量子電阻測量中的次級電阻基準

使用的產品：

VHA518－11， K－foil， 12K9 Ohm， 密封四腳電阻

VHA518－11， K－foil， 6K45 Ohm， 密封四腳電阻

面對的挑戰：

量子霍爾電阻（QHR）標準是國際認可的電阻的初級量子標準，其阻值為12．9 KΩ和6．45 KΩ。作為次級電阻基準，VSL需要一些高品質的電阻來接近QHR值，它們需要具備四腳結構、低噪聲、對環境應力不敏感（低溫度系數、不受相對濕度影響），具備卓越的長期穩定性等特點。

解決方案：

選擇威世精密箔電阻公司的VHA518－11超精密次級標準電阻，因為將11個電阻集成到一個單獨的殼體中可以使其獲得比單個電阻更低的溫度系數和更好的長期穩定性。此外該元件是四腳結構，并被很好的密封并且填充了油，以便減少溫度驟變對阻值產生的影響，并且消除了濕度的影響。

圖1：VSL 量子霍爾電阻標準

使用者反饋：

測試VHA518－11的溫度系數時，將其安裝在一個封閉的恒溫箱內（29．00 ± 0．02°C）以便進一步減少電阻溫度系數的影響。接下來的五年它們將會與量子霍爾電阻一同被測量。

測量結果在下圖中給出。由圖可以看出兩個VHA518－11電阻在18 °C – 28 °C這個溫度范圍內的實際溫飄不到0．5ppm／℃，二階溫度系數Beta也非常小——見插圖中的兩個數值。當溫度在－55 °C – 125 °C這個范圍時，溫飄低于規格標定的2ppm／℃。

圖2：阻值為12k9歐姆的VHA518－11電阻阻值隨時間變化

12K9的電阻的總變化量在30 ppm （0．003 ％）以內，等于實驗開始時所需的標稱值，圖表顯示出在5．5年的時間跨度內，阻值變化的差值僅稍稍超過2ppm（0．0002 ％）。最初五年的漂移值與二次方程的變化非常接近，相對于漂移線僅有一個低于0．1ppm的變化量。

6K45的電阻的總變化量在10ppm （0．001 ％）以內，等于實驗開始時所需的名義值，圖表顯示出了5．5年的時間跨度內，阻值變化的差值為11ppm。這個漂移值顯得更大了一些，但是比12K9的阻值變化曲線看起來更加線性。

圖3：阻值為6K45歐姆的VHA518－11電阻阻值隨時間變化

“威世精密箔電阻公司的VHA518－11密封電阻經過了五年的檢測，證實了其長期漂移特性。低于0．5ppm／攝氏度的實際溫飄和好于2ppm／年的長期漂移。使得VHA518－11成為了非常適合量子霍爾電阻測量、并且非常合算的次級電阻標準”