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电测及仪表工艺的发展历程与未来走向

2016-07-19

电测量理论与技术的发展诞生了量子电基准阁。1962年以前,用于保持和复现电压、电阻单位的是实物基准。但随着科研和工业生产水平的提高,电压、电阻实物基准的稳定性已满足不了需求,因为它们的材料化学结构会随着时间缓慢变化,日积月累,这种变化会达到可观的数量。1962年,英国物理学家约瑟夫森预言一种新的物理现象,并很快被实验证实,从此称该现象为约瑟夫森效应。基于约瑟夫森效应复现出的电压量值不会随时间变化,故可作为更高准确度的直流电压基准。由于这种电压基准出自超导状态下的宏观量子效应,故被称为直流量子电压基准。1980年,德国科学家冯克里青发现了量子化霍尔效应。基于量子化霍尔效应复现出的直流电阻值也具有仅取决于基本常数、不随时间改变的特性,于是取代实物电阻基准,诞生了直流量子电阻基准。

近年来,多国科学家在如何获取交流量子电压、电阻基准方面,也取得了一些很好的研究成果。约瑟夫森电压基准和量子化霍尔电阻基准相结合,便得到电流的量子基准。随着科学技术的发展,测量需求日益增多,被测对象也越来越复杂,尤其是许多测量需求已决不仅限于单参量或若干个参量简单组合的数值结果,而是需要对被测对象做出状态估计、诊断或变化趋势分析。为完成这类测量任务,既要掌握被测对象的运动规律,还要将其规律以数学模型来表征。这类利用数学模型完成的测量被称为模型化测量。为实施模型化测量,不仅应根据先验知识和实验所得数据构建被测对象运动特征的数学模型,还需要利用系统辨识的方法为实际测量仪器系统建立数学模型,因为一个测试系统的静态和动态、噪声抑制等性能的优劣,也是决定测量质量的重要指标而智能测试系统的设计。

电源技术在所有的电测量系统中,专用电源占据着士分重要的位置。作为电测量系统中的电源,主要有参考电源或信号源、校验用标准电源和专用测量电源等参考电源又分直流参考电压源、直流电流标准源和交流参考电压源,通常安装在仪器仪表内部)校验用标准电源具体为校验用标准电压、电流、电功率、电能等电源,它们被用于校验各种电测量仪器仪表。传统校表方式是将被校表与标准表的读数直接作对比,以确定被校表指示值的误差。近20年来,在不少低准确度级电表出厂校验场合,改用赋予被校表标准源提供的标准值的方法即以源校表的方法来判定误差。

摘自:中国分析仪器网

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