电学量子计量技术的进展与趋势

介绍了电学计量在直流电压、直流电阻量子化溯源的新进展,在交流电压、交流电阻量子化溯源的新突破,以及电学量子三角形闭合互证的新方法,并对电学量子计量技术在质量单位定义和普朗克常数测定中发挥的作用进行了描述。     

电学前沿计量技术在航天型号保障中的应用

针对航天器中电学基准的长期稳定性、多种传感器输出电信号的线性度、电脉冲测量的时延等多个航天电测领域的难题,提出采用电学量子计量技术和计算基准技术的解决方案,可以10^-9量级的不确定度测量航天器中电阻基准短期变化量,从而推算出长期变化量,对航天器的稳定控制具有重要作用;可以极小的不确定度校准多种传感器输出的毫伏、微伏量级电压的线性度,对航天传感器测量准确度具有重要意义;可在10^-9秒量级确定电脉冲测量中电阻引入的时延,对航天器电推进系统的控制具有重要作用。     

电学前沿计量技术在航天型号保障中的应用

针对航天器中电学基准的长期稳定性、多种传感器输出电信号的线性度、电脉冲测量的时延等多个航天电测领域的难题,提出采用电学量子计量技术和计算基准技术的解决方案,可以10^-9量级的不确定度测量航天器中电阻基准短期变化量,从而推算出长期变化量,对航天器的稳定控制具有重要作用;可以极小的不确定度校准多种传感器输出的毫伏、微伏量级电压的线性度,对航天传感器测量准确度具有重要意义;可在10^-9秒量级确定电脉冲测量中电阻引入的时延,对航天器电推进系统的控制具有重要作用。     

基于量子化、芯片化的先进计量测试技术发展动态

计量是国家质量基础的重要组成部分,产品质量的提升离不开科学、精准的计量。工业发达国家极为重视计量测试技术的发展。通过搜集、整理量子效应计量、芯片级计量等国内外大量文献资料,归纳分析了近年来国外先进计量测试技术发展动态与趋势。以量子技术和基本物理常数为基础建立量子计量基标准,将大幅提高测量准确度和稳定性,结合量子效应的微加工技术实现芯片尺度的测量等,微纳尺度计量技术也在科学研究、精密测量、智能制造等领域得到广泛应用。本文可为我国计量技术发展提供借鉴。     

电学可视化自动校准装置

介绍了电学可视化自动校准装置的原理及设计,此装置用于无程控接口的手持式数字多用表和模拟指针表的自动化计量校准。通过工业摄像机采集测试数据,并采用labview编制软件控制装置、处理数据,最终实现此类仪表的自动化计量校准。校准结果表明该校准装置能够满足此类仪表的校准要求。     

“2023量子计量高端论坛”征文通知

为贯彻创新驱动,质量强国等国家发展战略,落实“十四五”国防军工计量发展指导意见,持续推动国防军工计量高水平自立自强,支撑年度计量科研项目指南与量子计量专题规划编制工作,加强量子计量理论与技术探索研究,推进高端量子仪器国产化研发,建立高水平量子计量学术交流平台,展示军工量子计量科研成果。“2023量子计量高端论坛”拟定于2023年5月中下旬召开。     

我国超导技术应用的重大科研成果

1992年8月国家技术监督局批准航空航天部二院二○三所研制的超导约瑟夫森效应2e/h测量装置作为国家临时电压自然基准正式启用了。从此,我国采用了自然基准代替电压实物基准,该基准是我国超导技术应用的重大科研成果。目前,二○三所在原有科研成果基础上进行电压量值的保存和电压传递方法的研究,以实现超导电压基准的自动化测量。直流电压是电学和无线电计量中的一个重要参数。70多年来,各国计量科学工作者都采用一组精心挑选和考核的惠斯顿标准电池电动势的平均值来保存本国的电压单位,其准确度为n×10~(-6)。1992年超导约瑟夫森效应被发现后,世界各国应用它把电压测量转换     

交流量子化霍尔效应的研究与应用

电阻有频率变差,电阻在交流状态下的溯源是计量领域的难题,以往采用交直流差可计算电阻实现了交流电阻的溯源,但存在稳定性和一致性较差的问题,当前采用交流量子化霍尔效应作为交流电阻标准成为计量领域的研究热点。其中需要解决交流量子化霍尔电阻及其向实物标准电阻传递的准确度问题。本文介绍了采用分裂式屏蔽结构克服交流量子化霍尔电阻频率误差的方法,研制10-8量级高准确度四端对电桥满足交流量子电阻的传递需求,研制完全等电位屏蔽结构的交流电桥校准装置保证四端对电桥的准确度,并介绍了交流量子电阻基准的应用领域。     

量子电压的发展及应用

本文通过对直流电压国家副基准、可编程约瑟夫森直流电压标准、可编程量子低频电压标准、宽量程量子化电压标准、脉冲驱动型量子电压标准及便携式免液氦量子电压标准的描述,主要介绍了我国量子电压副基准的历史、现状、今后的发展及应用前景。     

单光子探测器校准技术研究进展

随着量子信息技术的快速发展,单光子探测器作为量子保密通信等领域的核心器件,一直是行业内的研究热点之一。近年来各类新技术的应用使单光子探测器的性能得到很大提高,同时,对其测试、校准技术的研究也受到关注,尤其是基于量子物理效应的新型量子计量方案得到国内外计量机构的重视。文中对单光子探测器的工作机制和单光子探测器国内外校准技术的研究进展进行了简述,梳理了国内外基于标准探测器和相关光子对开展探测效率校准以及后脉冲概率、时间抖动参数的校准技术现状,可为相关领域研究人员提供参考,并对未来技术发展方向提出展望。     

