Резисторы С5-60 в метрологической практике: опыт использования

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. 

1. Von Klitzing K., Dorda G., Pepper M., Physical Review Letters, 1980, vol. 45, no. 6, pp. 494–497. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.45.4942

2. Von Klitzing K., Chakraborty T., Kim P. et al. Nature Reviews Physics, 2020, vol. 2(8), pp. 397–401. https://doi.org/10.1038/s42254-020-0209-1

3. Пудалов 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 ]

4. Пудалов 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 ]

5. Taylor B. N. 6th IEEE Conference Record., Instrumentation and Measurement Technology Conference, Washington, DC, USA, 1989, pp. 175–177. https://doi.org/10.1109/IMTC.1989.36846

6. D. B. Newell et al. Metrologia, 2018, vol. 55, pp. L13–L16. https://doi.org/10.1088/1681-7575/aa950a

7. 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)

8. 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.1990.1032928

9. Inglis A. D., EEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 1999, vol. 48, no. 2, pp. 289–292. https://doi.org/10.1109/19.769585.

10. 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.a0001096