基于量子自然基准的新型电流计量技术研究

在现代军事计量中，电磁计量直接影响国防建设质量和武器技战水平。现有电学计量体系中，基于约瑟夫森效应和量子化霍尔效应的量子电压和量子电阻的基准装置已经完成建设并已投入应用，然而基于量子效应的电流基准仍处于探索阶段。本论文基于高灵敏度原子磁力仪技术提出一种新型电流计量技术，可将电流间接溯源至约瑟夫森效应、量子化霍尔效应和拉莫尔进动效应三种量子自然基准。该技术有潜力用于建设电流计量基准装置和研制基于量子自然基准的新型电流比较仪。具体阐述了电流计量及量值传递方案的物理思想和实施过程，并通过相关实验验证了方案的可行性。     

中国计量科学研究院与国际计量局约瑟夫森电压基准之间的直接和间接比对

１９９５年１１月３—１０日，中国计量科学研究院（ＮＩＭ）的１Ｖ约瑟夫森结阵电压基准（ＪＪＡＶＳ）与国际计量局（ＢＩＰＭ）的１Ｖ约瑟夫森结阵电压基准之间进行了直接比对．比对在中国计量科学究研院进行，比对结果的综合不确定度为：（－０．０１±０．１１）ｎＶ．实际测量标准电池的比对结果为：（－１．８±５６）ｎＶ．     

中国计量科学研究院与国际计量局约瑟夫森电压基准之间的直接和间…

１９９５年１１月３－１０日，中国计量科学研究院的１Ｖ约瑟夫森结阵电压基准与国际计量局的１Ｖ约瑟夫森结阵电压基准之间进行了直接比对，比对在中国计量科学院研究进行，比对结果的综合不确定度为：实际测量标准电池的比对结果。     

启用量子化霍尔电阻基准时国内直流电阻量值的修正

报告了2003年以来采用量子化霍尔电阻(QHR)监测的原国家电阻基准的长期漂移率;通过直流电阻副基准分别与QHR和原主基准比对,确定了原主基准相对于QHR的偏差.2008年1月1日启用QHR新基准时,溯源到原基准的直流电阻及相关量值的修正量为-0.70 μΩ/Ω,该修正量的不确定度为0.05 μΩ/Ω,涉及到一等及其以上各级电阻计量标准.     

中国计量院与土耳其国家计量院签署合作谅解备忘录

<正>日前,土耳其国家计量院(TUBITAK UME)与中国计量科学研究院(以下简称中国计量院)在京签署计量合作谅解备忘录。中国计量院院长方向、土耳其国家计量院院长穆斯塔法·赛汀塔司分别代表两国国家计量院在谅解备忘录上签字。赛汀塔司一行4人首先参观了位于中国计量院昌平院区的量子化霍尔电阻基准、约瑟夫森电压基准、计算电容、焦耳天平、玻尔兹曼常数测量、原子干涉重力仪、纳米材料测量、气体流量计量和化学计量     

我国量子化霍尔电阻基准研究取得重大成果

中国计量科学研究院在量子电阻计量基准研究中取得了重大成果．具有我国自主知识产权的量子化霍尔电阻基准最近通过专家鉴定．这标志着我国量子计量科学研究已经达到了世界领先水平。     

我国量子电压基准装置与国际比对取得成功

本刊讯最近，国际计量局（BIPM）专家T．Wite博士和D．Reymamn博士携带该局可搬运式IV量子电压标准装置（即约瑟夫森结阵电压标准）到中国计量科学研究院，与我国量子电压基准装置进行了比对。两套装置通过汞电池过渡标准的间接比对和两个约瑟夫森结阵电压的直接比对后，又通过分别测量同一个标准电池进行了间接比对，取得了好的结果。这是迄今为止BIPM与各国进行的15次比对中所取得的最好结果之一。通过汞电池过渡标准的比对，表明我国基准装置与BIPM同类装置测量结果的差仅为0．06nV（即相对差为6×10-11），平均值的标准偏差为1…     

