我國填補寬頻帶分流器角差溯源空白

      導讀：如何通過精密測量方式來建立更為精準的新型時間常數(shù)國家標準，是國際上各國計量院在交流電量領(lǐng)域的一項急需解決的計量難題。日前，由中國計量科學研究院承擔并獨立完成的課題項目“同軸結(jié)構(gòu)四端電阻時間常數(shù)標準的研究”成功解決了這一難題，并通過了國家質(zhì)檢總局組織的專家鑒定。

      早在20世紀初，世界各國計量院就已開始了對電阻時間常數(shù)的理論研究，并提出了多種計算模型方案，其結(jié)果在各個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用；然而，隨著電子技術(shù)的發(fā)展和國防、**、航天航空領(lǐng)域高頻小型化設(shè)備溯源問題的突顯，比如在電磁炮發(fā)射脈沖電流測量以及潛艇的高頻電流電源系統(tǒng)測試等方面，基于理論計算的電阻時間常數(shù)已經(jīng)無法滿足實際的需求，那么如何通過精密測量方式來建立更為精準的新型時間常數(shù)國家標準，是國際上各國計量院在交流電量領(lǐng)域的一項急需解決的計量難題。
　　
　　日前，由中國計量科學研究院承擔并獨立完成的課題項目“同軸結(jié)構(gòu)四端電阻時間常數(shù)標準的研究”成功解決了這一難題，并通過了國家質(zhì)檢總局組織的專家鑒定。該課題采用“同軸拉線結(jié)構(gòu)”和“替代法測量”方案，開展了對四端電阻分布參數(shù)及關(guān)鍵性技術(shù)的研究，建立了四端電阻時間常數(shù)標準，在我國**實現(xiàn)了對寬頻帶、寬量程四端電阻時間常數(shù)的精密測量。課題成果達到國際**水平，不僅滿足了我國國防、航空航天以及高頻醫(yī)療等領(lǐng)域的需求，也使我國成功步入國際交流電量計量領(lǐng)域的前沿行列，成為國際上*早解決寬頻帶分流器角差量值溯源問題的國家之一。
　　
　　據(jù)課題負責人、中國計量科學研究院張江濤研究員介紹，針對國外的研究現(xiàn)狀和國內(nèi)實際需求，課題組**性地提出了基于替代法測量的方案，通過對結(jié)構(gòu)中等效電感及其分布電容的精密測量，建立了我國四端電阻時間常數(shù)標準，將電阻量程擴展至0.005歐姆，頻率擴展至200kHz。
　　
　　圖：寬量程寬頻帶四端電阻時間常數(shù)標準裝置
　　
　　課題組結(jié)合我國新型交流大電流基準國際**水平的科技成果，經(jīng)過多年潛心研究，攻克了納亨(“亨”為電感的單位，1納亨＝1×10-9亨)量級高頻互感和電感的精密測量等核心技術(shù)難關(guān)，建立了一套高穩(wěn)定性的電阻時間常數(shù)測量系統(tǒng);提出并研制了1歐姆同軸拉線結(jié)構(gòu)四端電阻時間常數(shù)標準，基于替代法將高頻小電感溯源至我國交流電阻和交流電壓標準，電感測量系統(tǒng)標準不確定度達到1.5×10-11亨，遠遠優(yōu)于國際上已公布的**指標(4.8×10-11亨)；提出了用1歐姆電阻時間常數(shù)和二進制可自校感應(yīng)分壓器直接測量毫歐量值四端電阻時間常數(shù)的新方法，減少國外普遍采用的“多步爬臺階”法所帶來不確定度的累積，提高整體測量精度;研制了一套基于互感式交流電阻的方式測量四端電阻的電流系數(shù)實驗裝置，對國際上在量程擴展中電流系數(shù)所引起的不確定度評定提供了強有力的科學依據(jù)和技術(shù)保障。
　　
　　課題研究建立的寬量程、寬頻帶四端電阻時間常數(shù)標準，在國際交流電量領(lǐng)域上實現(xiàn)了高頻毫歐四端電阻的量值溯源；同時，課題組所建立的高頻小互感和電感測量裝置、二進制感應(yīng)分流器、二進制感應(yīng)分壓器和互感式交流電阻等裝置，對于提高我國電測儀表測量精度，實現(xiàn)國防**、航天航空、國家電力以及醫(yī)療等領(lǐng)域的高頻設(shè)備的量值溯源，具有十分重要的社會意義和經(jīng)濟價值。