检定—实践中的哲学(Ⅶ)

精密仪表这一章的目的是使读者熟悉或重温精密仪表与计量技术常识。精密仪表与计量技术并不是不可捉摸的神密的东西,也不是复杂设备的排列,更不需要很大花销。     

PTB关于实现量子计量三角的研究

PTB量子计量三角的组成部分为量子霍尔电阻标准、约瑟夫森电压标准和一个电子计数电容标准(ECCS),而电容的校准能力在量子计量三角的建立过程中起了很重要的作用。为了计算电子个数,采用了一个被称为r电子泵的低温真空电容,其电容值为1pF的十进制整数值。目前整个设备尚未正式运行,某些部件还处于研制阶段。虽然低温电容值在循环后的重复性好于10-6,但是要使量子计量三角型的不确定度达到预期的10-7以内,30 s的电子测量的停留时间还是相对较短。此外,计算电容的校准能力和量子霍尔电阻均有所改进。     

直流电压国家计量副基准与德国PTB国家计量基准的比对

介绍了直流电压国家计量副基准与德国国家物理技术研究院的国家计量基准的比对情况。比对采用北京无线电计量测试研究所提供的两只固态电压标准作为传递标准,以间接比对方式进行,其比对的差值分别为1.018V:2.7×10-8,μc=1.1×10-7;10 V:1.6×10-8,μc=5.1×10-8。     

国内外电磁计量测试技术的发展态势

简要介绍了计量、测试、测试的意义和相互之间的关系,着重描述电磁计量测试的基本概念、基本方法和器具,以及电磁计量标准的建立、计量测试方法的研究、测量仪器设备的改进和处于困境中的实验室电学标准的工作等方面的国内外电磁计量测试技术的目前状态,最后展望未来电磁计量测试技术的发展前景和趋势。     

火星探测器轨道运动建模的时空基准转换研究

火星探测的理论研究和工程实践需要一套便于描述火星探测器轨道运动的时空基准转换体系,环火星轨道的探测任务期间需要给出探测器以火星为基准的运动信息,而地面测控只能获得探测器以地球为基准的运动信息。为此,文章定义了一套新的以火星为基准的坐标系以及过渡到以地球为基准的坐标系,并给出了各坐标系转换的求解方法。最后,对以文中所提出的时空转换基准为基础建立的火星探测器轨道运动模型进行数值仿真,并将计算结果同STK进行了比较,验证了该时空转换体系的正确性。     

相位计的精密计量

以一台标称具有线性响应的相位计的计量为例,讨论了用统计方法预测出相位计响应特性与基准标准间,在最坏情况下的偏离程度。相位计响应用线性计量曲线模型表示,而统计测试用在测试模型的适用性以及计算的计量曲线是否明显地与理想值有所迥异。多次测试能够决定采用哪一级校正以及根据不同级校正,计算出偏离限。扩展这种方法,预测出计量过的相位计在使用时的不确定度限是可能的。     

基于金刚石氮-空位色心的温度测量技术

量子信息科学的高速发展推动了量子传感技术的研究,产生了很多重要成果,在精密测量领域产生了重要的影响。基于固态金刚石NV色心电子自旋探测的传感技术,可溯源至基本量子物理规律,在磁场、电场、温度、压力等传感领域的计量标准方面有重要的研究价值。金刚石NV色心优异的性质,使得严苛环境下可靠、稳定、高精度的传感应用成为可能。以其在温度测量领域上的应用为例,重点介绍最近十年来NV色心自旋探测原理和方法的发展,并结合最新的研究成果,论述固态量子温度计量的重要研究意义。     

基于量子增强的光学测量技术综述

量子技术赋予科学家直接操纵光子的能力,与传统的光辐射体系相比,测量精度得到了飞跃性的提升。但是,这种测量的精度极限在哪里?能否实现准确度更高的测量?针对上述问题,从量子测量理论切入,综述了近年来相关研究对量子测量不确定度极限的探索,并对其中涉及到的具体技术方法给出简明阐述,回顾了与计量学相关的量子光学基本工具和技术,描述实现量子增强光学测量的主要协议和策略,并总结了该领域的主要实验成果和突破。最后,探讨了为推动量子光学计量技术,未来仪器领域应重点发展的重点方向。     

PIV技术的粒子图像处理方法

以图像相关理论为基础,研究粒子图像测速技术(PIV)的图像处理方法,编制出高精度的处理软件,重建计算模拟的粒子图像位移场,给出了自相关法与互相关法的积相关与减相关的计算结果,及互相关法的误差分析,分析了自相关与互相关区别.得出了互相关法是提高粒子图像测速技术精度的有效方法的结论,因此跨帧技术是PIV技术的发展方向.     

计量质量保证方案

现代航天和航空系统要求高质量的电子设备。为了保证无线电导航和导弹发射的质量,计量工作具有重要的意义。计量质量保证方案使计量测试系统组成闭环反馈信息控制回路,本方法起到了提高计量质量的作用。因而是技术上的一个重大突破。计量质量保征方案是计量传递体制改革的新方案之一。它以计算机,统计学和误差理论为基础。今后住技术发展的基础上,还可以进行通讯联网,从而保证了国家计量研究所一级标准与下级实验室工作标准(参考标准)的计量传递质量。