|
دانلود رایگان مقاله انگلیسی + خرید ترجمه فارسی
|
|
| عنوان فارسی مقاله: | ترمومتر نویز جانسون با ردیابی با استاندارد های الکتریکی |
| عنوان انگلیسی مقاله: | A Johnson noise thermometer with traceability to electrical standards |
| برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.برای خرید ترجمه آماده ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید. | |
| مشخصات مقاله انگلیسی (PDF) | |
| سال انتشار مقاله | 2009 |
| تعداد صفحات مقاله انگلیسی | 7 صفحه با فرمت pdf |
| رشته های مرتبط با این مقاله | فیزیک، برق و کامپیوتر |
| گرایش های مرتبط با این مقاله | برق الکترونیک، برق مخابرات، اتمی و مولکولی و فیزیک بنیادی |
| مجله مربوطه | علم اوزان ومقادیر(Metrologia) |
| دانشگاه تهیه کننده | موسسه ملی تحقیقات اندازه شناختی، تورینو، ایتالیا |
| نشریه | IOP |
| مشخصات و وضعیت ترجمه مقاله (Word) | |
| تعداد صفحات ترجمه مقاله | 17 صفحه با فرمت ورد، به صورت تایپ شده و با فونت 14 – B Nazanin |
| ترجمه اشکال | ترجمه توضیحات زیر اشکال انجام شده و اشکال و نمودارها به صورت عکس در فایل ترجمه درج شده است. |
فهرست مطالب:
چکیده
۱ مقدمه
۲ اندازه گیری های مطلق و نسبی
۳ نگاهی بر فرایند اجرا
۴ جزییات روش
۴ ۱ مقاومت پروب
۴ ۲ آمپلی فایر
۴ ۳ آنالیزور طیفی
۴ ۴ کالیبراسیون
۴ ۵ ترمومتری
۵ روش اندازه گیری
۶ نتایج
۷ عدم قطعیت
۸ نتیجه گیری و مطالعات آینده
بخشی از ترجمه:
با مشاهده جدول 1 می توان گفت که تعداد عدم قطعیت ها ناشی از ویژگی های دستکاه های به کار برده شده و به طور کلی از اندازه گیری هایی می باشند که روش مترولوژی آن ها می تواند راه حل های مناسب در اختیار بگذارد. از این رو.ی فضای زیادی برای بهبود دقت روش وجود دارد. ما در حال کار روی موارد ذیل می باشیم.
• ایجاد ترموستات برای اندازه گیری ها با مقدار دمای متغیر در دامنه های TTPW (25)
• بهبود فرایند اندازه گیری ترمومتری با اجرای پل مقاومت
• کالیبراسیون مقسم در B تحت شرایط بارگذاری
• بهبود اندازه گیری با سیستم اندازه گیری انتقال AC-DC اتومات
• بهبود مدل سازی بخش آنالوگ آنالیزور برای تصحیح خطای خط انتقال
• بسته های باطری بزرگ تر برای یک زمان اندازه گیری طولانی
با این پیشرفت ها، عدم قطعیت های اندازه گیری تا سطح کاهش می یابند. اندازه گیری در Ttpw امکان تعیین kb را با عدم قطعیت یکسان می دهد.
