導(dǎo)讀：中國(guó)計(jì)量院成功研制新型立式可移動(dòng)屏蔽電極計(jì)算電容裝置。該裝置是目前電磁計(jì)量領(lǐng)域內(nèi)除量子電壓和量子電阻之外具有高準(zhǔn)確度水平（10-8）的裝置。
（驗(yàn)收會(huì)現(xiàn)場(chǎng)）
計(jì)量工作的根本任務(wù)之一是保持單位量值的準(zhǔn)確統(tǒng)一。單位制是計(jì)量學(xué)研究的基礎(chǔ)和核心。現(xiàn)行的單位制由七個(gè)基本單位（長(zhǎng)度單位米、質(zhì)量單位千克、時(shí)間單位秒、電流單位安培、熱力學(xué)溫度開爾文、物質(zhì)的量單位摩爾質(zhì)量、發(fā)光強(qiáng)度單位坎德拉）和若干導(dǎo)出單位組成。為更好地復(fù)現(xiàn)、保存和傳遞基本單位的量值，2005年上提出了重新定義單位制基本單位的問題，建議將單位制基本單位定義在基本物理常數(shù)上，如用普朗克常數(shù)定義質(zhì)量單位千克，用基本電荷定義電流單位安培，用玻爾茲曼常數(shù)定義熱力學(xué)溫度開爾文，用阿伏加德羅常數(shù)定義物質(zhì)的量的單位摩爾。
2005年5月計(jì)量委員會(huì)、2011年10月第24屆計(jì)量大會(huì)先后形成決議，號(hào)召各國(guó)計(jì)量院測(cè)量上述四個(gè)基本常數(shù)。精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)與這四個(gè)基本常數(shù)之間有重要的關(guān)系，它的準(zhǔn)確測(cè)量對(duì)四個(gè)基本常數(shù)的確定有重要的幫助。特別是由計(jì)算電容測(cè)量的精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)是直接建立在現(xiàn)有單位制之上的，由此確定的基本常數(shù)，以至隨后的新的單位制，將保持計(jì)量單位實(shí)際內(nèi)容不改變，例如，1千克的大米，盡管單位制定義改變了，它的質(zhì)量前后是一樣的。從而保證社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活生產(chǎn)和科學(xué)研究不受單位制變革的影響。目前，計(jì)量局和美國(guó)、澳大利亞等先進(jìn)國(guó)家都在研究新一代計(jì)算電容基準(zhǔn)。
為了響應(yīng)計(jì)量界的這一新的發(fā)展趨勢(shì)，在基本單位重新定義過程中掌握主動(dòng)，2006年在科技部的支持下，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院聯(lián)合國(guó)內(nèi)有關(guān)單位，申請(qǐng)了“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“以量子物理為基礎(chǔ)的現(xiàn)代計(jì)量基準(zhǔn)研究”，包括能量天平質(zhì)量量子基準(zhǔn)、玻爾茲曼常數(shù)測(cè)量及熱力學(xué)溫度基準(zhǔn)、精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)及電容基準(zhǔn)、阿伏加德羅常數(shù)測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)等9項(xiàng)量子計(jì)量基準(zhǔn)及關(guān)鍵技術(shù)研究。經(jīng)過幾年的努力，該項(xiàng)目中的課題先后取得一系列成果，本課題的驗(yàn)收標(biāo)志著該項(xiàng)目的全部結(jié)束，為應(yīng)對(duì)單位制的重大變革打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
據(jù)課題負(fù)責(zé)人、中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院研究員陸祖良介紹，本課題研究過程中通過合作，使我國(guó)在該領(lǐng)域的研究很快進(jìn)入前沿。課題組研制了新型的立式可移動(dòng)屏蔽電極計(jì)算電容裝置，利用激光干涉儀實(shí)時(shí)測(cè)長(zhǎng)，并與我國(guó)已經(jīng)建立的量子霍爾電阻裝置相結(jié)合，測(cè)量了精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到先進(jìn)水平，復(fù)現(xiàn)1pF電容單位的標(biāo)準(zhǔn)不確定度達(dá)到2.0×10-8。據(jù)了解，目前在此領(lǐng)域好水平為美國(guó)NIST的1.9×10-8。其余均大于2.8×10-8。
陸祖良介紹說，該計(jì)算電容裝置也是目前電磁計(jì)量領(lǐng)域內(nèi)除量子電壓和量子電阻之外具有高準(zhǔn)確度水平（10-8）的裝置。它本身是交流阻抗的計(jì)量基準(zhǔn)，在電力行業(yè)、電子行業(yè)、家用電器、通訊設(shè)備的質(zhì)量控制方面具有廣泛應(yīng)用，對(duì)提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力發(fā)揮重要作用。
另據(jù)了解，該課題研究中具有多方面的創(chuàng)新工作：采用嚴(yán)格測(cè)量和靈活調(diào)整相結(jié)合方法，實(shí)現(xiàn)了主電極系統(tǒng)的對(duì)稱和平行的高精度要求；通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電補(bǔ)償法的補(bǔ)償效果比機(jī)械補(bǔ)償法高一個(gè)數(shù)量級(jí)；提出一種電容電橋自動(dòng)輔助平衡新方法，消除手動(dòng)輔助平衡殘余不平衡負(fù)載的影響，提高了測(cè)量速度；提出了一種完全等電位屏蔽校驗(yàn)方法，實(shí)現(xiàn)了工作狀態(tài)下感應(yīng)分壓器的高精度校驗(yàn)；課題在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)四端對(duì)阻抗的高精度測(cè)量；采用了新的電容單位復(fù)現(xiàn)方法，操作過程簡(jiǎn)單、方便、快捷。
