Stanowisko do badania właściwości elektrycznych nanokompozytów - określenie budżetu niepewności pomiaru

W pracy przedstawiono budowę i zasadę działania stanowiska pomiarowego do określania właściwości elektrycznych nanokompozytów o strukturze metal-dielektryk. Pomiary wykonywane są przy użyciu prądu przemiennego o częstotliwości z zakresu od 42 Hz do 5 MHz w przedziale temperatur od 77 K do 373 K. Wyznaczono standardowe niepewności pomiaru typu A z wykorzystaniem analizy statystycznej oraz niepewności pomiaru typu B uwzględniając specyfikacje techniczne producentów przyrządów pomiarowych. Ze względu na duże wartości niepewności pomiaru występujące w górnym zakresie częstotliwości roboczych mostka impedancji zawężono zakres pomiarowy do częstotliwości 1 MHz.

The paper presents design and a principle of operation of a measuring stand (Fig. 1) for determining electrical properties (phase shift angle Θ, loss tangent tgδ, capacity Cp, resistance Rp) of nanocomposites of the metal-dielectric structure designed and made in the Department of Electrical Devices and HV Technology of the Lublin University of Technology. Measurements have been taken when applying the alternating current of frequency ranging from 42 Hz to 5 MHz, at temperature values from 77 K to 373 K. The measurement uncertainty budget has been determined for direct and indirect measurements by determining the standard measurement uncertainty of the A-type measurement with use of statistical analysis and of the B-type measurement from technical specifications given by manufacturers of individual measuring instruments. Taking into account the measurement uncertainties that occur at the upper limit of the impedance bridge working frequencies, the measuring range has been narrowed down to the value of 1 MHz.