能量天平及千克单位重新定义研究进展

质量单位千克是国际单位制7个基本单位中惟一一个仍以实物定义和复现的基本单位.作为一种实物,其量值必然会因为环境因素及使用时的磨损而发生变化.但由于缺少更高一级的参考标准对其进行考察,国际千克原器的真实变化情况无从得知.国际计量委员会建议采用普朗克常数对千克重新定义,号召各个国家开展普朗克常数的精密测量研究工作,并要求至少有三种独立方案提供有效测量数据.自20世纪70年代起,英、美等国采用功率天平方案进行研究,国际阿伏伽德罗常数合作组织则采用了X射线单晶硅密度的方案.为了应对国际单位制的重大变革,2006年中国计量科学研究院提出了用能量天平法测量普朗克常数的新方案,其特点是可避免国外方案中困难的动态测量.2013年原型实验装置研制成功,证实了能量天平方案原理可行.此后,中国计量科学研究院开始了新一代能量天平装置的研制.2017年5月,中国计量科学研究院提交了普朗克常数的测量结果,不确定度为2.4×10~(-7)(k=1),该数据被国际科学数据委员会收入参考数据库.但由于数据的不确定度尚未进入10~(-8)量级,未被用于普朗克常数的定值.目前中国计量科学研究院正对几项主要的不确定度来源进行研究,预计在未来的两年内达可到10-8量级的不确定度.     

基于零磁通电流传感的自动电阻电桥设计

因商用直流电流比较仪(DCC)精度高、结构复杂、成本高昂,基于商用零磁通电流传感器基础上研制了一套直流比较仪自动电阻电桥,以降低成本、满足电阻测量精度要求较低应用场合的需求。围绕零磁通电流传感器的原、副边线圈安匝平衡机制下,其原、副边电流比例一定的特点,设计了自动电阻电桥电路。采用基于DSP的嵌入式数字电路实现系统控制和算法,使用自制且经过校准的24位AD采集电路读取电桥中电阻两端的压差信号,经实时处理及屏幕显示,最终得到被测电阻(Rx)和标准电阻值(Rs)的比例值。采用经校准过的标准电阻(Rs)对该电阻电桥100Ω：10Ω和10Ω：1Ω的比例进行校准,实验结果表明：该电阻电桥测量的比例准确度可达10-6 量级,测量的相对标准差为10-6 ~10-7 量级。     

Contrasting Transport Performance of Electron-and Hole-Doped Epitaxial Graphene for Quantum Resistance Metrology

Epitaxial graphene grown on silicon carbide(Si C/graphene) is a promising solution for achieving a highprecision quantum Hall resistance standard. Previous research mainly focused on the quantum resistance metrology of n-type Si C/graphene, while a comprehensive understanding of the quantum resistance metrology behavior of graphene with different doping types is lacking. Here, we fabricated both n-and p-type Si C/graphene devices via polymer-assisted molecular adsorption and conducted systematic...