Primarni elektromagnetski laboratorij (PEL)

Primarni elektromagnetski laboratorij (PEL) djeluje u sastavu Fakulteta elektrotehnike i računarstva Sveučilišta u Zagrebu (FER-a) i Zavoda za osnove elektrotehnike i električka mjerenja (ZOEM) pod tim imenom od 1994. godine. Slijednik je Laboratorija za električka mjerenja, kojeg je 1924. godine osnovao akademik professor Josip Lončar, te Laboratorija za precizna mjerenja, koji je djelovao na ZOEM tijekom više desetaka godina pod vodstvom akademika profesora Vojislava Bege.

 

Nakon rada kao ovlaštenog mjeriteljskog laboratorija (1994.-2005.), PEL je od prosinca 2005. godine međunarodno akreditiran u skladu s normom EN ISO/IEC 17025 od strane akreditacijskog tijela njemačkog DKD (Deutscher Kalibrierdienst, danas DAkkS - Deutsche Akkreditierungsstelle).

Link na DKD: http://www.dkd.eu/laboratorien/de/k011.htm

 

Od svibnja 2006. djeluje kao Nacionalni umjerni laboratorij za elektromagnetske veličine i nositelj je nacionalnih etalona električkih veličina. Kao dio nacionalne mjeriteljske strukture i pridruženi laboratorij Hrvatskog mjeriteljskog instituta (HMI) od 2010. godine, PEL predstavlja RH u EURAMET-u, a naveden je i u bazi Međunarodnog ureda za utege i mjere (BIPM).

Link na BIPM: http://www.bipm.org/en/convention/member_states/hr/cipm-mra.html

 

Osnovne djelatnosti PEL-a:

  • ostvarivanje međunarodne mjeriteljske sljedivosti i pohranjivanje etalona električkih veličina
  • razvoj etalona, metoda i uređaja za mjerenja u vrhunskoj točnosti
  • međunarodne i međulaboratorijske usporedbe etalona i mjernih uređaja
  • umjeravanje etalona, instrumenata i raznih mjerila električkih, magnetskih i neelektričkih veličina za korisnike u Hrvatskoj i izvan nje
  • umjeravanje visokofrekvencijskih uređaja te umjeravanje mjerila vremena i frekvencije
  • specijalna elektroenergetska, elektrostrojarska i akustička mjerenja.

 

Novonabavljeni Josephsonov etalon napona

Slika 1. Novonabavljeni Josephsonov etalon napona

Elektronika i mjerni uređaji za upravljanje Josephsonovim etalonom

Slika 2 i 3. Elektronika i mjerni uređaji za upravljanje Josephsonovim etalonom

 

NOVOSTI IZ PEL-A

PEL je trenutno akreditiran kod DKD-a za samo tri osnove el. veličine (istosmjerni napon, el. otpor i kapacitet) u vrlo uskom opsegu vrijednosti mjerenih veličina, te priprema dokumentaciju za proširenje područja akreditacije tijekom sljedeće godine, svakako za: mjerenje istosmjernih i izmjeničnih napona i struja, snage i energije, te njihovih omjera, kao i za mjerenja otpora, kapaciteta, induktiviteta, odnosno impedancija i njihovih omjera, u relativno širokom opsegu. Time bi se uvelike pokrile potrebe hrvatskog gospodarstva, ali i većina umjeravanja za potrebe naručitelja iz susjednih zemalja jugoistočne Europe.

Od prosinca 2006. godine u PEL-u je instaliran Josephsonov kvantni etalon napona (JAVS), kojim se može generirati istosmjerni napon u rasponu od -10 V do +10 V.

