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基準(zhǔn)編號(hào)：GJJ（電）1702
證書(shū)編號(hào)：量基證【2002】第061號(hào)
簡(jiǎn)介：直流電壓作證基準(zhǔn)裝置建立于上世紀(jì)九十年代，主要由低溫系統(tǒng)、微波系統(tǒng)、精密電壓測(cè)量系統(tǒng)、數(shù)據(jù)監(jiān)視與采集系統(tǒng)組成。4.2K溫度下的低溫系統(tǒng)內(nèi)的約瑟夫森結(jié)陣列是由3020個(gè)Nb/NbOx/PbInAu結(jié)串聯(lián)而成的，用微波系統(tǒng)產(chǎn)生頻率為88GHz的毫米波輻照時(shí)，可以在0V～1.3V范圍內(nèi)產(chǎn)生連續(xù)可調(diào)的高穩(wěn)定性量子化直流電壓，用于復(fù)現(xiàn)國(guó)家直流電動(dòng)勢(shì)實(shí)物基準(zhǔn)的量值，保持全國(guó)直流電壓量值與國(guó)際的統(tǒng)一。
1962年，20多歲的英國(guó)物理學(xué)家約瑟夫森(B.D.Josephson)在劍橋大學(xué)從理論上首先預(yù)言了兩塊弱耦合超導(dǎo)體（即超導(dǎo)結(jié)）之間存在如下關(guān)系：
Vn=nf/(2e/h)=nf/KJ
式中f為輻照在超導(dǎo)結(jié)上的微波頻率，n為微波感應(yīng)臺(tái)階數(shù)，e為電子電荷，h為普朗克常數(shù)，KJ=2e/h為約瑟夫森常數(shù)，Vn為第n個(gè)臺(tái)階處的電壓，該關(guān)系從理論上為保存或統(tǒng)一全世界的電壓?jiǎn)挝坏於嘶A(chǔ)，約瑟夫森因此榮獲了1973年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
1990年1月1日，國(guó)際計(jì)量局宣布取消直流電動(dòng)勢(shì)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際長(zhǎng)途搬運(yùn)比對(duì)，在世界范圍統(tǒng)一啟用以約瑟夫遜常數(shù)KJ-90=483597.9GHz/V來(lái)保存本國(guó)的電壓?jiǎn)挝?，真正保證了電壓?jiǎn)挝辉谑澜绶秶鷥?nèi)的一致，而且復(fù)現(xiàn)電壓?jiǎn)挝坏臏?zhǔn)確度也得到了很大地提高。
技術(shù)原理圖：
圖1 串聯(lián)約瑟夫森超導(dǎo)結(jié)陣列示意圖
圖2 用微波輻照約瑟夫森超導(dǎo)結(jié)產(chǎn)生直流電壓的示意圖
圖3 直流電壓作證基準(zhǔn)裝置測(cè)量系統(tǒng)框圖
技術(shù)指標(biāo)：
測(cè)量范圍：0V～1.018V
不確定度：U=0.03μV，k=2
