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。     

基于线性叠加法的工频电压比例标准自校技术研究与应用

传统的工频电压比例标准器校准一般采用电压互感器串联加法线路,由于屏蔽误差要求较高,限制了其在高压领域的应用.本文为实现高压工频电压比例标准校准,提出了工频电压线性叠加法测量线路.该方案将工频电压线性叠加法与参考电压法相结合设计了500kV工频电压比率标准自校系统,同时设计了新型工频电压比例装置,根据线性网络的比例性和叠加性,实现对电压互感器电压系数的测量.所提出的方案通过自校试验验证了工频电压线性叠加线路的可行性.与电压互感器串联加法相比,工频电压线性叠加法有效的避免了由于互感器一次电压改变而引起的屏蔽误差对测量结果的影响,为220～500kV屏蔽型电压互感器的自校测量提供新的测试方案.     

工频电压比例标准及自校准技术

为了满足电网快速发展和开展0.002级及以下准确度级别电压互感器的检定/校准工作的需求,研究比较了工频电压比例自校系统溯源的发展过程,并提出了半绝缘互感器电压串联加法新线路.通过对半绝缘和全绝缘互感器电压串联加法线路数学模型误差的分析比较,基于半绝缘互感器电压加法溯源的准确度更高、开放性更好.     

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)。     

电压加法在直流高压分压器电压系数测量中的应用

用标准分压臂插入法测量直流分压器的误差 ,不确定度难以达到 10 - 4量级。到目前为止 ,高准确度的直流高压分压器的电压系数 ,只能用影响量分项评估方法综合 ,不能给出实际值。应用直流电压加法技术 ,可用计量测试手段实测直流高压分压器在各个工作电压下的误差和不确定度。对 5 0 0kV等级测量结果的不确定度可达到 1 1× 10 - 5。     

弱交流磁场下裸铜表面结晶特性研究

本文研究了环境温度恒定为25℃、相对湿度为49%、体积为0. 01 m L的液滴在-20℃裸铜底板的冻结实验,发现在附加交流磁场强度分别为2. 0×10^-3、2. 5×10^-3、3. 0×10^-3、3. 5×10^-3、4. 0×10^-3、4. 5×10^-3、5. 0×10^-3、5. 5×10^-3、6. 0×10^-3T的作用下,液滴结晶过冷度增大,最大过冷度提高了2. 08℃;但附加磁场会减小成核驱动力;相比无磁场情况下,液滴冷凝时间减少,凝结粒径相比无磁场下较小。通过对在相同温湿度下自然对流条件的冷铜底板结霜可视化研究发现,由于附加磁场使极性水分子有序的在底板排列,较无磁场下液滴结晶过程熵增更小,在宏观上呈现液滴有序排列。此外,实验发现在0～6×10^-3T的磁场强度范围,随着磁场强度的增大,平板单位面积结霜量减小,单位面积结霜量与交流磁场强度有较高的相关性,得到了拟合关...     

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。     

基于工频电压加法对20kV电压互感器溯源

本文通过“工频电压加法”创新性地对20kV全绝缘电压互感器进行现场溯源。将两台lOkV自升压精密电压互感器一次侧、二次侧分别串联作为标准,配合感应分压器对被试品进行校准。由于两台自升压变压器升压比不一致,可能造成串联电压不足等情况,文中提出自升压标准的选型要求及判断方法。比对试验验证了新方法的准确性。     

交流约瑟夫森电压合成装置的研究

设计制作了一套交流约瑟夫森电压合成装置(JAWS),能够驱动1 V SINIS型可编程约瑟夫森结阵合成峰值1.2 V、 200 Hz以下频率的交流量子电压。实验结果表明,该装置能够合成200 Hz以下频率的交流量子电压,且合成60 Hz交流电压的不确定度优于5×10^-6,为进一步开展我国首个交流量子电压基准的研究工作奠定了基础。     

基于改进型两次平衡对检法的感应分压器自校准方法

介绍了参考电势变压器和指零仪变压器设计原理,分析了屏蔽间泄漏对测量结果的影响;对常规两次平衡参考电势对检法进行了改进,使零平衡和段平衡测量过程中,参考电势和测差电路均可实现等电位保护;对自校准方法进行了推导,校准结果仅与段平衡和零平衡时锁相放大器测量的电压差值相关,与参考电势变压器、指零仪变压器、辅助变压器等的误差无关,屏蔽间泄漏的影响也得到消除。对1kV感应分压器进行了校准实验,并对校准结果进行了测量不确定度分析,其相对扩展不确定度的评估结果为5.4×10^-8(k=2)。     

基于任意波形发生器的高压短路试验测量系统校准方法和装置的研究

提出了一种将标准短路试验波形注入多通道任意波形发生器,来产生模拟实际的校准波形,进而对测量系统进行校准的方法。校准装置使用现场可编程门阵列(FPGA)、直接数字频率合成器(DDS)等器件。对装置的检定结果表明:在10 Hz^200 kHz频率范围内,输出频率、输出电压最大误差分别为2.1×10^-6、3×10^-3。重复输出10次,输出幅值的最大相对标准偏差为5.7×10^-4,1年内幅值变化的最大相对标准偏差为1.9×10^-4。通过将该装置用于实际高压短路试验测试系统的校准,验证了试验波形的噪声、零漂及带宽均会对测量系统的准确度产生显著影响。     

Determination of the tesla-to-ampere ratio for the KRISS/VNIIMγ'P-experiment

Tesla-to-ampere ratio giving the largest error in the γ'_P-low-field-experiment has been determined using a modified noncontacting method. The total uncertainty of 0.164×10 ^-6 has been attained. The constant of a solenoid and the γ'_P-value have been corrected for magnetic susceptibility of air. The result is γ'_P=2.675 154 18×10⁸ s^-1 T^-1 (Tesla BI-90) with the total uncertainty of 0.18×10^-6     

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     

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%）。     

直流高压电阻分压器泄漏电流测量研究

介绍了一种测量直流高压电阻分压器泄漏电流的装置。该装置采用ZigBee无线通信技术,通过独立电源供电的方式,避免了因高压电场导致测量仪器损坏的风险,解决了分压器在高电压工作状态下难以测量泄漏电流的问题。通过采用同步采样的方法,有效克服了高压电源纹波和漂移对测量精度的影响,泄漏电流测量不确定度优于9.8×10^-6 V,k=2。