二等量块检定装置

利用激光干涉测长原理研发二等量块自动测量系统并对其进行成果验证。该装置采用633 nm碘饱和吸收稳频He-Ne激光器作为标准;硬件设计包括开发机械主体,搭建激光光路和信号处理模块,研发精密柔性定位的传感器、选配相关电机驱动和环境参数监控系统;软件研发数据采集和监控处理程序、测量结果判定及环境参数补偿软件;该装置测量范围上限100 mm,测量量块的扩展不确定度为U=0.04~0.08μm(k=3)。该装置为华南地区的最高等级计量标准,对外开展长度尺寸为0.5~100 mm的二等量块检定业务。     

激光干涉二等量块自动测量装置

该文利用激光干涉测长原理研发二等量块自动测量系统,该装置采用633 nm碘饱和吸收稳频He-Ne激光器作为标准。硬件方面设计、开发机械本体,搭建激光光路和信号处理模块,研发精密定位的柔性传感器,选配相关电机驱动和环境参数监控系统;软件方面研发数据采集和监控处理程序、测量结果判定及环境参数补偿软件。本装置测量范围上限达100 mm,测量量块的扩展不确定度为U=0.04~0.08μm(k=3),其复现量值指标达到JJG 146——2011《量块》的技术要求。     

如何填写检定装置中计量标准技术报告？（第三部分）

9测量不确定度评定 9.1概述9.1.1测量依据：JJG178-2007《紫外、可见、近红外分光光度》检定规程。9.1.2环境条件：温度（10～35）℃;相对湿度≤85%。9.1.3测量标准（1）波长1汞灯U=0.01nm,k=2;2氧化钬滤光片,扩展不确定度为：200nm-380nm U=（0.2-0.5）nm,k=2;380nm-700nm U=（0.1-0.4）nm,k=23干涉滤光片,扩展不确定度为：U=（0.5～1）nm（k=2）;     

光干涉法高精度材料线膨胀系数测量

中国计量科学研究院研制的高精度材料线膨胀系数测量装置,满足温度范围为5～40 ℃、被测件长度在20～1 000 mm之间的线膨胀系数测量。采用激光干涉法测量被测件长度变化量,用高精度温度传感器测量温度值。设计了热平衡式干涉镜,利用空气折射率修正和零位误差补偿技术,保证在5～40 ℃变温范围内激光干涉仪的测量精度。以500 mm标准量块作为测量对象,线膨胀系数测量结果与德国物理技术研究院(PTB)测量结果的相对偏差为0.2%。材料线膨胀系数测量不确定度达到3×10^-8K^-1。     

新型移相量块干涉仪的研制

研制了一台用于0.5~100 mm量块测量的新型移相量块干涉仪,分别以波长为633 nm和543 nm的两台稳频激光器作为测量光源,通过一根单模光纤引入到干涉仪内。高精密移相器实现5步移相干涉测量,CCD相机采集干涉条纹并计算干涉条纹小数,被测量块长度采用多波长的小数重合法计算。移相量块干涉仪的测量不确定度达到U=0.015μm+0.07×10~(-6)L(L为量块长度,mm)。     

自动测量高精度量块的JLG型激光干涉仪

JLG型激光干涉仪是自动测量高精度量块的新型干涉仪,它采用了稳频激光、电子数显、白光干涉自动定位、空心立体棱镜和自动控制等先进技术。实验表明,它的极限误差达到△_(Iim)=±(0.03+0.2L)微米,L是被检量块的长度,单位为米。     

量块的线膨胀系数测定

用绝对光波干涉法测量一等精度的量块长度时,由于不可能保证测量时的温度条件恰好是标准温度20℃,因此,需要精密地测定量块的线膨胀系数,以便把在非标准温度状态下测得的量块长度修正为标准温度条件下的长度。大部分精密测量用的量块是用优质合金钢经过热处理制成的,其温度线膨胀系数在10～13×10~(-6)范围内,因此,如果不精确知道线膨胀系数,那么即使有良好的恒温条件,譬如环境温度能保持在20±0.1℃,由于膨胀系数用得不当,亦可能带来较大的测量误     

干涉条纹小数的测量

对高精度干涉条纹小数测量的方法进行了系统的介绍.就干涉条纹小数的定义、暗条纹中心的确定、量块中心长度测量的起始和终了位置进行了较全面的分析,实现了不确定度为2 nm的干涉条纹小数的测量.引用实验与国际比对结果理论分析予以验证.     

一等环规测量装置

一等环规测量装置采用He-Ne稳频激光波长作为测量基准 ,应用干涉条纹进行绝对测量 ,配以高精度的数字细分电路 ,使仪器分辨力达到 5nm ;静态光电显微镜瞄准不确定度为 30nm ;精密定位技术使其驱动步距达到 5nm     

三等量块标准装置不确定度评定

不确定度是测量工作的质量和测量结果可信赖程度和评价。利用三等量块、接触式干涉仪、平面平晶、温度湿度计、干涉显微镜等组成建立三等量块标准装置,通过对三等量块标准装置测量不确定度来源的分析,评定了三等量块标准装置测量不确定度大小,分析得到的结果满足采用比较测量法检定四等及四等以下量块。     

温度与量块长度光波干涉测量的相关性

温度从测量标准和被测对象两个方面作用于量块长度光波干涉测量.以测量不确定度为线索,在理论计算与实验结果的基础上,就影响量块长度测量的各温度影响源及其相互关系,以及相应的具体控制方法及边界进行了讨论.     

