摘要:与传统的伪影电压标准不同,量子电压标准与基本物理常数有关,因此具有高准确性和稳定性等电压计量学的优势。本文回顾了约瑟夫森效应的发现以及建立直流量子电压标准的过程,重点是结合AC量子电压标准的基本原理,问题以及应用的应用,包括可编程的约瑟夫森电压标准和脉搏驱动的Josephson的标准,并比较了两种AC量子的应用。特别是,鉴于准确的电能测量的重要性,引入了两个基于量子电压的交流功率标准。最后,未来的发展趋势和量子电压标准的应用前景得到了验证。
在精密应用的新型普通电阻和电压标准开发领域开展科学合作,开发 1 欧姆至 100 欧姆范围内低负载依赖性的电流测量电阻。至 10 kOhm,具有高时间稳定性。 开发该项目的带隙电压标准
在精密应用的新型普通电阻和电压标准开发领域开展科学合作,开发 1 欧姆至 100 欧姆范围内低负载依赖性的电流测量电阻。至 10 kOhm,具有高时间稳定性。 开发该项目的带隙电压标准
I. 引言 国家计量院 (NMI) 之间的相互认可安排特别重视关键比对,以证明 NMI 测量某些关键量的能力。电磁学咨询委员会已将 1.018 V 和 10V 标准(包括约瑟夫森阵列电压标准 (JAVS))的比对确定为关键比对。这些标准有时是商用系统,被越来越多的 NMI 用作主要电压标准。为利用 JAVS 的高精度,国际计量局 (BIPM) 自 1991 年以来一直进行现场直接比对。NMI 检查 JAVS 标准一致性的另一种方法是使用基于齐纳二极管的参考(齐纳二极管)作为国际比对的移动标准。这种比较对齐纳二极管的性能要求最高。不过,只要对压力和温度对齐纳二极管输出的影响进行校正,似乎就有可能达到 I 部分的 108 级不确定度。不具备 JAVS 的 NMI 通常依靠齐纳二极管作为移动标准,以确保通过校准和与其他 NMI 或 BIPM 的比较来追溯到约瑟夫森标准。多年来,一些 NMI 参加了 BIPM 对其国家电压标准的定期校准。
图 4. 1 cm × cm NIST 1 V 可编程电压标准芯片。微波通过左侧的四条共面波导线发射到芯片上。底部和右侧的焊盘用于每个阵列的直流偏置线。每个阵列有 8 个 4096 个结点的阵列。底部阵列分为 2048、1024、512、256 的二进制序列和两个 128 个结点的阵列。
无抽象的无低温操作对于传播超电导率的应用至关重要,在某些情况下确实是不可避免的。在电量计算中,由于尚不可用的针对高温超导体制造的电压标准应用的约瑟夫森连接阵列,因此无法降低冰箱的大小和复杂性,以降低冰箱的大小和复合度。在INRIM开发的SNIS技术使用低温超导体,但允许在液体氦气温度上运行。因此,适用于紧凑的冷冻标准很有趣。我们研究了用DC和RF照射下的闭合循环冰箱冷却的SNIS设备。与设备的热设计有关的问题是分析的。RF步骤对观察到的连接数量的依赖性被详细说明,并解释为芯片内部功率消散的结果。
在过去四十年中,计量学中基于自然界基本量子特性的标准趋势日益明显。直到 1960 年,现在的国际单位制 (SI) 中的所有单位都是基于精心构建的人工制品和经典物理学 (1)。量子物理学于 1960 年首次进入 SI,当时米的定义基于 Kr 原子跃迁产生的辐射波长。基于约瑟夫森效应的电压标准于 1972 年首次采用,并于 1990 年得到改进,基于量子霍尔效应的电阻标准于 1990 年采用 (2.3)。对于电容,现有的最佳标准被称为“可计算电容器”,它依赖于多个电极的特殊排列,使得电容
在过去四十年中,计量学中基于自然界基本量子特性的标准趋势日益明显。直到 1960 年,现在的国际单位制 (SI) 中的所有单位都是基于精心构建的人工制品和经典物理学 (1)。量子物理学于 1960 年首次进入 SI,当时米的定义基于 Kr 原子跃迁产生的辐射波长。基于约瑟夫森效应的电压标准于 1972 年首次采用,并于 1990 年得到改进,基于量子霍尔效应的电阻标准于 1990 年采用 (2.3)。对于电容,现有的最佳标准被称为“可计算电容器”,它依赖于多个电极的特殊排列,使得电容
物理学前沿领域近期发展的一个显著特点是,许多最激动人心的发展成果迅速催生出新的精密测量应用。精密计量似乎常常是许多新物理学的首次应用。作为证据,考虑超导中的宏观量子效应,它导致了电压标准和从直流到太赫兹频率的新型探测器,所有这些都是在国家标准实验室中开创的。同样,量化霍尔效应也迅速导致了原子电阻单位的实现。冷却或捕获少量离子或原子的能力已经导致了对基本常数的更精确测定,并可能导致新的频率标准。在扫描隧道显微镜及其衍生产品的众多应用中,尺寸测量创新至关重要。