纳米计量标准的发展现状与趋势

纳米计量技术能够为超精密加工技术提供纳米级位移和三维形貌,在纳米技术中扮演着重要角色.纳米计量标准包括台阶、膜厚、光栅及线宽等,用来校准现场条件下的纳米测量仪器.为了解纳米计量标准的发展现状与趋势,分析了台阶、膜厚、光栅以及线宽等纳米计量标准的国内外现状、国际比对情况和发展趋势,对实现解决测量仪器的溯源性,建立国际单位制下的纳米计量体系做出了相应工作.随着一个技术节点到下一个技术节点,为保证测量仪器的准确度,需要开展更小尺寸下纳米计量标准和测量方法的研究.     

利用计量型原子力显微镜进行两维纳米格栅的测量

二维纳米格栅是纳米测量仪器的重要校准标准之一,也是国际计量局长度咨询委员会(BIPM/CCL)组织的五种纳米计量标准比对项目之一.计量院研制的计量型原子力显微镜在x,y,z三个方向固接有无阿贝误差布局的激光干涉仪,干涉仪的激光光源用碘稳频激光进行了校准,使得二维纳米格栅的测量结果可以直接溯源到米定义SI单位.使用高斯滤波器对测量数据进行了预处理,并研究了重心法二维格栅间距与夹角的计算方法.最后根据不确定度分析导则给出了格栅测量的不确定度评定分析.     

直径测量国际比对中标准器和测量方法的统一与讨论

国际比对是国际计量局的重要工作任务之一,比对项目由国际计量局的各个专业咨询委员会确定.由于直径尺寸是精密制造业中一项关键的测量内容,国际计量局长度咨询委员会(BIPM CCL),将"直径标准尺寸"列为长度国际关键比对项目(包括内直径和外直径测量).参加比对的实验室为12个国家的计量院.关于直径标准器(环规和塞规)和测量问题等,参加比对的实验室进行了长时间的讨论,最终确定了比对标准器规格尺寸、测量位置、温度修正以及测量和评定方法.     

论纳米光栅测量技术

作者及其同事们经过20多年努力将计量光栅技术提高到了纳米量级和亚纳米量级，并进行了大面积推广应用，形成了一整套纳米光栅测量技术，该文为对这套技术的综合论述．首先回顾了刻线技术的发展历史，指出中国古代曾作出杰出贡献．归纳了发展计量光栅技术的5个阶段和4项内容．给出纳米光栅的定义和两个特点，并通过作者和同事们的光栅制造过程说明，纳米光栅实质上是一种刻录、固化到光栅基体上的光波波长．它为纳米测量领域提供了一种新途径、新方法，与激光干涉仪等现有纳米测量方法相比，具有自己独特的优点．文中讨论了纳米光栅的读取技术与信号处理技术，提出了纳米光栅细分误差的错位测量法．还讨论了与纳米光栅相关的纳米机械，介绍了作者和同事们的科研成果，圆柱、导轨等的机械精度已经进入了纳米量级．最后讨论了纳米光栅与激光干涉仪以及高等级量块的比对结果．     

纳米尺度线宽的测量与Nano1国际关键比对

现代集成电路制造业、数据存储工业和微机电系统等行业的不断发展,对纳米尺度线宽的测量提出了越来越高的要求.目前的一些测量方法分别存在各自的缺点与不足,在缺少更高准确度计量标准的情况下,往往采用比对的方法使计量结果趋于一致.国际计量局在1998年把纳米尺度线宽计量确定为纳米尺度基本特征国际关键比对项目之一.文章对它的主要研究内容以及进展情况作了介绍.     

纳米计量光栅传感器的应用

计量光栅就是在玻璃、金属等基体上刻有密集规则线条的计量元件。我们将刻线准确度达到纳米量级的计量光栅称为纳米计量光栅．简称纳米光栅。它与传统的计量光栅相比。具有超精和超细两个特征。我国从上世纪50年代开始刻线技术的研究，其中，计量光栅技术是研究的重点。近20年来，计量光栅技术提高到了纳米量级和亚纳米量级，形成了一整套纳米光栅测量技术，并且以这套技术为依托在北京郊区建立了基地。进行大范围推广应用。     

对计量型原子力显微镜纳米测量系统的比对验证

原子力显微镜是广泛应用的纳米测量仪器。中国计量科学研究院成功研制了计量型原子力显微镜纳米测量系统,本文介绍了该系统的技术特点和指标,并通过与发达国家的比对测试验证了该系统在测量原理、测量精度及可溯源性方面已达到了国际先进水平。     

