en/assets/7018-06840/application-notes/5950-3000.pdf
Horska J., Horsky J. Precision inductance measurement on high precision capacitance bridge. 2008 Conference on Precision Electromagnetic Measurements Digest, Broomfield, USA, 2008, pp. 572–573. doi:https://doi.org/10.1109/CPEM.2008.4574908
Yonenaga A., Nakamura Y. Simple Inductance Measurement Method Using a Commercial LCR Meter. IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials, 2005, vol. 125, issue 6, pp. 544–548. doi:https://doi.org/10.1541/ieejfms.125.544
NIST/SEMATECH. e-Handbook of Statistical Methods. NIST, 2006. Available at: http://www.itl.nist.gov/div898/handbook/
JCGM 200:2012. International vocabulary of metrology – Basic and general concepts and associated terms (VIM). 3rd edition. 2012. 108 p.
ISO/IEC 17025:2017. General requirements for the competence of testing and calibration laboratories. 2017. 30 p.
EA-4/02 М. Evaluation of the Uncertainty of Measurement in Calibration. 2013. 75 p.
Velychko O., Gordiyenko T. Estimating the long-term drift of travelling measurement standards for comparisons. Ukrainian Metrological Journal, 2023, no. 4, pp. 9–15. doi:https://doi.org/10.24027/2306-7039.4.2023.298632
Volodarsky Е.Т., Pototskiy I.O. Theoretical substantiation and application of CUSUM-charts. Proceedings of 2019 IEEE 8th International Conference on Advanced Optoelectronics and Lasers (CAOL), 2019, pp. 636–639. doi:https://doi.org/10.1109/CAOL46282.2019.9019546
Velychko O., Gordiyenko T. Evaluation of the long-term drift of measuring instruments and standards using time series. 26th IMEKO TC4 International Symposium and 24th International Workshop on ADC/DAC Modelling and Testing (IWADC), Pordenone, Italy, 2023, pp. 1–5. doi:https://doi.org/10.21014/tc4-2023.01
Jones L.A., Champ C.W., Rigdon S.E. The Performance of Exponentially Weighted Moving Average Charts with Estimated Parameters. Technometrics, 2001, vol. 43, issue 2, pp. 156–167. doi:https://doi.org/10.1198/004017001750386279
Dierikx E. et al. Final report on the supplementary comparison EURAMET.EM-S26: inductance measurements of 100 mH at 1 kHz (EURAMET project 816). Metrologia, 2012, vol. 49(1A), 01002. doi:https://doi.org/10.1088/0026-1394/49/1A/01002
Kölling A. Final report on EUROMET comparison EUROMET.EM-K3: a 10 mH inductance standard at 1 kHz. Metrologia, 2011, vol. 48(1A), 01008. doi:https://doi.org/10.1088/0026-1394/48/1A/01008
Callegaro L. EUROMET.EM-S20: Intercomparison of a 100 mH inductance standard (Euromet Project 607). Metrologia, 2007, vol. 44(1A), 01002. doi:https://doi.org/10.1088/0026-1394/44/1A/01002
Moreno J.A. et al. SIM.EM-K3 Key comparison of 10 mH inductance standards at 1 kHz. Metrologia, 2016, vol. 53(1A), 01002. doi:https://doi.org/10.1088/0026-1394/53/1A/01002
Velychko O., Shevkun S. Final report on COOMET supplementary comparison of inductance at 10 mH and 100 mH at 1 kHz (COOMET.EM-S14). Metrologia, 2016, vol. 53(1A), 01009. doi:https://doi.org/10.1088/0026-1394/53/1A/01009
Velychko O. et al. Final Report on GULFMET Supplementary Comparison of Inductance at 10 mH and 100 mH at 1 kHz (GULFMET.EM-S4). Metrologia, 2019, vol. 56(1A), 01013. doi:https://doi.org/10.1088/0026-1394/56/1A/01013
Kim H.J. et al. Establishment of a National Primary Inductance Standard Unit. KIEE International Transactions on Electrical Machinery and Energy Conversion Systems, 2005, vol. 5B, issue 3, pp. 283–288. Available at: https://koreascience.kr/article/JAKO200504840799356.page
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
ПОЛІТИКА, ЯКА РЕКОМЕНДУЄТЬСЯ ЖУРНАЛАМ, ЩО ПРОПОНУЮТЬ ВІДКРИТИЙ ДОСТУП З ЗАТРИМКОЮ
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи, яка через 12 місяців з дати публікації автоматично стає доступною на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
