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中國的量子化霍爾電阻規范

2020-03-15 07:13:27 作者:admin   |   瀏覽(156)

  原題目:中國的量子化霍爾電阻規范

  國際計量委員會引薦,1990年1月1日起活著界范圍內,啟用量子化霍爾電阻規范替換電阻實物基準。中國計量迷信研究院經過十幾年的盡力,在2003年建成了量子化霍爾電阻規范裝置,并于2004年經過了判定。課題組自立研制了能滿足實踐量值傳遞任務請求的量子化霍爾器件,并建成了高精度的高溫電流比擬儀,以把量子化霍爾電阻量值傳遞到平常檢定任務中應用的十進制電阻。課題后果中有多項開創性的成就。今朝所建量子化霍爾電阻規范的不肯定度到達10-10量級,躍居國際搶先水平。

  20世紀上半葉之前,各國建立了經典的計量基準。這些計量基準通俗是依據經典物理學的道理,用某種特別動搖的實物來完成,故稱為實物基準。電壓單位和電阻單位是電學計量中的基本單位,與電阻單位響應的實物基準是保管在巴黎國際計量局中的一組規范電阻線圈,用其電阻值的平均值保持電阻單位1Ω。每三年一次,各國把自己的規范電阻量值送到巴黎與國際計量局的保持1Ω電阻單位的電阻實物基準線圈比對,并依據比對所得的差值修改自己的國家規范量值。然則實物基準有其缺少的地方,因為這些實物基準一旦制成后,總會有一些不容易控制的物理、化學過程使其特點爆發緩慢的變更,因此它們所保管的量值也會有所修改。20世紀60到80年代用澳大年夜利亞的計算電容裝置對國際計量局保管的電阻實物基準停止了20多年的查詢拜訪,證實此種電阻實物基準以每年6×10-8的速度逐年降低。因此,三年一次的電阻單位國際比對僅在保持電阻單位的國際一致方面有所貢獻,關于保持電阻單位的動搖不變方面則并未起到后果。另外一方面,最初等級的實物計量基準全球只要一個或一套,一旦因為天災、戰爭或其他啟事意外破壞,就沒法完整千篇一律地復制出來,本來延續保管的單位量值也會因當中綴。針對這些后果,20世紀下半葉國際上末尾了應用量子物理學的成就研制量子計量規范的盡力,并取得了相昔時夜的勝利。關于電阻單位,20世紀80年代中依據德國物理學家馮·克里青的嚴重發明研制成了量子化霍爾電阻規范。經國際計量委員會引薦,1990年1月1日起活著界范圍內啟用量子化霍爾電阻規范替換應用了幾十年的電阻實物基準。給出的量子化霍爾電阻的引薦值為RK=h/e2=25812.807Ω(1)

  此處的RK稱為“馮·克里青常數”。

  今朝除國際計量局外,已有英、美、法、德、日、加、瑞士等7家國家級計量試驗室建成了量子化霍爾電阻規范。試驗證實,采取量子化霍爾電阻規范后,電阻單位量值的復現準確度及國際不合性比用實物計量基準時提高了兩個數量級以上,而且從基本上消弭了電阻單位的量值隨時間變更的現象。

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