我院新一代立式计算电容基准 获得国际互认并达到世界先进水平

电容是电磁计量中重要的物理量，与电力、电器制造行业、科学研究中涉及的阻抗量值有重要关系，因此电容一直是国际计量委员会电磁咨询委员会（CCEM）列出的国际关键比对量之一。我院在2017年CCEM组织的电容国际关键比对（CCEM.K4-2017）中取得了优异成绩，比对结果近日在国际计量局关键比对数据库（BIPM KCDB )公布。

本次关键比对首次采用星型比对方案，主导实验室BIPM分别与其他七个参加实验室（METAS、NIM、NIST、NMIA、NPL、PTB和VNIIM）同时开展双边比对。采用的10 pF和100 pF比对标准由各参加实验室提供，BIPM提供相应的标准电容器作为共同的参考标准。

我院参加比对的电容标准溯源到新一代立式可动屏蔽型计算电容基准装置。该装置基于2007年国家科技支撑计划“以量子物理为基础的现代计量基准研究”中课题及随后的院创新团队课题和国家科技部重点研发计划专项“国家质量基础的共性技术研究与应用”中“应对单位制变革的基本物理常数精密测定和溯源技术研究”中课题。

图1和图2为10 pF和100 pF电容关键比对的最终结果，其中，我国（NIM）复现10 pF电容量值能力为1.8×10-8(k=1)，不确定度最小。10pF和100pF的电容比对数据均非常接近关键比对参考值（KCRV），其中100pF偏离参考值最小。这标志着我国新一代计算电容及电桥装置获得国际互认并达到世界先进水平。

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图1. CCEM.K4-2017 10 pF电容量值国际比对结果

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图2. CCEM.K4-2017 100 pF电容量值国际比对结果

新一代立式计算电容基准装置应用中国独有的中空电补偿电极，复现电容单位的测量不确定度水平目前已提高到1.05×10-8(k=1)。在2018年院现场同行评审中，来自加拿大计量机构的著名计量专家Dr. Peter Filipski评价其为国际上最先进的装置（“This is a state-of-the-art facility”）。

以电补偿为标志的新一代立式计算电容基准装置显著提高了我国复现SI电容单位的能力，为电力、电器制造行业提高产品质量和阻抗精密测量提供了坚实的技术支撑；通过国际关键比对获得国际互认，夯实并提升了国家电磁计量溯源体系。
在2018年亚太区域计量规划组织（APMP）年度会议中，应电磁技术委员会（TCEM）的邀请，我院有计划主导下一轮APMP电容关键比对。

（业务部、电磁所供稿）