بخشی از مقاله انگلیسی:
The accurate measurement of Johnson noise has been considered a method for determining the thermodynamic temperature, and the Boltzmann constant kB, since its very first observation [1]. A resistor R, in thermodynamic equilibrium, generates a noise voltage v(t) with the spectral power density1 S2 v = 4RT , where T is its thermodynamic temperature measured in energy units. Within the International System of units, with the quantity temperature T a base unit is associated, the kelvin (K), defined by assigning the temperature of the triple point of water (TPW), TTPW = 273.16 K; the relation TTPW = kBTTPW defines kB. In an effort towards a possible redefinition of the kelvin, in 2005 the Consultative Committee for Thermometry (CCT) of the International Committee for Weights and Measures (CIPM) [2] recommended to ‘initiate and continue experiments to determine values of thermodynamic temperature and the Boltzmann constant’. Johnson noise thermometry experiments have the potential for such new determinations. A detailed analysis suggests [3] the possibility of achieving a kB relative 1 The expression is accurate to one part in 107 at room temperature and frequency below 1 MHz. uncertainty of a few parts in 106, comparable to the estimated or forecasted uncertainties of other existing or proposed experiments [4]. In the following, we present a Johnson noise thermometer (JNT) which measures T with traceability to national standards of ac voltage, resistance and frequency. The thermometer is composed of a correlation spectrum analyzer and a calibrator. The calibrator generates by digital synthesis a pseudorandom noise (at a level suitable for traceability to an ac voltage standard), scaled in amplitude by a chain of electromagnetic voltage dividers and cyclically injected in series with the Johnson noise (thus avoiding the standard solution of a mechanical switch at the spectrum analyzer input). If kB is taken as given (in the following the CODATA 2006 adjustment [5, 6] will be employed) the JNT measurement outcome can be compared with an ITS-90 temperature T90 measurement taken as reference. Presently, the JNT has been tested by performing measurements near room temperature. A measurement run at room temperature gives T in agreement with T90 within the combined relative measurement uncertainty around 60 µK K−1. Several uncertainty contributions are related to the use of commercial instrumentation. In the future, purposely built instruments under development will permit a significant accuracy improvement, and will open the possibility of employing the JNT for a new determination of kB. 2. Absolute and relative measurements The main difficulty in the development of an accurate JNT is the faintness of the Johnson noise, which must be amplified by a large factor (104 to 106). Noise added by front-end amplifiers has an amplitude comparable with that of the Johnson noise itself, but can be rejected with the correlation technique (see [7, paragraph 6.4] for a review and [8] for an extended mathematical treatment of digital correlation). An adequate rejection requires a careful design of the correlator, and in particular of its front-end amplifiers [9–11]. The drawback of most effective amplifier design criteria is a poor stability of gain and frequency response. Hence, an automated in-line gain calibration subsystem has to be incorporated in the JNT. We may call relative JNTs [7] those where the calibration signal is also given by Johnson noise of a resistor (the same or a different one), placed at a known reference temperature, which is typically TTPW. A relative JNT measures the ratio T /TTPW = T/TTPW. An absolute JNT measures T directly; therefore, the calibration signal has to be traceable to electromechanical SI units. Although in the past [3] a detailed proposal of an absolute JNT has been published, the only absolute JNT to have appeared in the literature is at the National Institute of Standards and Technology (NIST) [12–14]. In NIST’s JNT the calibration signal is generated by a synthesized pseudorandom voltage noise source based on pulse-driven Josephson junction arrays; the calibration signal amplitude is thus directly linked to the Josephson fundamental constant KJ and the driving frequency of the Josephson array. In the absolute JNT described here, traceability to maintained SI electrical units is achieved by classical electrical metrology techniques. 3. Overview of the implementation The block schematic of the JNT is shown in figure 1. The probe resistor R, generating the Johnson noise eN, is at temperature T , measured with a standard platinum resistance thermometer SPRT and a resistance meter M. The signal eN is acquired by two identical acquisition channels in parallel, each one composed of an amplifier A and an analogue-to-digital converter ADC. Resulting digital codes are transmitted by an optical fibre interface to the processing computer PC, which implements a digital correlation spectrum analyzer algorithm. The signal eC is employed to periodically calibrate the analyzer gain, and injected in series with eN. eC is a pseudorandom noise, with the same bandwidth B of the measurement. It is generated by a PC and a digital-to-analogue converter DAC (also connected with the optical link). The waveform is measured by a voltmeter V, and reduced in amplitude by inductive voltage dividers IVD and an injection feedthrough transformer F. The measurements of V and M are acquired by PC through an IEEE-488 interface bus.
|
دانلود رایگان مقاله انگلیسی + خرید ترجمه فارسی
|
|
| عنوان فارسی مقاله: | ترمومتر نویز جانسون با ردیابی با استاندارد های الکتریکی |
| عنوان انگلیسی مقاله: | A Johnson noise thermometer with traceability to electrical standards |
