磁感应强度基准装置的改进

介绍了中国计量科学研究院磁感应强度基准装置的功能用途和结构组成,然后着重讲述经过两次技术改造后.基准装置在其结构发生的变化和性能指标的提高.     

基于量子自然基准的新型电流计量技术研究

在现代军事计量中,电磁计量直接影响国防建设质量和武器技战水平。现有电学计量体系中,基于约瑟夫森效应和量子化霍尔效应的量子电压和量子电阻的基准装置已经完成建设并已投入应用,然而基于量子效应的电流基准仍处于探索阶段。本论文基于高灵敏度原子磁力仪技术提出一种新型电流计量技术,可将电流间接溯源至约瑟夫森效应、量子化霍尔效应和拉莫尔进动效应三种量子自然基准。该技术有潜力用于建设电流计量基准装置和研制基于量子自然基准的新型电流比较仪。具体阐述了电流计量及量值传递方案的物理思想和实施过程,并通过相关实验验证了方案的可行性。     

NIM4#激光冷却-铯原子喷泉钟--新一代国家时间频率基准

中国计量科学研究院NIM4#冷原子喷泉钟自2003 年8月起已经稳定运行6个月,并于2003年9～12月期间完成了系统频率偏差评定.文中介绍NIM4#钟的喷泉实验、微波频率锁定和对其主要频率特性的实验研究.实验和分析表明,NIM4#钟频率稳定性达8×10-13τ-1/2,复现性达5 ×10-15,频偏评定不确定度达8.5 ×10-15.作为旁证,NIM4#与中国计量科学研究院原子时TA(NIM)进行了120天比对,频率偏差在误差范围之内.     

通过采样测量技术建立相角基准的探讨

提出将两个电压采样信号数据做DFT，并采用适当的算法以提高DFT的计算准确度，由此得到的两个电压信号的相角差能满足溯源的要求，即采样测量技术可用来建立相角基准。进行了理论分析和试验验证。初步试验结果表明，本方法与传统方法相比，两者的差值在10μrad以内。     

时间基准的原子时代

中国入世后 ,国际交往越来越多 ,计量行业也不例外。为了帮助广大计量工作者学习英语 ,并能通过英语学习了解更多计量知识 ,本刊特于2002年第7期开始推出“计量英语角”栏目 ,采取中英文对照的方式 ,方便读者的学习 ,同时也欢迎英语爱好者为本刊投稿     

关于计量单位向量子基准发展的趋势

本文从计量学的基本特性出发,讨论了计量单位由实物基准向量子基准发展的必然性,提出了 SI 的几个单位建立量子基准的初步构想,最后还指出了基本物理常数及共组合与计量单位的对应关系以及精测这些常数的重要性。     

量子基准与基本物理常数

从二十世纪六十年代起，计量基准已逐步从“实物基准”过渡到“量子基准”时代，即用一些特定的原子系统中的量子效应来定义单位的量值，其准确度和稳定性均大大超过实物基准。但这样的量子基准还有其局限性，因此从八十年代起，人们又不断探讨另一种更好的方法，即用基本物理常数来作为计量基准，这样不仅有极高的准确度和稳定性，而且普适性极强。但这些工作难度非常大，还需长时间的艰苦实践。     

量子计量基准与基本物理常数

文章讲述了计量基准从实物基准到量子计量基准的发展过程，论述了基本物理常数的精密测定与量子计量基准的关系。指出了新一代量子计量基准的特点是基于微观物理学的规律，并设法把计量单位的定义与基本物理常数相联系。     

量子计量基准--历史及进展

一、经典计量与实物基准人们为了把客观世界的特性用数量表达 ,就需要进行测量。测量过程实质上是一种比较的过程。例如 ,我们用步长去测量某一段距离 ,就是把自己的跨步去与此段距离作比较 ,确定此段距离是步长的多少倍。当然此例中的测量过程比较粗糙 ,步长也因人而异 ,所以测量准确度不高。随着近代大规模机械生产的发展 ,对零件提出了互换性要求 ,这就要有统一的几何量标准。贸易活动的日益扩大也提出了建立统一的质量 (ｍａｓｓ)标准的要求。一旦这些标准建立了起来 ,由不同人在不同时间、地点进行的测量过程就有了统一的依据 ,测量的…     

