摘要：研究了通常用电流片模型来近似计算线圈磁场时被忽略的由于导线电流的离散而引起的附加磁场的变化规律,指出此种附加磁场会随着离开导线距离的增加而迅速衰减。此结论可用于指导精度要求较高的线圈磁场系统的设计,如用于质子回旋磁比γp′测量的高精度亥姆霍兹线圈的设计和用于普朗克常数h测量的焦耳天平系统中的精密互感线圈的设计等。

摘要：文章设计并制作了一款基于低温电流比较仪(CCC)的低噪声电流放大器,可以用于pA量级微弱电流的精密测量。该放大器由最大匝比2000∶1的超导比例线圈、直流超导量子干涉器以及超导屏蔽等组成,建立了该放大器等效输入电流噪声、电流灵敏度以及反馈回路模型,在此基础上提出了降低放大器噪声和提高放大器灵敏度的方法。实验结果表明,CCC超导比例线圈与匝数为12的检测线圈的耦合系数可以达到0.61,当CCC电流放大比例为2000∶1时,在1 Hz频率下,放大器的等效输入电流噪声为30 fA/Hz^(0.5),电流灵敏度为4.71 nA/Φ_(0),该放大器的性能在对峰峰值为6 pA的方波电流测试中得到了验证。

摘要：本文提出一种基于高精度电子水平仪实现平面镜反射面水平调整的方法,利用平面镜水平基准作参考进而实现激光干涉仪测量光束竖直方向准直的目的。利用该方法搭建的实验装置通过最短的传递环节将竖直轴向标准传递至平面镜反射面的水平调整上,建立数学模型证明了该方法可行性,并给出了仿真结果;通过实验及分析,本文搭建的实验装置竖直轴向标准精度小于28μrad,传递至平面镜的反射面上,实验得到平面镜水平倾角小于30μrad,从而实现一种平面镜反射面作为参考级水平基准的调整;最后设计实验应用于光束竖直方向准直调整,并实现与酒精液面参考的直接比对,实验证明本文搭建的平面镜水平调整装置与传统的酒精液面参考水平特性高度吻合。

摘要：将质量单位千克溯源到普朗克常数上是目前计量领域公认的实现质量重新定义的方法。能量天平法则是我国提出的用来测量普朗克常数与复现质量的一种方案。与国外采用的功率天平法相比,能量天平法拥有静态测量的优点。第一代能量天平系统已经完成了整体系统实验,对其不确定度的详细分析,有助于进一步优化设计方案,改进实验过程。最后得到其整体的不确定度为2.5×10^(-6)。针对其中主要的不确定度来源,在第2代能量系统中分别提出了相应的改进办法,为进一步降低实验不确定度提供了保证。

摘要：设计了一款基于超导量子干涉仪(SQUID)的直流电阻电桥指零仪电路,该电路可用作高精度电阻电桥中低值电阻(0.1~100Ω)测量的指零仪电路。通过自制SQUID外围电路并优化电路其输入耦合线圈的互感值,实现微弱电桥不平衡电流的精密测量。与传统电阻电桥基于测量不平衡电压的纳伏计指零仪相比,其检测灵敏度在中低值电阻测量范围有数量级的提升。设计的作为指零仪的SQUID磁通锁定环1/f转折频率在2 Hz左右,磁通白噪声水平在3.5μφ_(0)/√Hz左右,并且输入线圈与SQUID互感系数高达10 nH,其等效的电流白噪声密度0.7 pA/√Hz。将其用作电阻电桥指零仪测量100Ω标准电阻(工作电流为10 mA)的分辨率可达到10^(-11)量级。

摘要：提出了一种基于自阻尼垂向测量参考的线面式电容传感器,对垂向运动中的残留水平位移进行精确测量。线面式电容传感器利用细丝电极作为直接垂向测量参考,消除了间接参考在其转换过程包含的系统误差;同时采用细丝末端的液体阻尼器保证细丝电极的稳定性。实验表明:在0.38~0.4 pF范围内,线面式电容传感器的分辨力优于0.05μm,短期稳定性约为0.1μm。

摘要：针对传统高稳定度磁场稳流源的设计原理、基本性能指标、基本构成以及使用的关键部件,包括基准电压、采样电阻、误差放大器和调整管进行了详细的归纳总结,指出了传统方案中存在的优缺点。最后,根据现阶段能量天平磁场系统稳流源的技术指标提出了一种新型的稳流源设计方案。

摘要：基于量子霍尔效应的整数值量子电阻标准计量器件,能够有效缩短电阻的量值传递链,减少传递过程引入的不确定度,实现电阻传递的量子化和扁平化.本文系统报告了基于GaAs/Al_xGa_(1-x)As异质结的1k?量子霍尔阵列电阻标准器件的设计、制作和测试.该器件在1.5K下的测量结果与设计值的相对偏差为-1.96×10^(-7),测试数据的离散性为2.07×10^(-7).表明我们实现了1 k?量子霍尔电阻标准阵列器件.

摘要：详细讨论了由于电桥指零仪系统的非线性而产生的谐波交叉调制效应对电桥平衡的影响，设计并制作了一种高Q值的谐振滤波器以抑制此效应的影响。谐振滤波器的电感线圈采用高导磁率的瓷罐型铁芯绕制而成，通过调节两个瓷罐的间隙的大小以获得最大的Q值，从而降低由于铁芯损耗产生的热噪声。实验结果表明，该谐振滤波器的等效输入噪声小于1nV／√Hi，采用该滤波电路后，交叉调制效应造成的影响被有效降低了两个数量级以上。

摘要：在能量天平法原理的基础上,研究悬挂线圈特征矢量非对准状态的产生机理,分析非对准状态下水平安培力和电磁转矩之间相互耦合的作用特性,揭示两者对能量天平对准误差的影响机制;设计水平安培力和电磁转矩的双柔性铰链解耦结构,实现了两者在作用范围上的解耦,同时基于转矩平衡原理分别建立了水平安培力和电磁转矩的求解模型,并基于该模型评估了由水平安培力和电磁转矩做功引起的能量天平对准相对误差值为1×10^(-6)。