A notch filter for ac-dc calibration system is presented. It filters out the ripples at the output of the thermal converter (TC). The filter enables ac-dc calibration at ppm and sub-ppm level even when the ripple EMF at the output of the TC is a few percent of the dc component. he paper also includes design considerations and filter evaluation. The filtering properties of nanovoltmeters are presented as well.
Transfer ac-dc jest powszechnie stosowaną wzorcową metodą realizacji wartości skutecznej napięcia i prądu przemiennego w paśmie częstotliwości od 10 Hz do 1 MHz. W transferze ac-dc wykorzystuje się termiczne przetworniki wartości skutecznej (TPWS) [1]. Przetworniki te przetwarzają napięcie/prąd doprowadzony do grzejnika TPWS na siłę elektromotoryczną (STE) o wartości proporcjonalnej do przyrostu temperatury grzejnika. Współczesny transfer ac-dc umożliwia realizację wartości skutecznej dla częstotliwości 100 Hz. ... 10 kHz z niepewnością typu A sięgającą 10[do minus 7]. Dla częstotliwości mniejszych od około 100 Hz niepewność ta jest o około rząd wieksza [2], ponieważ temperatura grzejnika nie jest wystarczająco uśredniana. Na wyjściu TPWS występuje wówczas składowa przemienna napięcia o częstotliwości dwukrotnie większej od częstotliwości sygnału doprowadzonego do grzejnika. Dla jednozłączowych TPWS jej amplituda może sięgać kilku procent składowej stałej STE. Szczegółowa analizę właściwości metrologicznych planarnych TPWS można znależć w [2]. W pracy najpierw przedstawiono sposób zmniejszenia wpływu składowej przemiennej przez wykorzystanie właściwości nanowoltomierza całkującego [3,4,5]. Wskazano wady tej metody. Następnie zaproponowano sposób stłumienia składowej przemiennej STE za pomocą trójsekcyjnego filtru typu 2T [6]. Praca zawiera metodykę projektowania filtru, jego technologię, wyniki badań symulacyjnych oraz wyniki badań doświadczalnych. Te ostatnie potwierdziły przydatność zbudowanego układu, ale tylko pod warunkiem realizacji odpowiedniej procedury podstawienia ac-dc [2,3]. Jej celem jest zmniejszenie wpływu dryfów oraz stanów przejściowych spowodowanych wstrzykiwaniem ładunku do wyjścia filtru przez nanowoltomierz. W szczególności wymagane jest odrzucenie 2-3 pierwszych pomiarów STE po podaniu na grzejnik TPWS napięcia. Ponadto pomiary STE w każdym cyklu powinny być realizowane z jednakowym odstępem czasu.