我国新一代量子时间频率基准--激光冷却铯原子喷泉钟的研究取得重大进展

时间频率是国际单位制七个基本量中准确度最高,意义最重大的基准量之一。世界各国一直在持续不断进行高准确度的国家时间频率基准研究。目前中国计量科学研究院(NIM)在科技部基础性专项的支持下,正在进行我国新一代具有国际先进水平的时间频率基准装置——激光冷却铯原子喷泉钟(10-15量级)的研制,并已取得了重大进展。随着科学技术的发展和社会的不断进步,高准确度时间频率计量广泛应用于国民经济的各个领域,如运输、航天、航海、火箭发射等。20世纪末,以高速数字通讯技术、计算机技术和互联网为代表的IT技术带动世界科学技术、工业和经济…     

面向能量天平同步测量的磁链差测量方法研究

能量天平法作为一种质量量子基准研究方案,其中磁链差测量是能量天平测量过程的核心,其基本原理是对线圈感应电压的时间积分进行测量.原有的磁链差测量方法是基于数字积分原理的,当其应用于能量天平同步测量方法中时,难以克服数据采集卡的本征弱点,无法满足10-8量级的相对标准不确定度需求.为此,基于双积分型模数转换器(ADC)提出...     

当代计量科学发展的新趋势

回顾了计量科学在日常生活和科学研究方面的重要性,指出以实物计量基准建立的计量单位制存在的问题.分析了以基本物理常数(真空光速值c0,元电荷e,普朗克常数h,波尔兹曼常数kB和阿伏加德罗常数NA)和原子的物理特性(约瑟夫森效应和量子霍尔效应)进行计量基本单位量子化研究的重要性和紧迫性.介绍了长度、质量、电学量、温度和时间等计量基本单位量子化研究的新趋势.简单介绍了欧盟计量科学研究计划新动向.     

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 2 0 0 3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。     

无线电领域测量标准的过程控制

现行文件规定的过程控制方法对于部分无线电领域的测量标准过于严格,导致无法利用核查数据建立测量标准的过程控制图,本文提出一种适用于无线电领域的控制图设计方法,为标准使用维护人员提供一种参考。     

电磁计量学研究进展评述

2019年5月20日,国际单位制(SI)实现了7个基本单位均以基本物理常数为基准,计量体系迎来“计量单位量子化”和“量值传递扁平化”重大变革。电磁计量在计量学领域中占据极为重要的地位,开展电磁计量研究对保持我国量值传递先进性、促进计量学新发展具有重要意义。介绍了电磁计量的基本特性,综述了其在量子标准及芯片、能量天平、交流电量计量、交流阻抗及比率计量、高压计量、磁参量计量等方面的国内外发展现状,对电磁计量科学技术的发展趋势进行了展望。     

计量标准设备期间核查方法探讨

期间核查是保证校准实验室计量标准设备性能可靠的重要手段,对实验室标准设备实施期间核查是实验室管理中重要的组成部分,本文介绍了实验室计量标准设备期间核查常用的几种方法并结合实例加以验证.     

Generation of a Standard Electromagnetic Field in Free Space

We derive a transfer function that relates the electric field strength in far space to the input parameter. The main stages in deriving the transfer function are described, from the formulation of the physical model of the electromagnetic field generator to the expression of the transfer function in terms of the parameters of the antenna, the electric oscillator, and the input parameter meter. Particular attention is focused on a precise, unique definition of the concepts and quantities employed.     

氡室建标中几个技术问题的解决办法

标准氡室在氡浓度量值溯源和传递中起着重要作用。为了保证测氡仪量值统一、准确可靠,建立了测氡仪检定装置。针对在建立标准过程中出现的流气式氡源泄漏、氡室实验累积氡浓度值与理论值不一致和液体镭源结晶等问题,重点研究多重密封、改造洗气管路、优化洗气模式及多重过滤等技术方法,并建立氡室累积氡浓度经验曲线和质量管理措施等。按照新建立的实验方法和实验流程,氡室实验调节氡浓度和理论累积氡浓度相对偏差在±3.8%以内,液体镭源长期稳定性在0.7%以内,符合氡室建标的计量性能要求。     

密度副基准的量值复现

介绍了静力称量法基本原理、测量装置及测量过程、参数控制。采用静力称量密度量值传递方法实现了从单晶硅球密度到副基准密度计组全部137只浮计的量值复现,并对不同密度段的基准浮计进行了测量不确定度评估。     

汞离子频标数据采集系统的小型化设计

为实现汞离子微波频标电子伺服系统的小型化,设计了一种基于FPGA的汞离子频标数据采集系统。采用宽带、高速、低功耗的微芯片电路模块对离子跃迁谱线的微弱荧光信号进行放大、整形、降噪处理;利用FPGA高速光子计数法对信号进行采集。取代了传统的计算机软件LABVIEW与商用仪器结合的数据采集系统,实现了对离子微波频标物理系统中微弱荧光信号的有效采集。