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。     

多用途精密齐纳电压源的研究

1引言电学或电子学测量是一切现代测量技术的基础，测量的准确性首先依赖于测量仪器内部标准单元的准确度。而此标准单元需具有正确的计量溯源性，由更高一级的标准对它进行检定。电压测量又是一切电测量的基础。我国的电压单位按照国际计量大会第十八次会议决议，是通过超导体的约瑟夫森效应溯源至国际单位制（SI）电压单位一伏特。1993年我院与中国计量科学研究院共同完成了国家量子电压基准和作证基准的研究。电压的量值传递由饱合式韦斯顿标准电池组构成的电动势副基准和工作基准进行，它们由量子电压基准进行监测与赋值。从工作基准向…     

表面声波单电子输运器件中弱电流的测量

研究表面声波单电子输运(SAW/SET)器件中的量子化声电电流对于揭示表面声波驱动的单电子输运特性有重要意义,并且有可能应用于量子电流基准,从而把安培与基本电荷和频率联系起来.为此设计了一种高精度高智能测量系统用于测量表面声波单电子输运器件中的声电电流.通过采用高性能Ⅰ-Ⅴ转换器和小波去噪等措施,使系统的噪声峰峰值小于30fA;采用LabVIEW编写的测量程序和合适的硬件实现了智能化的自动测量.该系统已成功地应用到SAW/SET器件中弱电流的测量,为将来揭示表面声波驱动的单电子输运特性和量子电流基准的可能实现做了有益的探索.     

国家科学技术进步奖二等奖获奖项目介绍 国家直流大电流计量标准研究

正一、引言直流大电流测量技术广泛应用于工业生产和科学研究:直流高压输电、金属电解、高铁机车、电动汽车等产业都需要准确测量直流大电流,以测量线路损耗、电流效率或进行安全监控;在核动力和高能物理等科学研究中,需要高准确度地测量、控制和稳定直流大电流进行科学实验。直流大电流准确、有效测量,需要可靠地溯源到国家计量基准。工业生产和科学研究中对直流电流测量的大小和准确度差异很大,电流从几百安培到几十万安培,准确度从百分之一到百万分之一;测量原理和方法也很多,包括分流器法、直流互感器法、磁位计法、核磁共振法、霍尔电流传感器法、磁光效应法、电流比较仪     

长度单位米的两代量子基准比较

建立复现准确度高、长期稳定、具有普适性的量子基准是计量学在新世纪的新追求。长度单位米的计量基准随着计量科学技术的发展,经历了由实物基准——氪-86光波长度基准（米的第一代量子基准）——与基本物理常数相联系的633nm氦氖激光波长基准（米的第二代量子基准）的变革过程。米的两代量子基准各有特点,从不同角度加以比较是一件很有意义的工作。     

2013年全国质检系统计量工作要点

围绕提高质量,夯实计量技术基础 1 建立健全计量基标准体系 应对国际单位制中以量子物理为基础的自然基准取代实物基准的重大变革,紧密跟踪国际计量科技最新进展,继续加强新一代高准确度、高稳定性量子计量基准研究;围绕经济、社会发展和国防建设需求,积极开展急需的国家计量基标准研究;加大现有国家计量基标准研究改造力度,提高测量准确度、扩大测量范围.进一步加强对国家计量基标准的管理,做好国家计量基准复核检查工作,对检查中发现的问题进行分析,完善计量基准的管理.继续开展电离辐射领域量和单位改制工作.     

总光通量国家基准

总光通量基准由复合式大型自动分布光度计和发光强度副基准组成，其主体是分布光度计，主要功能是测量光源发光强度的空间分布，并由此自动计算出光源的总光通量和照明工程中所需要的多种参数，给出相应的图表。它是光度计量和照明工程的基础性设备，除用作建立总光通量计量基准、标准外，还广泛用于工程测试，为电光源工业、照明工程、空间技术产品质检等领域提供测试服务。这台装置于1973年开始筹建，1982年最后建成。1986年经原国家计量局批准为总光通量国家基准。它由直接测量和通过反射镜系统测量两套系统有机结合而成，有较宽的测量范…     

新的起点 新的征程——第三届《中国计量》中青年优秀科技论文奖获奖感言

张江涛中国计量科学研究院交流高频大电流计量在国防建设、冶金、电力以及医疗等领域有着广泛的需求,因此也是多年来国内外研究的重点。在科技部立项支持之下,中国计量科学研究院于2007年完成了相应的科研课题,建立了我国独立自主的交流高频大电流国家基准。《中国计量》长期关注我国计量领域最新科研动态,在课     

面向电力工业 面向市场 发展高电压大电流计量工作

国家高电压计量站于1975年建站，任务是建立、保存、传递国家高电压大电流基（标）准；开展高电压大电流计量测试技术；归口管理进口的高电压大电流计量设备等三项任务。开始建站时只有从中国计量科学研究院转来的18kV工频电压比率标准和5kA工频电流比例标准两套国家标准。安装在一栋简易的平房里，只有5名技术人员开展计量检定工作。经过对多年的发展，国家高电压计量站已经具有国家4项授权，除了进行高电压大电流计量检定外还建立有静电电压表检定装置、绝缘电阻表检定装置，并且成为国家互感器新产品定型鉴定单位。在试验室的建设上，高…     

