固定式计算电容(英文)

本文描述了在中国计量科学研究院建立的固定式计算电容。它的特点是其轴向长度由具有开尔文式等电位屏蔽结构的指零电极所决定。指零电极由熔融石英管作基底,表面喷涂金属薄层,再在金属层上用光刻法刻出两条很细的绝缘气隙,这两条气隙中心之间的金属薄层电极就是指零电极的有效部分。这种型式的计算电容具有一系列的优点,如稳定性高和便于操作使用等。其总不确定性约为±3.5×10~(-7)(σ)。     

低温电流比较仪及其应用

低温电流比较仪是近年来国际上发展起来的最准确的直流电流比例量具,其比例准确度可达到10^-13以上,且可实现任意的比例值,在精密电磁测量中可以起重要的作用。     

中国的量子化霍尔电阻标准

国际计量委员会推荐,1990年1月1日起在世界范围内,启用量子化霍尔电阻标准代替电阻实物基准.中国计量科学研究院经过十几年的努力,在2003年建成了量子化霍尔电阻标准装置,并于2004年通过了鉴定.课题组自主研制了能满足实际量值传递工作要求的量子化霍尔器件,并建成了高精度的低温电流比较仪,以把量子化霍尔电阻量值传递到日常检定工作中使用的十进制电阻.课题成果中有多项独创性的成就.目前所建量子化霍尔电阻标准的不确定度达到10-10量级,跃居国际领先水平.     

中国计量科学研究院建成的量子化霍尔电阻标准

国际计量委员会推荐，1990年1月1日起在世界范围内启用量子化霍尔电阻标准代替使用了几十年的电阻实物基准。中国计量科学研究院经过十几年的努力，于2003年建成了量子化霍尔电阻标准。自主研制了能满足实际量值传递工作要求的量子化霍尔器件，并建成了高精度的低温电流比较仪，以把量子化霍尔电阻量值传递到日常检定工作中使用的十进位电阻。课题成果中有多项独创性的成就。目前所建量子化霍尔电阻标准的不确定度为10^-10量级，达到国际领先水平。     

提高低温电流比较仪测量准确度的几方面措施

通过对低温电流比较仪系统及运行过程的研究，发现了氦气气压波动、冻结磁通引起的附加噪声以及线圈匝数增多时分布电容引起的电流跳跃是限制系统不确定度停留在10^-9量级而不能进一步提高的原因。提出了一种新型的气压滤波器滤除了附加噪声。还改进了电路动态特性，改善了前馈补偿环节，把匝数比提高了5倍。运行过程中的电流跳跃现象也被消除。采用这些措施后，信噪比提高了5倍，新建的低温电流比较仪的测量准确度提高到了10^-10量级。     

焦耳天平磁场系统关键技术研究

结合最近受到普遍重视的用于定义量子质量基准的焦耳天平方案,提出了一种全新的空间尺寸配比的轴对称激励线圈组结构。利用解析方法和数值计算证明通过合理配置共轴轴对称激励线圈组几何参数,当内部激励线圈和外部激励线圈的间距R与激励线圈与悬挂线圈的距离H满足R2=4/3H2,内部激励线圈、外部激励线圈、悬挂线圈匝数比满足10 000∶2 700∶430时,在焦耳天平磁场对称平面附近会形成轴向长度为2 cm的环形磁场均匀区,在该均匀区焦耳天平线圈系统互感参数具有四阶均匀性,满足互感结构参数M的准确测量要求。     

用矩阵微扰法计算精密电磁测量线路的误差

本文提出用矩阵微扰法计算精密电磁测量线路的参数发生微小变化时引起的误差。计算公式简单、明了,且可得到任意价误差的微扰近似公式。文中还讨论并给出了微扰过程的收敛条件。     

用增量法消除干扰因素的影响及用于校验感应式比例量具的参考增量法

在精密测量的过程中,常常存在许多杂散干扰因素。本文指出,如果这些干扰因素的作用能满足某些相当一般性的条件,就可用增量法消除其影响。文中还详细介绍了把增量法用于校验感应式比例量具时所形成的“参考增量法”,此方法在原理上消除了由于参考变压器在校验过程中由于工作状态改变引起传输系数变化所导致的校验误差,进一步提高了感应式比例量具的校验准确度。在工作频率较高时,效果尤为显著。已进行的实验表明,利用参考增量法可使感应分压器的校验准确度在400Hz～20kHz频率范围内达到10~(-9)数量级(折合到输入端)。     

基于量子化霍尔电阻考核的国家电阻基准的稳定性

报告了自1990年以来通过与量子化霍尔电阻比对考核的国家直流电阻（实物）基准的长期漂移率及偏差。结果表明2001年以来，国家直流电阻（实物）副基准的漂移率为-0．0551μΩ／a，主基准的漂移率为-0．0808μΩ／a；2006年10月25日，国家直流电阻（实物）基准复现的电阻量值较量子化霍尔电阻的相对偏差为＋0．677mm，预计2007年1月1日需要修正-0．69μΩ／a。     

量子计量基准及SI基本单位的重新定义

电子仪器的测量结果最终要溯源到国际单位制SI的7个基本单位以保证其准确性。上世纪50年代以前，这些基本单位多是由实物基准复现和保存的，其准确性已跟不上科研和生产的需求。20世纪后半叶，量子物理学的成就为进一步提高基本单位的准确性提供了新的手段，建成了一系列的量子计量基准。同时，实践证明，用固定若干基本物理常数的数值来重新定义基本单位，可以进一步提高基本单位的准确性。