世界電阻測量中國最準
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據了解,電測量在現代測量科學(xué)中占據著(zhù)中心的位置。在國防領(lǐng)域,電測量的精度更是決定了現代化武器的打擊準確度。另一方面,由于工業(yè)生產(chǎn)的規模急劇擴大,能源問(wèn)題在世界范圍內日益凸顯。工業(yè)生產(chǎn)中使用的能源形式以電能為主,因此,電磁計量在節能工作中能夠發(fā)揮重要作用。目前我國的發(fā)電量已躍居世界第二,如果電能計量結果產(chǎn)生1%的誤差,就相當于100億元人民幣的出入,可見(jiàn)提高電計量的準確度有著(zhù)重要的意義。
據中國計量科學(xué)研究院“量子霍爾電阻標準”課題組負責人張鐘華院士介紹說(shuō),現代電能計量的準確性溯源到“約瑟夫森電壓標準”和“量子化霍爾電阻標準”這兩種量子標準。量子標準的準確度可達到10-9量級甚至更高,這為提高電計量的準確度提供了有力的依據。但是,建立量子計量標準是一項極為困難的工作,更主要的是涉及技術(shù)主權的問(wèn)題。1988年年國際計量委員會(huì )建議,自1990年1月1日起,在世界范圍內啟用量子化霍爾電阻自然基準代替原來(lái)已沿用幾十年的電阻實(shí)物基準。建立起量子標準的國家就好比是計量世界里的超級大國,而沒(méi)有這個(gè)標準,就只能向人家靠攏。
經(jīng)過(guò)了10多年的努力, 張鐘華及賀青、李正坤等專(zhuān)家建立的量子化霍爾電阻標準的不確定度已經(jīng)達到10-10,優(yōu)于國外的最好水平10倍以上,并通過(guò)了專(zhuān)家鑒定。該成果在國際上首次從理論上證明了量子化霍爾電阻數值與器件的形狀無(wú)關(guān),為證實(shí)量子化霍爾效應的普適性做出了貢獻。我國自行研制的量子化霍爾器件,突破了國外技術(shù)封鎖,為課題提供了核心器件;自主研究的高匝比超導電流比較儀,大大超過(guò)了國際同類(lèi)裝置水平。這三項主要創(chuàng )新具有我國自主的知識產(chǎn)權。我國量子電阻基準的建立,為維護我國技術(shù)主權,科學(xué)研究的獨立性,以及國家經(jīng)濟安全和國防建設具有重要意義。
2003年4月,我國量子電阻計量基準參加了由國際計量局組織,德國計量院主持的國際關(guān)鍵比對,這種比對的目的是檢查各國標準的一致性和達到的水平。參加這次比對的共有13個(gè)國家,其中只有9個(gè)國家的數據有效,我國的測量結果最接近國際平均值,遠遠領(lǐng)先于世界各國。我國的測量結果在國際上引起了很大的震動(dòng)。因為在過(guò)去所進(jìn)行的幾十次類(lèi)似的國際比對中,西方先進(jìn)國家的數據總是占據中心地位。此次比對結果公布后,按照通行的數據處理規則,中國的數據在決定國際平均值和推薦值的過(guò)程中將起主導作用。全世界的電阻測量數據要向中國看齊。這標志著(zhù)我國的量子電阻計量標準已經(jīng)躍居世界領(lǐng)先水平。我國計量科技在世界的地位日益提高。
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