计量科学与技术

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2023 年 1 期目录

2023, 67(1): 1-2.

摘要(78)

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PDF(120)

摘要:

基于PWM的精密可调直流标准源设计

郭俊言, 杨春玲, 杨旭强, 齐超

2023, 67(1): 3-9. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0045

摘要(586)

HTML (192)

PDF(96)

摘要:
在高精度测试仪表直流输出校准、精密测量、计量系统研制领域，需要研究直流标准源精度及分辨率提升策略，实现精密可调直流标准源国产化。研制了一种精密可调直流标准源，采用双路PWM合成的分压调控方式，实现输出直流电压0.1 µV的分辨率；通过温度补偿、精密倒相、无漂移滤波和电流补偿技术达到了输出4 ppm不确定度的指标，并编写了补偿校正算法以提高输出精度。通过实验测试验证，所开发的直流标准源长期工作稳定可靠，可以满足高性能直流基准使用需求。

基于变速积分PID控制的标准时间远程复现

陈德好, 杨志强, 王玉琢

2023, 67(1): 10-15. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0112

摘要(438)

HTML (384)

PDF(44)

摘要:
随着高精密时间频率在各领域广泛应用，远程时间溯源需求在不断提高。为实现高精度高稳定度远程时间溯源，提出利用光纤时频链路实现高精度时间基准的远程复现，基于变速积分PID控制策略优化了原子钟驯服方法，利用中国计量科学研究院和平里与昌平两院区之间54 km的光纤时频比对链路验证了时间基准复现方案，实验结果表明：超过85%的远程复现时差绝对值优于0.3 ns；远程复现时间稳定度优于6 ps/d；远程复现频率稳定度优于5×10⁻¹⁶/d。

三油酸甘油酯/三硬脂酸甘油酯固体脂肪含量标准物质的研制及定值方法

蒲成, 程芳, 王苗苗, 任玲玲

2023, 67(1): 16-22. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0605

摘要(765)

HTML (264)

PDF(64)

摘要:
固体脂肪含量是描述可可脂、人造黄油等油脂的重要质量指标。低场核磁共振法由于具有简单、快速、无需化学试剂等优点，已逐渐成为测量固体脂肪含量的主流手段。低场核磁共振直接法是一种相对测量方法，需要使用三油酸甘油酯/三硬脂酸甘油酯混合物对仪器进行校准、溯源。本文介绍了低场核磁共振及测量固体脂肪含量的原理，研究了三油酸甘油酯/三硬脂酸甘油酯混合物的固体脂肪含量的定值溯源路径，研究了其在不同温度下的稳定性，分析了混合油管在不同温度条件下测量不准确的原因，并最终确定了标准物质的定值方法与温度。

基于Lambert-Beer定律修正血氧饱和度R值曲线

马俊, 刘刚, 李超, 闻倩宇

2023, 67(1): 23-28. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0252

摘要(951)

HTML (355)

PDF(80)

摘要:
针对血氧模拟仪现有的R值曲线无法满足种类繁多的血氧仪计量检定需求，为解决血氧仪与模拟仪不兼容问题，提出一种基于Lambert-Beer定律的血氧饱和度测量模型的修正方法。在现有的检定装置上添加滤光介质，以实现在原有的测量模型上加一个修正值，从而对R值曲线进行修正。实验表明，通过添加滤光介质修正R值曲线，选择不同R值曲线检测血氧仪时均显示出正常的测量值，且示值重复性较小，符合国家计量检定规程要求，有效解决了血氧模拟仪与血氧仪之间的不兼容问题。

基于LA-ICP-MS的软质样品定量分析研究进展

高天恒, 任同祥, 王松

2023, 67(1): 29-38, 67. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0269

摘要(628)

HTML (149)

PDF(43)

摘要:
激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法（LA-ICP-MS）在近年来引起诸多关注，因为其能在准无损的条件下直接对固体样品分析，并且获得一定空间分辨率的原位元素浓度信息。然而由于元素分馏以及复杂的基质效应，LA-ICP-MS对于软质样品的定量分析仍具有挑战性。如要获得可靠可比的结果，相应的测量方案不仅需要使用经过验证的方法，还应建立基于标准物质的正确校正方法，从而实现测量结果的溯源性。本文通过分析2000年以来国内外研究团队发表的相关文献，介绍了LA-ICP-MS在三类不同软质样品测量中的常见测量策略，在此基础上通过汇总五个方面验证参数的情况，从方法精度、准确度、代表性三方面分析了定量方法的现状，并说明方法溯源性方面存在的问题。结果显示，基质匹配且同步测量的定量策略更有优势，另外受制于缺少完全基质匹配的CRM，领域内对于取样代表性及测量结果溯源性的研究并不充分。因此这两方面的相关内容，将会是未来利用LA-ICP-MS开展软质样品定量分析方法研究时需要重点解决的问题。国内在软质标准物质的合成方法和利用同位素稀释法实现测量结果溯源性等方面开展了一些研究，但依然有一系列问题尚待解决。

