我國(guó)攻克高精度電流測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)

日前，由中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院（以下簡(jiǎn)稱“中國(guó)計(jì)量院”）牽頭承擔(dān)的國(guó)家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng)“寬量限超高精密電流測(cè)量?jī)x”項(xiàng)目順利通過(guò)了國(guó)家質(zhì)檢總局組織的技術(shù)驗(yàn)收。
        電磁計(jì)量在現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)中有著重要的地位，在基礎(chǔ)科研、社會(huì)生產(chǎn)以及日常生活中有著廣泛應(yīng)用。而電流作為國(guó)際單位制7個(gè)基本量之一，是電磁計(jì)量的核心和基礎(chǔ)。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)電流進(jìn)行的高精度測(cè)量，主要是通過(guò)測(cè)量已知阻值的采樣電阻兩端的壓降，通過(guò)歐姆定律計(jì)算得到的。但該方法會(huì)因采樣電阻存在負(fù)載效應(yīng)而引入測(cè)量誤差。因此，降低采樣電阻的負(fù)載系數(shù)、對(duì)負(fù)載系數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量成為了電流精密測(cè)量技術(shù)的關(guān)鍵。
        為突破電流精密測(cè)量技術(shù)瓶頸，改變我國(guó)高端精密電流測(cè)量?jī)x基本為國(guó)外產(chǎn)品所壟斷的不利局面，中國(guó)計(jì)量院電磁所在國(guó)家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng)的支持下，由張鐘華院士領(lǐng)銜，協(xié)同國(guó)內(nèi)9家科研院所、高校和企業(yè)，針對(duì)低負(fù)載系數(shù)采樣電阻等精密電流測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)展開了深入研究。經(jīng)過(guò)5年攻關(guān)，項(xiàng)目組取得了一系列技術(shù)突破。

圖1 項(xiàng)目組研制的分布式低負(fù)載系數(shù)電阻和精密電流傳感器

        據(jù)項(xiàng)目主要技術(shù)骨干，中國(guó)計(jì)量院電磁所李正坤研究員介紹，項(xiàng)目組在國(guó)際上首次提出了一種“采樣電阻負(fù)載系數(shù)自校準(zhǔn)和測(cè)試方法”，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電阻負(fù)載系數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)量，不確定度達(dá)到10^-8量級(jí)。項(xiàng)目組還提出了一種低負(fù)載系數(shù)采樣電阻的設(shè)計(jì)理論及研制方法，成功研制出最低負(fù)載系數(shù)達(dá)2×10^-8的電阻器件系列。這些技術(shù)從根本上解決了長(zhǎng)期以來(lái)制約我國(guó)精密電流測(cè)量技術(shù)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題，提升了我國(guó)電流計(jì)量溯源能力。

圖2 項(xiàng)目組研制的電流測(cè)量?jī)x等儀器和裝置樣機(jī)

        通過(guò)項(xiàng)目各任務(wù)的協(xié)作，項(xiàng)目組還開發(fā)出基于精密電流測(cè)量技術(shù)的多種儀器設(shè)備樣機(jī)和關(guān)鍵器件，包括：采樣電阻負(fù)載系數(shù)校準(zhǔn)裝置、電流測(cè)量?jī)x、直流大電流校準(zhǔn)裝置、直流電流表檢定裝置、高穩(wěn)定度電流源和低熱電勢(shì)掃描開關(guān)等。目前，所開發(fā)的儀器設(shè)備已初步實(shí)現(xiàn)了工程化和產(chǎn)業(yè)化，部分設(shè)備已在國(guó)防計(jì)量、新能源汽車、醫(yī)療診斷、冶金化工等領(lǐng)域的科研院所和企業(yè)中得到了應(yīng)用，創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，帶動(dòng)了我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平和創(chuàng)新能力的整體提升。（李正坤 陳杭杭）

什么時(shí)候商品化？獲得市場(chǎng)的認(rèn)可

根本上解決了長(zhǎng)期以來(lái)制約我國(guó)精密電流測(cè)量技術(shù)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題

根本上解決了長(zhǎng)期以來(lái)制約我國(guó)精密電流測(cè)量技術(shù)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題