人眼角膜参数计量校准与量值溯源方法研究

角膜曲率半径、屈光度和散光轴位是评价人眼角膜形态的关键参数。为解决人眼角膜参数准确测量和量值有效溯源,基于角膜反射成像原理,采用球面和环曲面设计形式,首次研制出人眼角膜参数系列标准。曲率半径测量范围为(5.5~10.0)mm,不确定度U=0.002mm(k=2);轴位测量范围为 0°~180°,不确定度U=1°(k=2)。建立了角膜曲率计工作基准装置国家计量标准,形成了人眼角膜参数量值传递与溯源体系。实验结果表明,该计量标准可以满足人眼角膜参数测量仪器的校准和量值溯源,保证人眼角膜参数的测量准确。     

天然气流量计算机标准装置的实验方法研究

为满足天然气流量计算机的检定和校准需求,完善企业天然气流量量值溯源和传递体系,中国石化研究并建立了一套流量计算机标准装置。首次提出了信号通道检定和计算软件检定的双重检定模式,满足了不同型号和种类流量计算机的需求。在设备选型方面,选用高准确度的多功能校验仪作为标准器,选用Flowboss S600+流量计算机作为核查标准,实现了对不同信号传输类型流量计算机的检定。通过测试实验和不确定度评定,该标准装置流量测量不确定度优于0. 14%(k=2)。     

热量表示值误差(质量法)测量结果不确定度评定

根据JJG 225—2001 《热量表》检定规程,将配对温度传感器和流量传感器分别安装在热量表检定装置上,流量传感器给出流量信号,配对温度传感器给出入口和出口的温度信号,计算器采集流量信号和温度信号;经过计算,显示出载热液体从入口至出口所释放的热量值,标准热量由系统软件通过公式积分计算得到,被测表的热量值通过表盘显示读取,被测热量表示值误差(质量法)测量结果不确定度评定,由输入量的重复性标准不确定度;质量法热水流量标准装置引入的不确定度评定;配对温度传感器检测系统引入的测量不确定度评定;计算器引入的不确定度评定合成标准不确定度,正态分布取k=2评定扩展不确定度。     

标准太阳电池标定值计量方法研究

基于差分光谱响应度法搭建了标准太阳电池标定值校准装置,分析了标准太阳电池绝对光谱响应度随电池温度和偏置光辐照度的变化关系,通过数值拟合得到太阳电池短路电流与偏置电流的关系,实现太阳电池标定值测量不确定度1.2%(k=2)。搭建了标准太阳电池标定值户外计量装置,实现测量不确定度2.38%(k=2)。差分光谱响应度法与户外总辐射法测量结果比对的比率值为0.95,表明2种方法测量结果在不确定范围内量值等效。     

颗粒计数标准物质定值方法研究

为了探讨颗粒计数标准物质研究中缺乏操作性强、量值溯源可靠的颗粒计数标准物质定值方法等主要技术难点,本文中采用量值可溯源至长度基准的显微图象分析仪,配以血球计数板为球形乳胶颗粒计数标准物质定值,在确定标准值同时对于定值的不确定度进行了分析和研究。研究结果表明:采用这种方法的定值不确定度优于10%(k=2)。     

全辐照基准黑体辐射源量值溯源体系的建立

全辐照基准黑体辐射源是红外辐射量值传递的国家基准装置,是辐射温度(K)和光强(cd)两个基本量复现的基础.由亮度法以金属凝固点黑体将量值传递到下一级标准器.目前,全辐照基准黑体覆盖的温度范围为400-1000K,不确定度为0.05%(k=2),重复性为0.01%(k=2),量值传递的不确定度为0.1%(k=2),温度测定不确定度为0.05-0.5 K(k=2),对红外器件参数的评价不确定度为0.5%(k=2).     

2～4 MPa燃气流量标准装置不确定度评估及验证

为了满足燃气流量仪表的溯源需求，基于标准表法建立一套燃气流量标准装置。该装置采用4台涡轮流量计作为标准表，可达到燃气压力2～4 MPa时，流量范围60～8 600 m³/h的测量能力。针对标准装置存在的标准表非定点使用和低温介质的问题，对其进行不确定度的评估及控制研究。基于NIM-2015模型非线性拟合技术控制标准表非定点使用的不确定度，该标准装置可提供标准流量的不确定度为0.26%(k=2)。在此基础上，建立天然气管道流动传热模型，发现增加预流动时间动态置换管容可实现装置温度动态平衡，提高测量重复性，装置可校准流量计的最优不确定度为0.32%(k=2)。     

