CALIBRATION OF VERY HIGH VALUE RESISTORS, International Technical Collaboration, Part 1 of 2

This Technical Report (T.R.) Part 1 of 2 focuses on the high value resistors (> 100 GΩ), their behavior, the challenges of calibrating them in agreement with the ISO/IEC 17025:2017, the international standard for the competence of testing and calibration laboratories. Following the collaboration between the French and Italian laboratories on this topic, the two approaches of high value resistor calibration are presented and discussed in this report. At the Italian National Institute of Metrological Research (INRiM), a first evaluation of an exploratory method to calibrate ultra-high value resistors, in the range of 1 TΩ to 1 PΩwith a commercial dual source bridge has been made using prediction models and metrological triangulation rules. The study was performed observing the measurements of the standard resistance ratios. This unconventional method to calibrate ultra-high value resistors is analyzed by comparison with the method used by the French Laboratoire national de metrologie et d’essais (LNE). LNE calibrates high value resistors using the charging capacitor method that has been validated through several European comparisons like EURAMET.EM-S32, “Comparison of Resistance Standards at 1 TΩ and 100 TΩ”. Another method, based on a low current amplifier has been applied by the LNE and included in this report for voltages lower than 10 V.

Questo Rapporto Tecnico (R.T.) Parte 1 di 2 si concentra sulle resistenze di valore molto elevato (> 100 GΩ), sul loro comportamento, sulle sfide legate alla loro taratura in conformità con la norma ISO/IEC 17025:2017, "Requisiti generali per la competenza dei laboratori di taratura e prova". A seguito della collaborazione tra i laboratori di metrologia francese (LNE) e italiano (INRiM) su questo argomento, i due approcci alla taratura delle resistenze di valore molto elevato sono presentati e discussi in questo rapporto. Presso l'Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica Italiano (INRiM), è stata effettuata una prima valutazione di un metodo esplorativo per la taratura di queste resistenze mediante un ponte commerciale a doppia sorgente, utilizzando modelli di previsione e regole di triangolazione metrologica. Lo studio è stato condotto osservando le misure dei rapporti di resistenza fornite dal ponte utilizzato per resistenze campione nell'intervallo da 1 TΩ a 1 PΩ. Questo metodo non convenzionale per la taratura di resistenze di valore molto elevato viene analizzato per confronto con il metodo utilizzato dal Laboratorio nazionale di metrologia e prove (LNE). L’istituto LNE certifica questo tipo di resistenze applicando il metodo di carica capacitiva di un condensatore, metodo che è stato convalidato da diversi confronti europei come, ad esempio: EURAMET.EM-S32, "Confronto degli standard di resistenza a 1 TΩ e 100 TΩ". Un nuovo approccio per tensioni inferiori a 10 V, basato su un amplificatore di bassissime correnti, è stato applicato dal LNE e incluso in questo rapporto.