浅述计量光栅技术

利用光栅的莫尔条纹原理,把计量光栅作为精密计量元件,广泛应用于仪器仪表及机床等方面,有利于实现测量的自动化、数字化以及动态测量,并有利于提高测量精度。本文主要从莫尔条纹原理、计量光栅系统设计、光栅细分技术等方面对计量光栅测量技术及其特点进行介绍。随着现代电子技术的发展,计量光栅技术被应用于更多更广泛的领域,并向着纳米级精度突破。     

对计量型原子力显微镜纳米测量系统的比对验证

原子力显微镜是广泛应用的纳米测量仪器。中国计量科学研究院成功研制了计量型原子力显微镜纳米测量系统，本文介绍了该系统的技术特点和指标，并通过与发达国家的比对测试验证了该系统在测量原理、测量精度及可溯源性方面已达到了国际先进水平。     

我国首次参加振动样品磁强计磁性测量国际比对

国际电工委员会磁合金与磁钢分委员会(IEC TC68)于近期举行了振动样品磁强计磁性测量国际比对,比对针对永磁铁氧体球和磁性薄膜两种磁性材料的主要磁特性进行循环测量.比对结果表明当前国际范围内使用振动样品磁强计测量磁性材料具备较为良好的复现性,永磁铁氧体球的磁性测量偏差典型范围在2％以内,磁性薄膜的磁性测量偏差典型范围在2.5％以内,这一结果有力地支持振动样品磁强计发展成为一种IEC标准方法.中国计量科学研究院代表我国参加了此次比对,其比对结果位于此次比对的典型偏差范围之内.     

Estimation of Parameters of Universal Distribution of Moments of Failure of Products

A method is proposed for estimating the parameters of a mixture of exponential and Weibull distributions for which the accuracy of preliminary estimates obtained by graphical analysis is refined in accordance with the criterion of maximum likelihood. The efficiency of the proposed method is supported by the results of statistical modeling.     

Analysis of the rate of propagation of the wave of change of boiling modes

An approximate analytical expression is derived for the velocity of the front of the wave of change of boiling modes on a rod and on a plate. The impact of the Thomson effect and of the heater orientation in the gravity field is included. Adequate agreement is demonstrated between the derived relations and experimental data.     

可燃气体检测报警器测量结果的不确定度评定

本文详细介绍了可燃气体检测报警器示值误差测量结果的不确定度评定方法。     

水三相点复现的不确定度评定

水三相点是开尔文热力学温度的唯一基准点，也是ITS-90国际温标重要的定义固定点。因此，水三相点不确定度分析对整个温标的建立、温度量值传递起着至关重要的作用。近3年来，中国计量科学研究院研制出一系列高质量的水三相点容器，加强了水三相点的研究，为不确定度的分析提供了更为可靠的实验依据。同时，不确定度的分析也是客观评价新研制容器性能的一个重要指标。因此，根据实验结果对新研制容器所复现的水三相点进行了不确定度评定。评定结果表明，其扩展不确定度为0．16mK(k=2．69，P=0．99)。     

心电图机电压测量示值误差测量值的不确定度评定

本文介绍了心电图机电压测量示值误差测量值的不确定度评定与表示方法。     

Evaluation of optical properties of highly scattering media by moments of distributions of times of flight of photons

A novel method for the determination of the optical properties of tissue from time-domain measurements is presented. The data analysis is based on the evaluation of the first moment and the second centralized moment, i.e., the mean time of flight and the variance of the measured distribution of times of flight (DTOF) of photons injected by short (picosecond) laser pulses. Analytical expressions are derived for calculation of absorption and of reduced scattering coefficients from these moments by application of diffusion theory for infinite and semi-infinite homogeneous media. The proposed method was tested on experimental data obtained with phantoms, and results for absorption and reduced scattering coefficients obtained by the proposed method are compared with those obtained by fitting of the same data with analytical solutions of the diffusion equation. Furthermore, the accuracy of the moment analysis was investigated for a range of integration limits of the DTOF. The moment analysis may serve as a comparatively fast method for evaluating optical properties with sufficient accuracy and can be used, e.g., for on-line monitoring of optical properties of biological tissue.     

卧式金属罐容量的测量结果不确定度

本文根据多年的实践检定经验 ,参照JJF1 0 59- 1 999《测量不确定度评定与表示》以及《测量不确定度表达 1 0讲》 ,对卧式金属罐容量的测量结果不确定度进行了评定。