解決方案
到了1860年代初,跨大西洋電報電纜正以工程師難以診斷的方式失效或表現不佳,因為訊號速度直接取決於電纜的電阻,而沒有人能可靠地說明「一個電阻單位」究竟意味著什麼。電報公司和儀器製造商各自依據自己臨時制定的參考標準——通常是保存在自家工坊中、特定長度的特定導線——因此,在一個實驗室進行的電阻測量無法被信任,甚至無法與另一個實驗室的測量相比較。
顯而易見的解決辦法,也是德國儀器製造商維爾納·西門子向同一個1861年英國協會委員會提出的方案,就是選定一個普遍認可的實物作為參考——在他而言,是一根指定尺寸的標準水銀柱——並讓世界上每個實驗室都對照其複製品進行校準。
達成的成果
將歐姆定義為可重複的實驗——在已知場中旋轉的線圈——因此任何實驗室都能從頭推導出這個單位,無需母標準器。
為何有效
基於程序的定義不依賴於任何單一實物的狀況。
任何擁有正確設備的實驗室都能從頭推導出相同的單位。
實物複製品若發生漂移,可以對照該實驗重新驗證。
可應用的啟示
將標準定義為以穩定定律為基礎的可重複程序,而非實物,以便任何人都能獨立重現它們。
後續發展
該委員會仍在1865年製作了一套實體線圈電阻器,作為供實驗室日常使用的實用參考,但這些物件是對照——且隨時可以重新對照——可重現的旋轉線圈實驗來校準的,而非本身即為定義。英國協會的電阻、電流和電壓單位基本上成為了至今仍在使用的歐姆、安培和伏特,對後來所有精密電氣測量產生了深遠影響。
追溯依據
參考來源
- IEEE Milestone Award Event | Standardisation of the Unit of Resistance IEEE UK and Ireland Section · ieee-ukandireland.org
- Standardization of the Ohm as a Unit of Electrical Resistance, 1861-1867 Proceedings of the IEEE (via University of Edinburgh Research Explorer) · research.ed.ac.uk