 

Mjerne mogućnosti laboratorija

Na sjednici EUROMET-ova TC EM u Beču 2003. godine, PEL je uspješno prezentirao svoje mjerne mogućnosti - recenzirane i odobrene CMC - tablice (Calibration Measurements Capabilities), a na sjednici Odbora TC Q u veljači 2008. godine u Sofiji, svoj sustav poslovanja (Quality Management System). Nakon toga bi trebalo uslijediti potpisivanje međunarodne suglasnosti o međusobnom priznavanju umjernih rezultata PEL-a (MRA) i uvrštavanje naših CMC tablica u međunarodnu bazu podataka JCRB ureda BIPM u Sèvres-u, što je zadaća budućeg Hrvatskog mjeriteljskog instituta (HMI) i ovlaštenog potpisnika Vlade RH.

Još se uvijek od novoimenovane Vlade RH očekuje da stvarno osnuje Hrvatski mjeriteljski institut (HMI) te imenuje nove ravnatelje dviju državnih/javnih institucija: DZM i HMI. Svojim presporim ustrojavanjem, već je od početka 2008. nova/stara Vlada RH propustila iskoristiti nekoliko milijuna EUR-a odobrenih za izvođenje mjeriteljskih projekata predviđenih u 2008. za financiranje iz nekih europskih predpristupnih fondova (npr. Phare za RH), pa se onda nadamo da se to neće nastaviti i u budućnosti.

Nastavnici s katedre za Električka mjerenja na FER-u, zaposleni u PEL - laboratoriju, preuzeli su po Bolonjskom sustavu predavanje predmeta Upravljanje kakvoćom (Quality Managemenet) za oko 900 studenata II. nastavne godine i ponudili 6 mjeriteljskih predmeta studentima završnog dijela dodiplomskog i diplomskog studija na III, IV. i V. nastavnoj godini studija na FER-u.

Važno je napomenuti bogato opremanje laboratorija PEL tijekom posljednje tri godine iz vlastitih sredstava, te uz potporu Ministarstva znanosti i obrazovanja RH i Državnoga zavoda za mjeriteljstvo (DZM). S obzirom da nam je pred dvije godine konačno otkazao cezijev etalon za mjerenje vremena i frekvencije, trenutno je PEL u akciji nove nabave putem europskih fondova, a potom i akreditacije za mjerenja t i f u laboratoriju PEL.

 

OSIGURAVANJE SLJEDIVOSTI

Prikaz osiguravanja sljedivosti

Temelj PEL-a kao primarne institucije za pohranjivanje jedinica napona, otpora, kapaciteta i frekvencije realiziran je s pomoću nekoliko referentnih etalona. Osim osiguravanja propisanih uvjeta njihova čuvanja i pohranjivanja, Laboratorij je kroz vanjsku suradnju, prvenstveno s njemačkim institutom PTB, razvio uhodani lanac za trajno osiguravanje sljedivosti svojih etalona prema međunarodnim etalonima. Sukladno utvrđenim suradničkim odnosima i zakonskim odredbama, Laboratorij planira i realizira prijevoz svojih referentnih etalona svake dvije godine do mjesta višeg stupnja sljedivosti i nazad, pazeći pritom na osiguranje svih uvjeta ispravnog prijenosa. Radni etaloni u Laboratoriju podvrgavaju se zatim internom umjeravanju radi osiguranja sljedivosti do najniže razine mjerenja osnovnih elektromagnetskih veličina.

Na donjoj slici prikazan je sustav neprekinutih usporedbi koji osigurava sljedivost mjerne opreme PEL-a do međunarodnih etalona.

Slika 4. Osiguravanje sljedivosti

 

Referentni etalon napona osigurava sljedivost za naponske razine 1 V, 1,018 V te 10 V. S pomoću njega se umjeravaju drugi etaloni naponi izravnom usporedbenom metodom mjerenjem naponske razlike preciznim nanovoltmetrom, a on služi i za kalibraciju vrhunskih digitalnih multimetara HP 3458A i višenamjenskog kalibratora Fluke 5700A.