380~780 nm总光谱辐射通量量值导出及不确定度评定

叙述了光源380~780 nm总光谱辐射通量量值导出的基本原理。该量值基于测量灯的总光通量及用变角辐射计测量灯的光谱辐射强度相对分布,溯源至总光通量国家基准和高温黑体光谱辐射照度国家基准。总光谱辐射通量量值导出的不确定度主要影响因素包括总光通量、光谱辐射标准灯、光谱辐射计自身特性、变角辐射计(机械部分)和测量系统重复性,扩展不确定度U=3.3%~1.6%, k=2。     

微风速标准装置的建立和热线风速仪校准方法的实验研究

中国计量科学研究院建立了微风速标准装置,基于该标准装置对热线风速仪的校准展开了实验研究。微风速标准装置基于相对法测量原理,实验通过气浮滑车搭载热线风速仪运动,由激光干涉仪测得的距离对时间微分得到标准速度,通过这种方式实现了热线风速仪的校准。滑车的运动速度可以溯源到国家计量院的时间和长度基准;此外,根据热线风速仪传感器的理论模型计算得到了热线风速仪的静态特性方程,比较理论模型与校准结果,发现二者具有良好的一致性。实验结果和不确定度分析表明:微风速标准装置的扩展不确定度U=0.82%（k=2）;热线风速仪校准结果的扩展不确定度U=2.42%（k=2）。     

泡点孔径分析方法的溯源性及其标物研制

为解决泡点孔径分析方法缺乏量值溯源性和测量结果的一致性与准确性问题,通过研制泡点孔径分析标准装置,并以此为基础研制标准物质。结果表明:工作级泡点孔径分析仪的量值溯源问题得以解决;标准物质为金属烧结材料膜片,标称孔径分别为5、15μm,相对不确定度均为4. 3%,包含因子k=2。作为泡点孔径分析法的首个计量标准,其装置与标准物质可为我国环保滤料产业的产品研发与质量控制提供技术支持。     

基于不确定度评价对稻米中镉元素分析标准物质高精度定值方法的比较

通过对稻米中镉含量测定的3种典型方法(石墨炉原子吸收光谱法(GFAAS)、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)和同位素稀释电感耦合等离子体质谱法(ID-ICP-MS))测量不确定度分量来源、类型、贡献进行系统分析比较,为稻米镉分析标准物质高精度定值方法的选择和定值的过程控制提供依据.研究结果显示,GFAAS、ICP-...     

Reducing local oscillator phase noise limitations on the frequencystability of passive frequency standards: tests of a new concept

We report on the experimental test of a new concept for reducing the limitation on short-term frequency stability of passive frequency standards due to local oscillator phase noise. This concept is general and can be applied to many passive frequency standards. Systems that use sinewave modulation to interrogate a stable resonance are limited in short-term frequency stability by phase noise at the second harmonic of the modulation, f_m. This effect limits the fractional frequency stability to approximately σ_v(τ7)=0.9(f _m/ν₀) (S_φ(2f_m))^1/2τ^-1/2, where ν₀ is the carrier frequency and S_φ(2f _m) is the phase noise at twice the modulation frequency. (Contributions from higher even harmonics of the modulation generally can be neglected). This new concept uses notch filters at ±2f_m from the carrier to reduce this effect. Tests on a modified passive rubidium standard demonstrate an improvement of approximately 18 in σ_y(τ). The dual notch filters proved to be feasible and were obtained commercially. Measurements suggest that ultimate performances of less than 2×10^-14τ^-1/2 are possible if the atomic resonance has sufficient quality     

一种纯水机内置在线监测仪表的现场校准方法

为满足实验室纯水机内置在线监测仪表的现场校准需求,建立了一套由高精度电导率仪、总有机碳分析仪和可调流速缓冲装置组成的标准测量装置。通过将纯水机在线监测仪表的测量结果与标准测量装置的测量结果进行比较,实现了纯水机在线电导率/电阻率和总有机碳监测仪表的现场校准。对11家实验室纯水机进行现场试验和分析。结果表明:纯水机在线电导率仪器相对示值误差在-2.4%～15%,测量扩展不确定度为1.7%(k=2);总有机碳仪器相对示值误差为-98%～125%,测量扩展不确定度为4.8%(k=2)。     

