izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2023-5-47-51izmertech-1706Research ArticleЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯELECTROMAGNETIC MEASUREMENTSРезисторы С5-60 в метрологической практике: опыт использованияResistors C5-60 in metrological practice: experience of usehttps://orcid.org/0000-0003-1391-6037СеменчинскийС. Г.SemenchinskiyS. G.

Сергей Георгиевич Семенчинский

Москва

Sergey G. Semenchinskiy

Moscow

semench-vm@vniims.ruВсероссийский научно-исследовательский институт метрологической службыРоссияRussian Research Institute for Metrological ServiceRussian Federation202308062023054751Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1706

Поиск новых типов резисторов, которые потенциально можно было бы использовать для долговременного хранения значения электрического сопротивления с предельно достижимой точностью, всегда был актуальной задачей метрологии. В настоящей работе исследована проблема выбора резистора для передачи и хранения единицы электрического сопротивления при создании эталона ома на основе квантового эффектаХолла в промежутке временимежду воспроизведениями единицы. Обоснован выбор резисторов С5-60, которые изначально не были предназначены для применения в качестве эталонов высших ступеней поверочной схемы электрического сопротивления. В 1990–2022 гг. проведены подробные экспериментальные исследования, включая исследования долговременной стабильности, резисторов типа C5-60. Некоторые из исследованных резисторов входят в состав Государственного вторичного эталона единицы электрического сопротивления в диапазоне значений от 0,1 Ом до 13 кОм на основе квантового эффекта Холла. Проведены сравнения исследованных резисторов с мерами сопротивления, традиционно используемыми для создания эталонов единицы электрического сопротивления. Установлено, что резисторы С5-60 имеют малый температурный коэффициент сопротивления, их легко термостатировать без термостатированной масляной ванны. Долговременная стабильность резисторов С5-60 оказалась уникально высокой и позволяет применять эти резисторы как разрядные эталоны для хранения единицы электрического сопротивления. 

The search for new types of resistors that could potentially be used for long-term storage of electrical resistance values with the highest attainable accuracy has always been an urgent task of metrology. In this paper, we have studied the problem of choosing a resistor for transmitting and storing a unit of electrical resistance when creating an ohm standard based on the quantum Hall effect in the time interval between reproductions of a unit. The choice of resistors of the C5-60 type, which were not originally intended for use as standards of higher levels of the electrical resistance verifi cation circuit, is justifi ed. In 1990–2022 detailed experimental studies, including studies of long-term stability, of C5-60 type resistors have been carried out. Some of the investigated resistors are included in the State secondary standard of electrical resistance unit in the range of values from 0.1 Ohm to 13 kOhm based on the quantum Hall effect. Comparisons of the investigated resistors with resistance measures traditionally used to create standards for the unit of electrical resistance are carried out. It has been established that C5-60 resistors have a low temperature coeffi cient of resistance, they are easy to thermostat without a temperature-controlled oil bath. The long-term stability of the C5-60 resistors turned out to be uniquely high and allows these resistors to be used as standards for storing a unit of electrical resistance.

эталонединица величинырезистормера сопротивлениядолговременная стабильностьтемпературная зависимость сопротивленияэлектрическое сопротивлениеstandardunit of magnituderesistormeasure of resistancelong-term stabilitytemperature dependence of resistanceelectrical resistanceReferencesVon Klitzing K., Dorda G., Pepper M., Physical Review Letters, 1980, vol. 45, no. 6, pp. 494–497. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.45.4942Von Klitzing K., Dorda G., Pepper M., Physical Review Letters, 1980, vol. 45, no. 6, pp. 494–497. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.45.4942Von Klitzing K., Chakraborty T., Kim P. et al. Nature Reviews Physics, 2020, vol. 2(8), pp. 397–401. https://doi.org/10.1038/s42254-020-0209-1Von Klitzing K., Chakraborty T., Kim P. et al. Nature Reviews Physics, 2020, vol. 2(8), pp. 397–401. https://doi.org/10.1038/s42254-020-0209-1Пудалов В. М., Семенчинский С. Г., Краснополин И. Я. Установка на основе квантового эффекта Холла и перспективы ее использования в эталоне единицы электрического сопротивления // Измерительная техника. 1988. № 3. C 3–7. https://doi.org/10.1007/BF00865075 ]Pudalov V. M., Semenchinskii S. G., Krasnopolin I. Ya. Measurement Techniques, 1988, vol. 31, no. 3, pp. 195–199. https://doi.org/10.1007/BF00865075Пудалов В. М., Семенчинский С. Г. Физический эталон единицы электрического сопротивления на основе квантового эффекта Холла // Успехи физических наук. 1988. Т. 156. № 9. С. 178–181. https://doi.org/10.1070%2FPU1988v031n09ABEH005627 ]Pudalov V. M., Semenchinskii S. G. Soviet Physics Uspekhi, 1988, vol. 31, no. 9, pp. 880–881. https://doi.org/10.1070%2FPU1988v031n09ABEH005627Taylor B. N. 6th IEEE Conference Record., Instrumentation and Measurement Technology Conference, Washington, DC, USA, 1989, pp. 175–177. https://doi.org/10.1109/IMTC.1989.36846Taylor B. N. 6th IEEE Conference Record., Instrumentation and Measurement Technology Conference, Washington, DC, USA, 1989, pp. 175–177. https://doi.org/10.1109/IMTC.1989.36846D. B. Newell et al. Metrologia, 2018, vol. 55, pp. L13–L16. https://doi.org/10.1088/1681-7575/aa950aD. B. Newell et al. Metrologia, 2018, vol. 55, pp. L13–L16. https://doi.org/10.1088/1681-7575/aa950aNewell D., Tiesinga E. (2019), The International System of Units (SI), 2019 Edition, Special Publication (NIST SP), National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD [online]. https://doi.org/10.6028/NIST.SP.330-2019 (Accessed April 11, 2023)Newell D., Tiesinga E. (2019), The International System of Units (SI), 2019 Edition, Special Publication (NIST SP), National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD [online]. https://doi.org/10.6028/NIST.SP.330-2019 (Accessed April 11, 2023)Pudalov V. M., Semenchinsky S. G. EEE Transactions on Instrumentation and Measurement, April 1991, vol. 40, no. 2, pp. 243–244. https://doi.org/10.1109/TIM.1990.1032928Pudalov V. M., Semenchinsky S. G. EEE Transactions on Instrumentation and Measurement, April 1991, vol. 40, no. 2, pp. 243–244. https://doi.org/10.1109/TIM.1990.1032928Inglis A. D., EEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 1999, vol. 48, no. 2, pp. 289–292. https://doi.org/10.1109/19.769585.Inglis A. D., EEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 1999, vol. 48, no. 2, pp. 289–292. https://doi.org/10.1109/19.769585.Watson R. A., et al. Properties and Selection: Nonferrous Alloys and Special-Purpose Materials, 1990, vol. 2, p. 1328. https://doi.org/10.31399/asm.hb.v02.a0001096Watson R. A., et al. Properties and Selection: Nonferrous Alloys and Special-Purpose Materials, 1990, vol. 2, p. 1328. https://doi.org/10.31399/asm.hb.v02.a0001096

The authors declare that there are no conflicts of interest present.