我国量子化霍尔电阻标准研究取得重大成果

中国计量科学研究院在量子电阻计量基准研究中取得了重大成果,具有我国自主知识产权的量子化霍尔电阻基准9月13日通过专家鉴定,标志着我国量子计量科学研究在这一领域达到了世界领先水平。     

基于量子化霍尔电阻考核的国家电阻基准的稳定性

报告了自1990年以来通过与量子化霍尔电阻比对考核的国家直流电阻（实物）基准的长期漂移率及偏差。结果表明2001年以来,国家直流电阻（实物）副基准的漂移率为-0．0551μΩ／a,主基准的漂移率为-0．0808μΩ／a;2006年10月25日,国家直流电阻（实物）基准复现的电阻量值较量子化霍尔电阻的相对偏差为＋0．677mm,预计2007年1月1日需要修正-0．69μΩ／a。     

NIM用计算电容测定的量子化霍尔电阻的SI值

量子化霍尔电阻的ＳＩ值的准确测定对进一步改进冯·克里青常数的准确度及国际基本物理常数平差均有重要意义。中国计量科学研究院于１９９４年春用计算电容测定了量子化霍尔电阻的ＳＩ值，测得ｉ＝１时的量子化霍尔电阻的ＳＩ值为ＲＨ＝２５８１２．８０８４（３４）Ω，其不确定度为１．３×１０－７（１σ）。     

简讯

我院召开“量子化霍尔电阻基准”成果鉴定会　　 9月 13日 ,由国家质检总局主持在中国计量科学研究院召开了“量子化霍尔电阻基准”成果鉴定会。国家质检总局蒲长城副局长对该课题取得的良好成绩 ,给予了高度的评价。他说 ,国家计量基准属于前瞻性、探索性与国际接轨的基础性研究 ,它是推动技术创新 ,维护国家安全、促进国民经济发展的重要手段和保障。国际发展趋势是建立量子基准 ,量子化霍尔电阻基准的建立 ,对于提高计量基标准的研究 ,全国量值溯源都有着重要的意义。他希望各位专家对该课题给予客观科学的评价 ,并提出好的建议。量子化…     

交流量子化霍尔效应及其应用

利用量子化霍尔效应实现的直流电阻自然基准已经得到广泛应用,国际计量委员会给出了量子化霍尔电阻的国际推荐值作为各国统一电阻量值的依据。为了保持单位的一致性,交流阻抗的单位亦应溯源到量子化霍尔电阻,国际上因此开展了交流量子化霍尔电阻的研究。目前从交流量子化霍尔电阻传递出电容量值的不确定度已达到１～２×１０－７,可以基本满足实际工作中交流阻抗单位准确度的需要。要进一步提高交流量子化霍尔电阻的准确度,则需要在一些基础性的研究方面作更为深入的工作。     

中国计量科学研究院建成的量子化霍尔电阻标准

国际计量委员会推荐 ,1990年 1月 1日起在世界范围内启用量子化霍尔电阻标准代替使用了几十年的电阻实物基准。中国计量科学研究院经过十几年的努力 ,于 2 0 0 3年建成了量子化霍尔电阻标准。自主研制了能满足实际量值传递工作要求的量子化霍尔器件 ,并建成了高精度的低温电流比较仪 ,以把量子化霍尔电阻量值传递到日常检定工作中使用的十进位电阻。课题成果中有多项独创性的成就。目前所建量子化霍尔电阻标准的不确定度为 10 -10 量级 ,达到国际领先水平。     

中国的量子化霍尔电阻标准

1988年10月举行的国际计量委员会(CIPM)第77次会议决定,从1990年1月1日起在世界范围内启用量子化霍尔电阻标准。中国计量科学研究院从1987年起也开始了建立量子化霍尔电阻标准的研究课题,该项标准现已建成,用量子化霍尔效应复现的10kΩ和1kΩ电阻量值的不确定度为2.2×10~(-8)。     

