三線建設(shè)時期,中國測試技術(shù)研究院作為保存?zhèn)溆脟一鶞?zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)和開展尖端測試技術(shù)研究的第二基地,始建于大邑縣鶴鳴山。
建院以來,共建立和保存了涉及幾何量(長度)、熱工(溫度)、力學(xué)、電磁、無線電、時間與頻率、光學(xué)、化學(xué)、聲學(xué)、電離輻射等十大計量領(lǐng)域的國家基準(zhǔn)、副基準(zhǔn)36項,占全國現(xiàn)有總數(shù)的1/5,是國家量值傳遞和溯源體系的重要組成部分。
直流電壓作證基準(zhǔn)作為自然基準(zhǔn)(量子基準(zhǔn)),是1993年由高潔院士牽頭,與中國計量科學(xué)研究院合作研究的成果。

高潔院士帶領(lǐng)項目組建立了2套相同體系的電壓基準(zhǔn)裝置,一套由中國計量科學(xué)研究院保存確定為直流電壓國家基準(zhǔn),而一套由我院保存確定為直流電壓作證基準(zhǔn),用于核對“國家基準(zhǔn)”的變化和“國家基準(zhǔn)”一旦發(fā)生變化時,替代其對全國進(jìn)行量值傳遞。

組成部分:
電壓基準(zhǔn)裝置包括四個部分,分別是:微波部分、低溫部分、精密電壓測量部分及軟件部分(數(shù)據(jù)處理部分)。

建立背景:
計量學(xué)發(fā)展至今,實現(xiàn)和保存國際單位制單位量值的方法有3種,即實物基準(zhǔn)、絕對測量和基本物理常數(shù)。當(dāng)前國際計量體系正在經(jīng)歷歷史性變革,國際單位制將以自然界基本物理常數(shù)為基礎(chǔ)重新定義計量單位,計量基準(zhǔn)將迎來量子化時代。在電磁計量領(lǐng)域,約瑟夫森標(biāo)準(zhǔn)是與自然常數(shù)2e/h相聯(lián)系的量子電壓標(biāo)準(zhǔn)。 中國測試技術(shù)研究院在1985年首先完成了10mV的約瑟夫森電壓標(biāo)準(zhǔn),之后即轉(zhuǎn)向?qū)?V結(jié)陣列電壓標(biāo)準(zhǔn)的研究,取得了一些初步的實驗數(shù)據(jù),1993年又與中國計量科學(xué)研究院合作建立了1V結(jié)陣列的電壓標(biāo)準(zhǔn)裝置。 《JJG 2087-1990 直流電動勢計量器具檢定系統(tǒng)》明確了約瑟夫森電壓基準(zhǔn)裝置在計量體系中源頭地位。 服務(wù)領(lǐng)域: 航空航天、軍事工業(yè)、裝備制造、精密加工等領(lǐng)域的精密電壓測量。 裝置亮點: 約瑟夫森直流電壓作證基準(zhǔn)每年定期向直流電動勢比較基準(zhǔn)進(jìn)行量值傳遞,以保證西南地區(qū)的直流電壓量傳體系。 該裝置一直保存于中國測試技術(shù)研究院實驗基地防震、抗輻射、恒溫、恒濕的山洞實驗室。超導(dǎo)結(jié)陣本身的自然特性極易損壞,但因山洞得天獨厚的自然優(yōu)勢,直流電壓作證基準(zhǔn)已經(jīng)平穩(wěn)工作了超過30年??梢噪S時為國家的直流電壓量值傳遞保駕護(hù)航。2023年,我院直流電壓作證準(zhǔn)裝置參加“直流電壓國家計量比對項目”,比對結(jié)果等效、一致。
量值傳遞與溯源:

研發(fā)計劃: 量子化電壓基準(zhǔn)對于我國工業(yè)和科技的發(fā)展尤為重要,我院對量子化電壓基準(zhǔn)的前沿技術(shù)進(jìn)行了深入分析和研究,包括量子化交直流電壓基準(zhǔn)前沿技術(shù)、結(jié)陣制造前沿技術(shù),以及無液氦、便攜式量子化電壓基準(zhǔn)技術(shù)的發(fā)展趨勢等。 隨著可編程的約瑟夫森超導(dǎo)結(jié)陣的應(yīng)用,直流超導(dǎo)電壓逐步向交流超導(dǎo)電壓方向發(fā)展,我國正在研究制定交流超導(dǎo)電壓基準(zhǔn),量子功率基準(zhǔn)也在此基礎(chǔ)上發(fā)展成型。
服務(wù)案例:
直流電壓作證基準(zhǔn)在電學(xué)和高精度電壓計量中起著至關(guān)重要的作用,上至飛機(jī)、航天器上的各類航電設(shè)備,下至工程師人手一臺的萬用表,都直接或間接與電壓基準(zhǔn)聯(lián)系在一起。所以電壓基準(zhǔn)的正常運行,具有非凡的社會效益。 同時,該基準(zhǔn)根據(jù)約瑟夫森量子理論建立,解決了電壓單位的長期穩(wěn)定和統(tǒng)一全世界電壓單位的根本問題。

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