高准确度微小扭矩标准装置研究

介绍了中国计量科学研究院新研制的基于空气轴承支撑技术的1mN·m～1N·m微小扭矩标准装置的工作原理、机械结构、性能试验和不确定度评定。该装置采用静压空气轴承作为力臂杠杆的支撑部件;力臂杠杆系统采用单臂结构,并配备了配平机构和力臂限位保护机构;砝码加载机构采用砝码吊挂、砝码组和砝码支撑系统精密结合的方式。理论分析和性能试验表明:该装置的相对扩展不确定度(k=2)在1～5mN·m范围内小于3.4×10-4;在5～100mN·m范围内小于7.4×10^-5;在100mN·m～1N·m范围小于2.6×10^-5。     

声学法砝码体积测量系统的研究

利用声学原理,设计了一套声学法砝码体积测量系统,以满足高精度砝码体积的测量需求。实际测量实验中,通过系统对10～100g的砝码进行了体积测量,测量结果同液体静力法相比,相对误差低于8.3×10^-4;系统的相对扩展不确定度小于4.3×10^-4。     

1000V多盘感应分压器标准建立

中国计量科学研究院研制了一台1000V多盘感应分压器标准装置,用作工频1000V电压比例标准。该装置使用了一种基于互感器注入的误差补偿技术,可准确提供从1×10^-8到1的宽范围比例出。感应分压器的误差校验使用了包含三同轴屏蔽技术的改进型参考电势增量法,并设计了多比例参考互感器以便对感应分压器进行整体校验。所研制的感应分压器准确度优于1×10^-7,校准结果不确定度小于2×10^-8。     

基于空气轴承支撑技术的高准确度大扭矩标准装置研究

介绍了新研制的基于空气轴承支撑技术的20 kN·m高准确度扭矩标准装置的工作原理、机械结构、性能试验,评定了该装置的不确定度.该标准装置采用静压空气轴承作为力臂杠杆的支撑部件,力臂系统采用了多部件框架结构,力臂材料采用了低热膨胀系数的因瓦合金材料,砝码加载系统采用了多个砝码组、旋转托盘和升降机构结合的方式,实现了不同量...     

锁相环路对氢原子钟性能影响的实验分析

实验以上海天文台SOHM-4型氢原子钟脉泽信号和新研制的模拟-数字混合型锁相环路为基础,主要分析锁相环路参数对氢原子钟输出信号的短期频率稳定度和单边带相位噪声的影响。针对氢脉泽信号高Q值的特殊性,通过理论分析和实验验证寻求与其相匹配的最佳环路参数。实验结果表明,锁相环路的参数设置直接影响到氢原子钟输出信号的性能;在脉泽信号不变的情况下,改进后的锁相环路和主电子学系统可使氢原子钟的频率稳定度提高至1.7×10^-13/1s, 3.3×10^-14/10s, 9.1×10^-15/100s, 2.9×10^-15/1 000s, 1.4×10^-15/10000s,即较之原有的技术指标,在各取样时间范围内,频率稳定度的测试结果均提高了半个量级。     

MnO2纳米棒-还原石墨烯复合修饰玻碳电极用于苋菜红的检测

利用电化学还原法制备MnO₂纳米棒-还原石墨烯复合修饰电极（MnO₂ NRs-ErGO/GCE）用于苋菜红的检测。采用SEM和XRD分别对修饰电极材料进行微观形貌和成分结构表征。通过循环伏安法考察了苋菜红在裸电极、ErGO/GCE和MnO₂ NRs-ErGO/GCE上的电化学行为,并对测定条件如pH值、富集电位、富集时间进行了优化。结果表明,MnO₂ NRs-ErGO增大了GCE电化学活性面积,提高了苋菜红的电化学氧化响应。在最优的检测条件下,MnO₂ NRs-ErGO/GCE线性扫描伏安法检测苋菜红线性范围为2.0×10^-8~1.0×10^-5 mol/L和1.0×10^-5~4.0×10^-4 mol/L,检测限为1.0×10^-8 mol/L。MnO₂ NRs-ErGO/GCE用于真实饮料样品检测,获得满意结果。     

数学摆台法的超低频加速度校准

建立了基于数学摆台法的超低频加速度校准装置,解决了线振动台超低频加速度信噪比低的问题,对相关校准具有参考价值和借鉴作用。根据低频噪声理论,在建立激光测振仪的功率谱密度模型基础上,提出了位移噪声的定量评价方法,通过实验验证了所提方法的正确性。对数学摆台的虚拟摆臂、激励传递系数进行了实验测量,对校准装置的测量不确定度进行了评定。该装置实现了加速度计在频率范围0.001～0.1Hz、加速度范围5×10^-7 ～1×10^-2m/s² 的绝对法校准。     

小型化铷原子频标数字锁频环路设计与实现

设计并实现了一种用于铷原子频标的小型化锁频环路。采用数字锁相倍频技术,实现了10MHz信号的45.5645833次倍频。再经过一级15次倍频后获得频率为6834.6875MHz的铷原子频标微波探寻信号。通过数字电路技术实现了455.645833MHz信号的小调频。测量并分析了455.645833MHz信号的相位噪声,结果表明电路系统对铷频标频率稳定度的贡献为3.2×10^-12τ^-1/2。测量了利用该电路得到的铷频标的短期频率稳定度,结果为5×10^-12τ^-1/2（1s≤τ≤100s）,明显高于一般商品小型化铷原子频标。     

