Resumen

Título: Patrones de tensión eléctrica en c.c.
Resumen: La idea de este trabajo es contribuir a fortalecer la competencia técnica de los laboratorios del Sistema Metrológico Nacional que usan patrones de tensión en c.c.. Las pilas patrón saturadas fueron por muchos años usadas como patrones de tensión en corriente continua en los laboratorios de metrología debido a su bajo nivel de ruido y a su muy buena estabilidad que llegó en los diseños mas avanzados a niveles de 50 nV por año. Sin embargo, el uso de las pilas patrón requería de personal especializado ya que las pilas podían ser fácilmente desestabilizadas con vibraciones, cambios de temperatura y si se les sacaba una corriente mayor a 10 nA. Después de desestabilizarse las pilas tardaban hasta 3 meses para estabilizarse y muchas veces no regresaban a su valor inicial. Actualmente el uso de las pilas patrón está limitado a algunos laboratorios especializados que las usan para mantener la unidad del volt, debido a su deriva lineal que hace a estos patrones altamente predecibles si se tienen todos los cuidados necesarios. En muchos laboratorios nacionales la unidad del volt en c.c. se reproduce con sistemas basados en el efecto Josephson. Nuevos desarrollos de circuitos integrados superconductores se llevan a cabo con la finalidad de desarrollar sistemas de efecto Josephson que sean mucho mas estables y mas rápidamente ajustables que los sistemas usados actualmente; también se trabaja fuertemente en el desarrollo de circuitos integrados superconductores de efecto Josephson para desarrollar un patrón de tensión en corriente alterna basado en el efecto Josepson. Debido al alto costo del equipamiento y a su alto costo de operación los patrones Josephson se usan casi exclusivamente en laboratorios nacionales y algunos laboratorios secundarios de empresas de instrumentación electrónica con muchos recursos económicos. Las referencias electrónicas basadas en diodos Zener conocidas simplemente como Zeners, son sin duda, actualmente los patrones de tensión eléctrica de ata exactitud mas usados en los laboratorios nacionales y secundarios de metrología. A pesar de su alto costo en México su número ha aumentado en los últimos años. Los Zeners tienen ventajas importantes en relación a las pilas patrón. A los Zeners es posible sacarles corrientes hasta de varios mA. Los Zeners son insensibles a vibraciones por lo que pueden ser transportados sin que cambie su valor, siempre que el suministro de baterías no se agote, lo cual sucede después de 72 horas. Debido a estas características estos patrones son usados ampliamente en comparaciones entre laboratorios para lo cual ha sido necesario estudiar el efecto de la temperatura, la presión y la humedad sobre los mismos ya que al ser enviados a diversos laboratorios las variables ambientales cambian. Los Zeners tienen estabilidades del orden de 1 µV/V por año, su nivel de ruido es mayor al de las pilas patrón, siendo del orden de 100 nV, ésta es la fuente de incertidumbre mas importante en la calibración de Zeners.
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PRE-Patrones de tensión eléctrica en cc.pdf