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)。     

罐式集装箱容积测量不确定度分析

分别采用几何测量法和容量比较法测量弧板式罐式集装箱容积,在建立数学模型的基础上,对测量结果的不确定度进行了分析计算,分别为4×10^-3（k=2）和2×10^-3（k=2）。对评定出的结果用试验加以验证,采用传递比较法计算分析试验数据,验证了不确定度评定的合理性。     

焦耳天平（量子质量基准）磁场系统的不确定度分析

基于焦耳天平激励线圈系统的具体结构,分析了磁场系统几何中心磁场强度的不确定度分量,磁场的相对合成标准不确定度ΔH/H达到1.8×10^-3。证明了影响焦耳天平磁场最大的不确定度分量来源于线圈中加载电流的不确定度u(I),它对磁场的相对合成标准不确定度ΔH/H影响达到1.8×10^-3,因此推荐采用高稳定的恒流源来较少焦耳天平磁场的不确定度。     

采用蒙特卡洛法评定转基因水稻样品中NOS终止子的测量不确定度

采用蒙特卡洛方法(MCM)实施“概率分布传播”来评定转基因水稻样品中NOS终止子的测量不确定度,解析转基因成分测量不确定度的概率分布。评定结果表明:NOS终止子的相对含量为2.95%,非常接近理论含量(3%),而且其标准不确定度为2.13×10^-4,远小于1.00×10^-2。在95%的包含概率下,NOS终止子的相对含量分布在2.91%～3.00%非常窄的包含区间内,充分说明测量质量好,测量结果可靠;NOS终止子相对含量的概率分布呈标准正态分布,揭示转基因成分测量条件满足GUM法的假设,MCM和GUM法都可以应用于转基因成分测量不确定度评定。     

基于低温辐射计的光探测器响应度基准

基于低温辐射计建立了一系列激光波长上光探测器响应度测量基准。进行了基准装置性能的研究,应用光辐射有效加热功率检验方法进行了不确定度评估。在氦氖、氩氪离子以及钛蓝宝石激光器的10个波长上测量了作为标准探测器的陷阱探测器的响应度。在氦氖、氩氪离子激光波长测量结果的不确定度达到0.8×10^-4,在钛蓝宝石激光器达到1.1×10^-4。对标准探测器的面响应均匀性、非线性、偏振响应、角度响应等特性对响应度测量结果的影响进行了研究。     

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%）。     

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。     

基于电压串联加法的1000kV国家工频电压计量标准

国家高电压计量站使用了特殊设计的准确度达0.01级的1000kV串联式标准电压互感器成功地进行了1000kV工频电压加法试验,比值差和相位差测量不确定度均小于等于2×10^-5和0.06′。所得量值与800kV电容式工频电压比例标准装置测量结果比对,比值差的最大偏差为2.7×10^-5,相位差的最大偏差为0.11′,均没有超出双方的90%置信概率区间。     

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。     

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。     

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 ...     

A 100000-A high precision on-site measurement calibration devicefor heavy direct current

A 100000-A, high precision device of the magnetic modulation current comparator type, which can be used in industrial heavy direct current systems for online calibration and measurement, is presented. Testing of the comparator indicates that its current ratio accuracy is 5×10^-5, and that measurements of voltage with a standard resistor achieve an accuracy of 5×10^-4. These are slightly degraded to 3×10^-4 for on-site calibration and 1×10^-3 for on-site measurement. The device, which has a toroidal configuration, can be opened for each installation on a busbar, with a variation in accuracy of less than 2×10^-5. Its magnetic shielding renders it insensitive to magnetic fields up to 1×10^-2 Tea. Its accuracy is better by a factor of two than that of similar industrial measuring devices. The principle of operation and the characteristics of the comparator, the double shielded design, and an analysis of its errors are discussed     

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     

能量天平研究进展

能量天平法已在中国计量科学研究院开展了几年的研究。研究的目的与功率天平法是一致的,即通过测量普朗克常数来建立质量量子基准,但具体方法不同。2010年以来该项研究取得一定进展。例如对于直流互感量测量这一关键问题,已研究出一种新的方波补偿方法,测量不确定度达到10^-7量级（k=1）。还研发了一种涡流传感器,可更准确地对可动线圈定位。线圈系统的准直问题也得到进展,研制了一种油阻尼器,大大减小了由于天平基础振动和线圈加热上升气流引起的线圈抖动。这些措施改善了线圈位置及互感测量的不确定度。测量普朗克常数h的最新结果为6626104(59)×10^-34J·s,综合的相对不确定度为8.9×10^-6（k=1）。对所遇到的困难和进一步的改进措施也在文中进行了讨论。     

基于压浮原理的单晶硅球密度比较测量方法研究

为了克服单晶硅球密度测量静力称重法精度受液体表面张力的影响,研究了压浮法进行单晶硅球密度精密比较测量方法和测量系统。在一定的温度下,调节压力,利用液体压缩系数控制液体密度使标准单晶硅球和被测单晶硅球稳定悬浮于工作液体中,通过温度、压力和悬浮高度的测量,计算出二者之间的密度差值。通过双层控温系统保证了液体温度长期波动在±0.25 mK内,利用标准单晶硅球在不同温度-压力悬浮条件线性关系计算出液体压缩系数。试验证明,压浮法测量装置实现了单晶硅球密度差值的精密测量,标准测量相对不确定度为2×10^-7。     

A precise measurement of QHR at NIM [quantized Hall resistance]

Equipment for precise measurement of the quantized Hall resistance (QHR) at the National Institute of Metrology (NIM), Beijing, China, is described. The essential parts in this equipment are a resistance comparator of one-to-one ratio with a comparison uncertainty of 3×10^-8 and two specially designed resistor networks used for determining of the ratio between 12906.4035 Ω of QHR at i=2 and 10 kΩ or 1 kΩ. The transfer procedure from QHR to 10 kΩ or 1 kΩ can be completed easily with this equipment by a few one-to-one comparisons with a total uncertainty of 5×10^-8