基于热电偶的温度测量系统的不确定度

长度实物标准器(如量块、线纹尺等)的高精度测量装置中对温度的控制和测量十分重要,在较小的温度变化范围内,采用热电偶结合铂电阻温度计的测量方法实现了温度的精确测量.详细叙述了该系统测量不确定度的来源及大小,温度自动测量系统的扩展不确定度小于5 mK.     

基于热电偶温度测量结果的不确定度评定研究

长度实物标准器(如量块、线纹尺等)的高精度测量装置中对温度的控制和测量十分重要,在较小的温度变化范围内,采用热电偶结合铂电阻温度计的测量方法实现了温度的精确测量.本文详细叙述了该系统温度测量不确定度的来源及大小,最后得出温度测量的扩展不确定度小于5mK.     

一种新型的碘稳定633 nm He-Ne激光系统

介绍了基于非饱和蒸汽压的碘稳定633 nm He-Ne激光系统,其碘室无需控温装置.激光器的腔长为26 cm,输出功率为0.3 mW,激光调谐范围能够覆盖从a到n的14个吸收峰.通过拍频测量实验,其频率的相对标准不确定度达到6.3×10-11.1 000 s的频率稳定度优于2.5×10-12.该稳频激光系统已被用于国产的量块干涉仪和绝对重力仪中.     

量块比较测量温度的量化及研讨

JJG146—2003《国家量块检定规程》不仅就量块测量温度对20℃的偏差而引人的不确定度做出了不超过被测量块长度测量总不确定35％的要求，同时还在规程的附录中对量块长度测量温度进行了列表量化。本文从三等量块长度测量不确定度分析人手，对三等量块长度比较测量的温度进行分析、量化和讨论，以期对新规程的实施有所帮助。     

十分表示值误差测量结果的不确定度评定

正一、测量依据JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》。二、测量环境条件温度:(20±10)℃,湿度:≤80%RH。三、测量标准(0.5~100)mm三等量块,测量不确定度为U99=0.10+1L。四、被测对象十分表,型号(0~10)mm,出厂编号:53088,生产厂家:日本。五、测量方法在规定条件下,将十分表固定在表架上,将一组三等量块依次放于两测量面之间,十分表的示值     

基于热电偶温度测量结果的不确定度评定研究

长度实物标准器(如量块、线纹尺等)的高精度测量装置中对温度的控制和测量十分重要,在较小的温度变化范围内,采用热电偶结合铂电阻温度计的测量方法实现了温度的精确测量。本文详细叙述了该系统温度测量不确定度的来源及大小,最后得出温度测量的扩展不确定度小于5mK。     

中国与新西兰的碘稳频氦氖激光器的比对

我国的碘稳频633nm氦氖激光器曾在1980年与国际计量局的同类激光器进行过比对。此后更换了吸收室、激光管和谐振腔镜,稳频器中某些器件及拍频测试系统也作了更新,因此有必要作一次检验。按照亚洲及太平洋地区计量规划组织的安排,新西兰国家物理工程研究所(PEL)的R.B.Hurst博士于1984年携带该所的碘稳频633nm氦氖激光器到北美、西欧及亚太地区共九个国家进行巡回比对,四月份到达北京,在中国计量科学研究院(NIM)与我国作为长度基准的同类激光器进行了比对。 整个比对共进行了两组,测量了碘127的d、e、f、g四个吸收峰的频差矩阵,采样时间为10秒。比对的结果是:频差△f_(PEL-NIM)为 28.6kHz,每组测量值的Allan方差为2×10~(-11)～5×10~(-12)。两组测量中计算得到的△f_(PEL-NIM)的均方差为1.3kHz。 PEL激光器的工作条件为:输出功率32μW(腔镜透射率0.13％),冷指温度18℃,峰-     

利用牛顿环测量光反射位相差的研究

干涉法直接测量量块长度时的位相差是一个重要的误差来源.我国现在位相测量方法是堆积法,该方法需要很好的研合水平,而且重复性差.提出了一种利用牛顿环来测量光反射位相差的新方法.将一个特制的小透镜分别放置在被测量块和平晶上,在小透镜的下表面和量块或平晶上表面之间形成等厚干涉的同心圆环,即牛顿环.分析牛顿环的图象可以测量反射相移和位相差.使用该方法研制的测量装置对量块和平晶表面的光反射位相差进行了测量试验,其测量结果的标准不确定度小于5 nm.     

从长度单位米到时间单位秒:稳频激光-飞秒光梳-铯原子喷泉钟-光钟

报道了中国计量科学研究院(NIM)在复现国际单位制(SI)长度单位米和时间单位秒的研究进展,包括稳频激光、NIM4铯原子喷泉钟和飞秒光学频率梳.NIM4钟不确定度达4.4×10-15,NIM在研的飞秒光梳将以优于1×10-13的不确定度实现光学波长向微波频率的溯源.文中还讨论了127I2饱和吸收633nm 3次谐波稳频的HeNe激光波长比5次谐波稳频的更"准确";指出飞秒光梳是从动跟踪系统,描述它的性能指标应当是它的跟踪精度;估计了用"吸收室-原子束-原子喷泉-原子/离子存储"4种不同原理所建频标可能达到的不确定度极限.最后简略展望时间频率基准研究的新动向--光钟.