Enhancing time-stamp counter phase modulation measurements

This paper demonstrates that digital signal processing techniques can enhance the quality of phase modulation measurements produced by a time-stamp (phase digitizing) frequency counter. A typical time-stamp counter utilizes a digital divider to reduce signal frequency to the desired sample rate. Unfortunately, division also reduces phase modulation to the point where useful information may be obscured by counter measurement uncertainty (jitter). An analogy between an analog-to-digital converter (ADC) and a time-stamp counter predicts that the counter induced modulation can be modeled as random noise which is white in phase. The noise magnitude is directly related to the instrument's resolution specification. Fourier analysis, subject to some restrictions, can compute the power spectra of phase or frequency modulation, revealing even low level responses. A number of techniques can be used to reduce the amount of counter induced noise that appears on time domain plots of phase and frequency modulation. Experimental data, generated by a prototype counter, illustrates the type of results that can be expected from Fourier analysis and various noise reduction techniques     

应用于边带调制PDH激光稳频的信号源设计

基于直接数字频率合成芯片AD9959、锁相环芯片ADF4351,结合开源电子平台Arduino（基于微处理器ATmega328）,建立参考到同一个外部频率参考的多路信号源,能够输出频率为0 Hz～4.4 GHz的正弦波,频率、相位、幅度可以通过USB端口和控制面板灵活控制,通过混频和叠加等手段,产生边带调制PDH激光稳频需要的调制信号和解调信号。该信号源集成度高、成本低且能在实验室条件下替代商品仪器应用于边带调制PDH激光稳频等实验,解决了限制边带调制PDH激光稳频推广应用的一个重要障碍。     

X射线剂量当量仪校准因子不确定度评估

为了准确评估X射线剂量监测用防护仪表的校准因子的不确定度,依据有关技术规范,用标准电离室对参考点位置处的剂量当量率参考值进行测量;采用替代法获得待校仪表的显示值,从而确定校准因子结果的相关影响因素,并分别对影响量的不确定度进行评定;得出仪表校准因子的相对扩展不确定度为5.0％(k=2)。影响校准因子不确定度的主要来源包括校准用辐射场的均匀性、标准电离室本身的刻度因子及能量响应、剂量当量转换因子、待检仪表显示值的统计标准偏差等。在对该类仪表的校准过程中,通过提高标准参考值的不确定度水平可以改善校准因子的不确定度。     

微生物法测定特殊医学用途配方食品中生物素含量的不确定度评定

特殊医学用途配方食品是部分人群摄取营养的唯一来源,其中生物素的准确定量具有重要的意义。采用GB 5009.259-2016中规定的微生物法进行生物素含量测定,并评定了标准不确定度和扩展不确定度,测定结果生物素含量为(27.16±1.15)μg/100g, p=95%, k=2。分析了各个分量对不确定度的贡献,结果表明:实验重复性为主要影响因素,为微生物法测定生物素的关键控制点。     

UPLC-MS/MS法测定化妆品中丙烯酰胺的不确定度评定

采用超高效液相色谱-串联质谱法(UPLC-MS/MS)测定了化妆品中丙烯酰胺含量,并对其进行了不确定度评定。根据 JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》 建立测定化妆品中丙烯酰胺含量的计量学数学模型,分析和量化各不确定度分量。采用该方法检测的化妆品中丙烯酰胺的合成不确定度为0.033mg/kg,扩展不确定度为0.066mg/kg。实验测定的化妆品中丙烯酰胺含量结果为(0.502±0.066)mg/kg(k=2,置信概率P=95%)。评定结果表明,实验的不确定度主要由标准溶液配制和标准曲线拟合引入。     

氨气标准气分光光度法量值比对的不确定度评定

为研究所配制的氨气标准气体的重复性与稳定性,采用分光光度法对重量法配制的氨气标准气的浓度进行了量值比对,根据JJF1135-2005《化学分析测量不确定度评定》对测量过程进行不确定度评定。结果表明,配制浓度为17.7 mg/m³的氨气标准气体,比对结果为（17.6±0.4）mg/m³,k=2, 两者吻合较好,完全满足使用要求。     

The new BIPM 1-V reference standard based on an array of Josephsonjunctions

The authors report the first measurements at the Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) with a 1-V reference standard based on an array of Josephson junctions. A novel procedure for standard cell measurements is described. It allows the measurement of a cell electromotive force (EMF) with a random uncertainty of less than 1 nV and a total uncertainty of about 2 nV while avoiding direct connection of the cell to the array. Comparisons with an older Josephson reference standard, which is based on a junction output of 10 mV, were made both indirectly by means of standard cells and directly by connecting the instruments together. The results and the random uncertainties imply that the value assigned to a standard cell using the array minus that given by the older apparatus is -18.8±3.4 nV for the indirect method and -17.1±1.5 nV for the direct method. Taking into account the estimated total uncertainty of 23.5 nV for the old system, the agreement is excellent