毫米波功率计量标准器芯片的研制

针对毫米波WR-6波段功率标准器核心芯片需求,设计了芯片整体结构,研究了结构中各层的微加工工艺,制备了温度传感用Pt薄膜,在250 ℃退火后,100 nm Pt薄膜的电阻温度系数(TCR)达到2.4×10^-3/K,相对稳定度为2.4×10^-6。安装在毫米波功率标准器上的芯片对110～170 GHz的反射率低于-23 dB。直流功率灵敏度为0.83 mΩ/mW。     

光腔衰荡光谱法测定气体中微痕量水不确定度评估

介绍了基于光腔衰荡光谱法测定气体中的微量水的方法原理,该方法适用于含量为0.2×10^-9～20×10^-6 mol/mol的所有气体中水分的测定。建立了光谱分析法的原始数学模型,对测定方法的不确定度进行了评估,结果表明该方法的扩展不确定度为（8～20）×10^-9 mol/mol（k=2,p=95%）。     

中国一级标准海水不确定度分析研究

中国一级标准海水作为有证标准物质,不确定度是其一项重要的质量参考指标。参考了国际标准海水(IAPSO SSW)不确定度的分析方法,引入GB/T 15000.3《标准样品工作导则(3)—标准样品定值的一般原则和统计方法》等标准中相关的统计方法,对定值不确定度、均匀性不确定度、长期稳定性不确定度3个分量进行了逐一分析。以P1批次一级标准海水的数据为例,计算得出以上分量的电导率比不确定度分别为5.00×10^-6、5.05×10^-6、4.50×10^-6,合成标准不确定度为8.42×10^-6,扩展不确定度为1.7×10^-5。依据不确定度传播规律,计算得出盐度扩展不确定度为6.6×10^-4(或0.001)。     

Direct comparison of two independent Josephson voltage standards at1 V and precision measurements up to 10 V

Two Josephson voltage standards have been compared using a room-temperature electronic nanovoltmeter with a peak-to-peak noise of about 2 nV at the 1-V level corresponding to a RMS uncertainty of 4×10^-10. The excellent stability in maintaining the desired voltage steps makes it possible to obtain recorder traces comparing Nb/Al₂O₃/Nb Josephson standards with Weston cells and Zener reference standards at 1 V and 10 V. At 10 V the best result shows a peak-to-peak noise of 250 nV corresponding to a RMS uncertainty of 5×10^-9 for a Zener reference and 50 nV corresponding to 1×10^-9 for a series connection of nine Weston cells. As an example for the application of the Josephson standard as a potentiometer the deviation in the linearity of a digital voltmeter is confirmed to be on the order of 0.1 p.p.m. in the range from -10 V to +10 V     

一种基于三端口网络的互感器电压串联加法

1954年Zin E和Forger K成功研究出互感器串并联电压加法线路;1988年国家高电压计量站成功研究出互感器双边串联电压加法线路,2006年使用串联型电压互感器进行双边电压加法,2008年试验电压达到1 000/■kV,电压比不确定度不大于4×10^-5(P=95%)。要进一步减小电压比的不确定度,需要最大限度地消除串联型电压互感器的屏蔽误差以及邻近干扰误差。除了设计电磁屏蔽更完善的串联型电压互感器外,还可以使用三端口网络理论实施电压加法,通过三端口网络的响应叠加性,使得在加法过程中的屏蔽误差和邻近干扰误差很大程度上得到补偿。2013年使用广东电网电力科学研究院的500 kV工频电压比例自校系统装置进行了验证试验。与1988年数据相比,110/■kV电压下的屏蔽误差从18×10^-6减小到1.5×10^-6,与2006年数据相比,500/■kV电压比例不确定度从15×10^-6减小到7×10^-6(P=95%)。     

Determination of the tesla-to-ampere ratio for the KRISS/VNIIMγ'P-experiment

Tesla-to-ampere ratio giving the largest error in the γ'_P-low-field-experiment has been determined using a modified noncontacting method. The total uncertainty of 0.164×10 ^-6 has been attained. The constant of a solenoid and the γ'_P-value have been corrected for magnetic susceptibility of air. The result is γ'_P=2.675 154 18×10⁸ s^-1 T^-1 (Tesla BI-90) with the total uncertainty of 0.18×10^-6     

检定介质制备与静力称重法容量测量不确定度研究

采用微滤反渗透电去离子法制备超纯水代替自来水做为容量计量的检定介质。测量水的氢氧同位素丰度、温度梯度和大气环境参数,进行纯水密度计算的同位素丰度、压缩修正及溶解空气修正。水样检测结果表明,所制水符合GB/T 11446.1 EW-I水标准。水密度测量的标准不确定度减小到7×10^-3kg/m3,容量基准的容量测量不确定度Urel小于3×10^-5（k=3）。     

10 kPa气体活塞式压力计计量性能测试研究

用FPG8601型活塞式压力计作为标准器,对一台测量范围为1.2～10 kPa的气体活塞式压力计的活塞有效面积和鉴别阈进行了测试研究.介绍了标准器的特点和溯源方法,对被测器需要进行全量程测试的必要性和测试程序进行了阐述.测试覆盖了包括被测器测量下限在内的5个不同压力点,计算得到其活塞有效面积的平均值为9.773 71 ...