【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】日前，由中國計量科學(xué)研究院（以下簡稱“中國計量院”）承擔(dān)的國家質(zhì)檢總局科技計劃項目“高準(zhǔn)確度真空質(zhì)量測量系統(tǒng)的建立”項目順利通過專家驗收。項目在我國建立了大量程1 kg的高準(zhǔn)確度真空質(zhì)量測量裝置，真空質(zhì)量測量重復(fù)性、靈敏度達(dá)到先進(jìn)水平，成功解決了2018年質(zhì)量單位千克重新定義后質(zhì)量量值傳遞技術(shù)關(guān)鍵問題，為保障未來我國質(zhì)量量值與等效一致奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
圖為中國計量院研究人員在現(xiàn)場測試真空質(zhì)量測量裝置
在單位制7個基本量中，質(zhì)量單位是目前靠實物基準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)的。然而，由于實物基準(zhǔn)易受環(huán)境影響，在長期穩(wěn)定性方面具有局限性，上計劃在2018年實現(xiàn)對“千克”進(jìn)行重新定義。屆時，基于量子物理的質(zhì)量自然基準(zhǔn)將取代目前尚在使用的千克原器實物基準(zhǔn)，成為質(zhì)量單位新的源頭。由于未來的質(zhì)量單位將在真空中實現(xiàn)，而日常生活的質(zhì)量工作標(biāo)準(zhǔn)——砝碼仍是在空氣中使用的，這給質(zhì)量量值的傳遞方式帶來了一系列問題——除了需要將保存在真空中的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)傳遞到空氣中外，還必須對環(huán)境參數(shù)進(jìn)行測量和實時修正，以保障質(zhì)量單位重新定以后，我國質(zhì)量量值在傳遞過程中的準(zhǔn)確、可靠。
為此，中國計量院從2013年起，圍繞質(zhì)量單位新定義之后質(zhì)量量值傳遞關(guān)鍵技術(shù)開展了系列研究。經(jīng)過多年努力，項目組在真空質(zhì)量測量、真空質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的傳遞，以及異型砝碼表面吸附測量和修正等方面取得了一系列創(chuàng)新成果，建立了測量靈敏度優(yōu)于0.1μg、滿載重復(fù)性優(yōu)于0.47 μg、測量擴展不確定度25 μg（k=2）的高準(zhǔn)確度真空質(zhì)量測量裝置；形成了不同材料砝碼表面吸附率測量、不確定度評估和吸附修正，空氣密度測量，砝碼交換稱量等一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)。
“0.1μg相對于1 kg物體來說，就相當(dāng)于2 只蚊子與1架空客A320客機質(zhì)量之間的關(guān)系。”項目負(fù)責(zé)人任孝平打了一個形象的比方，“靈敏度越小，質(zhì)量測量過程中裝置感知質(zhì)量變化的能力越強，可以達(dá)到的測量準(zhǔn)確度也就越高。”
據(jù)介紹，項目建立的高準(zhǔn)確度真空質(zhì)量測量裝置成功解決了砝碼真空質(zhì)量測量時系統(tǒng)穩(wěn)定性和保持高真空度之間的矛盾；采用的非接觸式分子泵散熱方法和多點位多參數(shù)循環(huán)監(jiān)測方法，顯著提高了裝置的測量重復(fù)性和穩(wěn)定性。此外，項目還實現(xiàn)了多種砝碼表面吸附與其逆過程的分析，吸附測量擴展不確定度0.0011 μg/cm2（k=2），達(dá)到了先進(jìn)水平。
任孝平表示，項目建立的高準(zhǔn)確度真空質(zhì)量裝置和提出的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的質(zhì)量測量數(shù)據(jù)比較方法，在提高我國真空質(zhì)量量值傳遞的可靠性的同時，為質(zhì)量單位重新定義的研究積累并提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
（原標(biāo)題：中國計量院成功解決質(zhì)量單位重新定義后量值傳遞問題）