国家科学技术进步奖二等奖获奖项目介绍 国家直流大电流计量标准研究

正一、引言直流大电流测量技术广泛应用于工业生产和科学研究:直流高压输电、金属电解、高铁机车、电动汽车等产业都需要准确测量直流大电流,以测量线路损耗、电流效率或进行安全监控;在核动力和高能物理等科学研究中,需要高准确度地测量、控制和稳定直流大电流进行科学实验。直流大电流准确、有效测量,需要可靠地溯源到国家计量基准。工业生产和科学研究中对直流电流测量的大小和准确度差异很大,电流从几百安培到几十万安培,准确度从百分之一到百万分之一;测量原理和方法也很多,包括分流器法、直流互感器法、磁位计法、核磁共振法、     

计量科技工作的几点思考

人类在科学研究、经济活动和社会发展中每时每刻都离不开测量。测量结果实际上是人类活动最重要的信息源之一，如果这种信息是错误的或者没有可比性，就无法正确地认识事物、认识自然，进而就无法改造自然。计量是关于测量的科学，它保障计量单位制的统一和量值的准确可靠，主要包括定义计量单位；研究、建立、维护和使用各种量的基准，使单位的定义值得以复现；通过检定和校准，使各种测量仪器的量值能溯源到计量基准；研究测量方法和测量技术；将国家计量基准与国际进行比对，以取得国际等效性和一致性。所以，计量科学是测量活动的基础，…     

第七讲 科学计量、法制计量与工业计量

从我国计量事业发展的进程和国际上对计量学的认识来看,计量可分为科学计量、法制计量与工业计量3个方面,而且从计量学的历史发展进程来看,计量学的发展也是经过科学计量学,发展到法制计量学,进而扩展至工业计量学。所谓科学计量是指关于研究计量单位及其基准、标准的建立、复现、保存和传递;测量方法及其运用;测量不确定度的评定：根据预定目的进行测量操作的测量设备;以及进行测量的观测人员及其影响;计量学研究与测量有关的一切理论和实际问题。所谓法制计量是指：为了保证公众安全和测量的准确、可靠,从技术要求和法律要求方面研究计量单位、澳4量设备和测量方法的国家监督与管理。     

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。     

磁感应强度基准技术评述

从不确定度和应用情况等方面介绍了当前磁感应强度量值单位的几类基准,包括基于计算线圈的实物基准、基于核磁共振原理的量子基准和基于质子旋磁比的基本物理常数基准。量子精密测量领域近年来发展迅速,出现了比传统核磁共振基准的准确度更高的原子磁共振量子基准、可以进一步拓展核磁共振基准的量值下限的超导-核磁共振技术等新进展。重点评述了现有的磁感应强度的量子基准,并介绍了一些有望进一步拓展磁学计量前沿的新进展。     

表面声波单电子输运器件中弱电流的测量

研究表面声波单电子输运（SAW/SET）器件中的量子化声电电流对于揭示表面声波驱动的单电子输运特性有重要意义,并且有可能应用于最子电流基准,从而把安培与基本电荷和频率联系起来。为此设计了一种高精度高智能测量系统用于测量表面声波单电子输运器件中的声电电流。通过采用高性能I—V转换器和小波去噪等措施,使系统的噪声峰峰值小于30fA;采用LabVIEW编写的测量程序和合适的硬件实现了智能化的自动测量。该系统已成功地应用到SAW／SET器件中弱电流的测量,为将来揭示表面声波驱动的单电子输运特性和量子电流基准的可能实现做了有益的探索。     

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。     

我国研制的1V量子电压基准装置达到国际先进水平

细者按：1992年，由中国计量科学研究院和中国测试技术研究院联合组成课题组，共同研制IV量子电压基准装置。该课题已于1993年年底完成并通过国家技术监督局主持的鉴定。1995年该装置与国际计量局的基准装置进行了比对，达到了国际先进水平。1996年已上报国家技术监督局申请建标，现正在审批中，即将成为我国新的电压基准。该装置现设在中国计量科学研究院。电压是电磁学领域中的一个重要的物理量，其单位为伏特（V）。在电磁计量的发展史中，它和电阻单位一起，一直被作为整个电磁计量的基础。因此，如何准确地复现和保存电压单位量值，…     

测量的学问(十四)

使用电流天平复现安培是由电流天平和与电流天平线圈串联的安培计实现的。图5—9是用以复现安培的计量基准——电流天平的电路。由于一般指针式仪表只能达到1×10~(-3)的测量不确度,不能满足复现安培的需要,因此采用如图5—9所示的电路,以电位差计法控制被测电流,靠手动或自动调节镇流电阻,使电阻器 R 上的电位降和韦斯顿电池的电动势 E 相平衡。因此,电流便保     

测量的学问(十三)

4.安培的定义及其计量基准国际单位制和我国法定计量单位规定:安培(A)是电流单位,定义为“在真空中截面积可忽略的两根相距1米的无限长平行圆直导线内通以等量恒定电流时,若导线间相互作用力在每米长度上为2×10~(-7)牛顿,则每根导线中的电流为1安培”。电学计量单位是各种计量单位中曾使用过的单位制最多、最复杂的一个单位体系。曾经     

国际单位制四个基本单位将重新定义

2006年8月30日，国家质检总局在北京举办了“国际单位制的历史、现状和未来”报告会。国家质检总局葛志荣副局长为报告会致词时指出：“国际单位制（SI）是计量学研究的基础和核心。七个基本单位的复现、保存和量值传递是计量学最根本的研究课题。目前，国际计量界正在讨论采用自然量子现象和基本物理常数重新定义千克、安培、开尔文、摩尔四个SI基本单位的问题，世界上许多国家都开展了相关研究，预计将于2011年在第24届国际计量大会上通过相关决议。