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嘉兴在线新闻网     2017-12-11 13:36:55     手机看新闻    我要投稿     飞信报料有奖
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原标题:测量电流很容易,但要实现高精度电流测量却不简单(图)

买菜要称重量、交电费要看电表的读数、测血压要用到血压计,这些都是日常生活中的计量。据《长江日报》介绍,计量是指实现单位统一、量值准确可靠的活动。随着生产和科学技术的发展,现代计量已发展成覆盖长度、热学、力学、电磁学、无线电、时间频率、电离辐射、光学、声学、化学等十大类的独立学科。

分布式低负载系数电阻和精密电流传感器

(图片来源:中国计量科学研究院官网)

在我国历史上,计量被称为“度量衡”。秦始皇统一度量衡反映了古人的智慧,而我们现行的国际单位制最早形成于19世纪。据《光明日报》介绍,国际单位制是全球统一的计量单位制,其核心是七个基本单位,即时间单位“秒”、长度单位“米”、质量单位“千克”、热力学温度“开尔文”、电流单位“安培”、发光强度单位“坎德拉”和物质的量单位“摩尔”,它们是构成国际计量体系的基石。《中国质量报》指出,随着科技的不断发展,7个基本国际单位中,6个基准都已经实现了用微观量来重新定义,如用铯原子的振动频率来定义“秒”、用光在真空中的行进距离来定义“米”。可见在计量领域,人类对于精准度的追求是永无止境的。

精密测量的难题还有不少,下面就以电流测量为例,看看科学家们如何应对难题,又取得了哪些成效。

精密测量中的难题——电流测量

电学计量是现代计量科学中应用最为广泛的计量之一,电流测量是电学计量的核心和基础,而如何精确地进行电流测量却是精密测量的一大难题。据中国计量科学研究院官网介绍,欧姆定律是我们测量电流的普遍方法,其原理是通过测量待测电流在电阻上产生的电压降而测出电流大小,但由于电流通过电阻器件时会发热,导致电阻值发生变化,从而产生测量误差。因此,减小电阻的负载系数(电流通过待测电阻器件时因发热而引起的电阻值相对变化,即实际计算负荷容量和额定负荷容量的比值)成为电流精密测量的关键所在。

如何应对“负载系数”?

据《中国质量报》报道,早在2012年,国家就启动了“宽量限超高精密电流测量仪”项目,研制以极低负载效应分布式采样电阻为核心的3套科研仪器:宽量限超高精密电流测量仪、采样电阻负载系数校准装置、高稳定度恒流电源,分别开展新型电阻比材料特性、负载系数自校准方法的研究,试制开发新型高精度电阻元件,同时建立新型电阻合金材料温度系数数据库,开展相关研究,从而实现电流单位的准确复现,为我国电学计量体系奠定准确、可靠的计量基础。

应对成果怎么样?

根据国家质量监督检验检疫总局官网消息称,我国科学家提出了一种“基于链型电路的分布式极低负载效应采样电阻设计”,研制出一系列电阻负载系数达到量级的低负载系数电阻器件,并研制出采样电阻负载系数校准系统。据《中国质量报》报道,这些基于低负载系数电阻研制的电流测量仪、直流大电流校准装置、直流电流表检定装置、高稳定度电流源和低热电势扫描开关等系列仪器,打破了国外垄断,部分设备已应用于国防计量、新能源汽车、医疗诊断、冶金化工等领域。(刘洋)

本文由中科院物理所研究员吴光恒进行科学性把关。来源人民网-科普中国)

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来源:嘉兴在线—嘉兴日报    作者:摄影 记者 冯玉坤    编辑:李源    责任编辑:胡金波
 
 
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