Referentni etalon otpora od 1 W osigurava sljedivost za otpore od 1 mW do 1 kW, pri čemu se oslanja i na skupni etalon PEL-a od 1 W kojeg čine etaloni Guildline, Leeds&Northrup, VEB i Siemens&Halske. Usporedbe se provode usporedbenom metodom u kojoj digitalni voltmetri mjere padove napona na uspoređivanim etalonima u njihovom serijskom spoju.

Referentni etalon otpora od 10 kW osigurava sljedivost za otpore od 10 kW do 10 MW, dok se za otpore od 10 MW do 100 MW rabi referentni etalon otpora od 10 MW, a usporedbe se provode primijenjujući iste digitalne voltmetre s pomoću kojih se određuju omjeri napona na uspoređivanim otpornicima.

S referentnog (kremenog) etalona kapaciteta od 100 pF sljedivost se prenosi na radni (zračni) etalon kapaciteta od 100 pF usporedbom s pomoću samokalibrirajućeg transformatorskog mosta MEC-6 pri frekvenciji 1 kHz.

Referentni etalon frekvencije je cezijev oscilator (definicijski uređaj) čiji su osnovni izlazi 1 MHz, 5 MHz i 10 MHz, a uz pomoć pripadnog djelila frekvencije dobivaju se još frekvencije od 50 Hz, 60 Hz, 400 Hz, 1 kHz, 10 kHz i 100 kHz. Umjeravani uređaj se uspoređuje s referentnim određivanjem odstupanja i stabilnosti frekvencije uporabom metode faznog uspoređivanja vremenskih baza. Navedene frekvencije ujedno su i osnova za kalibraciju univerzalnog brojača HP 5316B i sličnih uređaja.

Kompletan prikaz mjerne opreme Laboratorija nalazi se u poglavlju PK5.5. - Mjerna oprema, a u tablici što slijedi prikazani su samo referentni etaloni s pomoću kojih se osigurava sljedivost prema međunarodnim etalonima. Oni se umjeravaju u nekom od nacionalnih mjeriteljskih instituta koji sudjeluju u međulaboratorijskim usporedbama u okviru EUROMET-a, ili koje provodi BIPM, a od 1994. godine redovito su umjeravani u njemačkom nacionalnom institutu PTB (osim etalona frekvencije koji je definicijski uređaj), o čemu svjedoče Izvješća o umjeravanju pohranjena u pripadajućim karticama etalona u mapi LMH 8.

 

Tablica 1. Referentni etaloni

REFERENCE STANDARDS

Quantity

Mark

Standard

Description

Serial number

Voltage

RU

Fluke 732A

DC Reference Standard: 1V, 1,018 V, 10 V

4055010

Capacitance

RC

General Radio 1408

Reference Standard Capacitor 100 pF

286

Resistance

RR1

Leeds&Northrup 4210

Resistance Standard 1 Ω

1730950

RR10k

Leeds&Northrup 4040-B

Resistance Standard 10 kΩ

1703018

RR10M

Fluke 742A-10M

Resistance Standard 10 MΩ

5250002

Frequency

RF

Oscilloquartz S.A. 3200

Cesium Beam Frequency Standard: 1 MHz,

5 MHz, 10 MHz

107

 

 

OSOBLJE PEL-A

U radu PEL-a sudjeluju:

 

Voditelj:

Prof.dr.sc. Damir Ilić

Zamjenik voditelja i Voditelj za kakvoću:

Prof.dr.sc. Ivan Leniček

Tehnički voditelj i Zamjenik voditelja za kakvoću:

Doc.dr.sc. Luka Ferković

Zamjenik tehničkog voditelja

Dr.sc. Alan Šala

Mjeritelji:

Prof.dr.sc. Roman Malarić

Doc.dr.sc. Marko Jurčević

Mlađi mjeritelji:

Dr.sc. Hrvoje Hegeduš

Dr.sc. Petar Mostarac

Kristina Ferković, dipl.ing.

Laborant:

Davor Kotur

Administrator:

Sanja Ferković-Živković, dipl.def.

Domaćica:

Marija Čukelj