基于量子磁力仪的空间电流计量技术探讨

空间计量是空间技术和计量学交叉产生的新生学科。地球上所有长期测量活动均需要周期性校准，然而地外空间的长期测量活动缺乏计量保障，这是空间计量学科面临的一个紧迫问题。在国际单位制的7个基本单位中与电磁量有关的是电流单位安培，与安培相关的单电子隧道效应很难实用化，目前地球上用于复现电流单位的约瑟夫森电压基准和量子化霍尔电阻基准也很难在地外空间维护。从实用性和工程可行性方面考虑，提出基于量子磁力仪的电流测量技术为未来空间电流计量的可选方案。简要分析了可用于空间电流计量的量子磁力仪，介绍了基于量子磁力仪的电流量值溯源和传递的实验方法，探讨了空间电流计量面临的一些物理原理、技术和工程问题。     

中国计量科学研究院量子电压基准研究与发展综述

对中国计量科学研究院(NIM)研究建立的约瑟夫森量子电压基标准及相关应用研究情况进行了综述。NIM自1993年研究建立了国家量子电压基准，之后进行了与国际计量局的1 V和10 V的两次现场比对，比对一致性的相对不确定度均小于1.1×10^-10。重点描述了NIM建立可编程量子电压基准(PJVS)的研究工作，以及以此为基础合成交流量子电压和交流标准源量值传递的进展情况，并介绍了对PJVS进行的一些创新和应用拓展的工作。     

中国计量科学研究院建成的量子化霍尔电阻标准

国际计量委员会推荐，1990年1月1日起在世界范围内启用量子化霍尔电阻标准代替使用了几十年的电阻实物基准。中国计量科学研究院经过十几年的努力，于2003年建成了量子化霍尔电阻标准。自主研制了能满足实际量值传递工作要求的量子化霍尔器件，并建成了高精度的低温电流比较仪，以把量子化霍尔电阻量值传递到日常检定工作中使用的十进位电阻。课题成果中有多项独创性的成就。目前所建量子化霍尔电阻标准的不确定度为10^-10量级，达到国际领先水平。     

中国计量科学研究院建成量子化霍尔电阻标准

国际计量委员会推荐，1990年1月1日起在世界范围内启用量子化霍尔电阻标准代替使用了几十年的电阻实物基准。中国计量科学研究院经过十几年的努力，在2003年建成了量子化霍尔电阻标准。课题组自主研制了能满足实际量值传递工作要求的量子化霍尔器件，并建成了高精度的低温电流比较仪，以把量子化霍尔电阻量值传递到日常检定工作中使用的十进电阻值。课题成果中有多项独创性的成就。目前所建量子化霍尔电阻标准的不确定度为10^-10量级，达到国际领先水平。     

《中国计量》杂志（电子版）订单

国际计量委员会推荐,1990年1月1日起在世界范围内,启用量子化霍尔电阻标准代替电阻实物基准。中国计量科学研究院经过十几年的努力,在2003年建成了量子化霍尔电阻标准装置,并于2004年通过了鉴定。课题组自主研制了能满足实际量值传递工作要求的量子化霍尔器件,并建成了高精度的低温电流比较仪,以把量子化霍尔电阻量值传递到日常检定工作中使用的十进制电阻。课题成果中有多项独创性的成就。目前所建量子化霍尔电阻标准的不确定度达到10-10量级,跃居国际领先水平。     

中国的量子化霍尔电阻标准

国际计量委员会推荐,1990年1月1日起在世界范围内,启用量子化霍尔电阻标准代替电阻实物基准.中国计量科学研究院经过十几年的努力,在2003年建成了量子化霍尔电阻标准装置,并于2004年通过了鉴定.课题组自主研制了能满足实际量值传递工作要求的量子化霍尔器件,并建成了高精度的低温电流比较仪,以把量子化霍尔电阻量值传递到日常检定工作中使用的十进制电阻.课题成果中有多项独创性的成就.目前所建量子化霍尔电阻标准的不确定度达到10-10量级,跃居国际领先水平.