2018年國(guó)際質(zhì)量單位千克將重新定義，我國(guó)量傳問題已提前解決啦！
發(fā)布時(shí)間：2017-03-08
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來源：廣東計(jì)量協(xié)會(huì)
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影響了人類半個(gè)世紀(jì)的國(guó)際計(jì)量體系，將在2018年發(fā)生重大變革。在量子技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合作用下，2018年國(guó)際單位制（SI）將重新定義，世界測(cè)量技術(shù)規(guī)則將被重構(gòu)。
日前，由中國(guó)計(jì)量院承擔(dān)的國(guó)家質(zhì)檢總局科技計(jì)劃項(xiàng)目“高準(zhǔn)確度真空質(zhì)量測(cè)量系統(tǒng)的建立”項(xiàng)目通過驗(yàn)收。項(xiàng)目首次在我國(guó)建立了最大量程1kg的高準(zhǔn)確度真空質(zhì)量測(cè)量裝置，真空質(zhì)量測(cè)量重復(fù)性、靈敏度達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，成功解決了2018年國(guó)際質(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。
國(guó)際單位制（SI）是全球統(tǒng)一的計(jì)量單位制，是構(gòu)成國(guó)際計(jì)量體系的基石。國(guó)際單位制的核心是7個(gè)基本單位，即時(shí)間單位“秒”、長(zhǎng)度單位“米”、質(zhì)量單位“千克”、熱力學(xué)溫度“開爾文”、電流單位“安培”、發(fā)光強(qiáng)度單位“坎德拉”和物質(zhì)的量單位“摩爾”。自1971年以來，這7個(gè)基本量，一直作為國(guó)際單位制的基本單位。
在國(guó)際單位制7個(gè)基本量中，質(zhì)量單位是目前唯一靠實(shí)物基準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)的。然而，由于實(shí)物基準(zhǔn)易受環(huán)境影響，在長(zhǎng)期穩(wěn)定性方面具有局限性，國(guó)際上計(jì)劃在2018年實(shí)現(xiàn)對(duì)質(zhì)量單位“千克”進(jìn)行重新定義。屆時(shí)，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國(guó)際千克原器實(shí)物基準(zhǔn)，成為國(guó)際質(zhì)量單位新的源頭。由于未來的質(zhì)量單位將在真空中實(shí)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(duì)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行測(cè)量和實(shí)時(shí)修正。
為此，中國(guó)計(jì)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(xiàng)目組在真空質(zhì)量測(cè)量、真空質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的傳遞，以及異型砝碼表面吸附測(cè)量和修正等方面取得了一系列創(chuàng)新成果，建立了測(cè)量靈敏度優(yōu)于0.1μg、滿載重復(fù)性優(yōu)于0.47 μg、測(cè)量擴(kuò)展不確定度25 μg（k=2）的高準(zhǔn)確度真空質(zhì)量測(cè)量裝置；形成了不同材料砝碼表面吸附率測(cè)量、不確定度評(píng)估和吸附修正，空氣密度測(cè)量，砝碼交換稱量等一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)。
據(jù)介紹，項(xiàng)目建立的高準(zhǔn)確度真空質(zhì)量測(cè)量裝置成功解決了砝碼真空質(zhì)量測(cè)量時(shí)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(diǎn)位多參數(shù)循環(huán)監(jiān)測(cè)方法，顯著提高了裝置的測(cè)量重復(fù)性和穩(wěn)定性。此外，項(xiàng)目還實(shí)現(xiàn)了多種砝碼表面吸附與其逆過程的精確分析，吸附測(cè)量擴(kuò)展不確定度0.0011 μg/cm2（k=2），達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。
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