基于S型皮托管的烟气流量计量方法研究

许瑞祥, 翟恒涛, 王煦, 肖远欢, 张天亮, 彭亮, 薛蕾

2023, 67(1): 39-44. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0262

摘要(918)

HTML (242)

PDF(67)

摘要:
为了研究烟气流量实测计量方法，分析了当前主要碳排放核查方法的优劣，根据实测法烟气流量测量原理，提出利用S型皮托管测量烟气流量的方法。通过对皮托管测速原理的研究，根据速度面积法流量测量方法，提出了等面积和等距离两种积分方法，对两种积分方法中皮托管的安装位置、烟道截面测量点及其分布进行比较。为验证两种积分方法的合理性，依托实验室风洞装置对两种积分方法测得的结果进行分析比较，得出两种积分方法在低流速下偏差较大，在高流速下偏差均在0.5%左右，为实测法烟气流量的精确测量提供技术支撑。

我国天然气能量计量计价单位及基准值研究

贾玲玲, 吴运逸

2023, 67(1): 45-49. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0097

摘要(899)

HTML (501)

PDF(54)

摘要:
为开展天然气计价方式转换的本地化研究工作，基于天然气能量计量计价模型，通过文献调研能量计量计价单位，核算不同方式基准值，探索基准值动态调整可行性，提出了适用于我国的天然气能量计量计价单位及基准值。结果表明，天然气能量计量计价使用基准热值作为计量计价单位，更能反映天然气本身的特征和利用价值；基准热值可以是固定赋值，也可以是调整赋值，其调整量需要结合天然气周期热值稳定性和价格动态确定。以清丰站和乙烯支线南港站为气源，下游用户为研究对象，核算了36.0 MJ/m³作为固定基准热值，和平均高位发热量作为调整基准热值的计价转换结果，研究显示，所选择的基准热值和赋值方式均能支撑计价方式转变，并可以将不同气源、品质的天然气核算成数值相互比较；与固定基准热值相比，可调整基准热值对气源的适用性更强。

高稳定光纤布拉格光栅波长标准器的研究

樊其明, 许宁, 吴婷艳, 刘志伟, 张志新

2023, 67(1): 50-54. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0218

摘要(444)

HTML (190)

PDF(46)

摘要:
依据JJF 1804-2020《布拉格光纤光栅传感网络分析仪校准规范》，应使用稳定的参考标准光纤光栅对光纤光栅解调仪的波长解调示值进行校准。采用特殊设计的应力释放结构并利用智能控制算法及半导体制冷技术，实现高精度的温度控制，研制了一组高稳定的光纤光栅波长标准器。通过重复性考核并与商用光纤光栅测量比对，证明研制的光纤光栅波长标准器性能远优于校准规范要求，从而极大地提高了光纤光栅解调仪的校准不确定度。

烟草专用透气度流量盘检定装置的研究

邹轶, 于立, 李承志

2023, 67(1): 55-59, 54. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0106

摘要(434)

HTML (240)

PDF(41)

摘要:
烟草专用透气度流量盘是纸张透气度测量仪上的主要标准器具，其测量准确性关系到烟气中有害气体透过率是否准确，对人类生命健康至关重要。本文以国家现行规范为参考，对透气度流量盘检定装置进行探讨与研究，设计专用夹具并搭建了完整装置，经验证该装置满足要求。依据该装置可开展对本区域烟草透气度流量盘的测量，使其能够有效溯源，保证了区域内量值的准确可靠，从而为卷烟降焦减害，守护人类的生命健康作出贡献。

基于ISO GUM法的温度巡检仪测量不确定度的研究

尹跃, 梁兴忠, 陈杰, 马嫣, 张虎, 张炯, 孔飞

2023, 67(1): 60-67. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0229

摘要(842)

HTML (300)

PDF(90)

摘要:
针对温度巡检仪计量检定的量值准确性问题，参考现有技术规范的测量模型，建立了温度巡检仪中低温传感器和高温传感器新的测量数学模型，采用GUM法对温度巡检仪进行了测量不确定度评定，为完善温度巡检仪量值溯源及传递体系提供了技术依据，也为温度巡检仪校准规范的修订提供必要技术支持。结果表明：基于GUM法的不确定度主要来源于温度巡检仪示值和恒温源的性能；中低温铂电阻传感器在−80 ℃～600 ℃范围内，测量不确定度为0.03 ℃～0.07 ℃（k=2）；高温热电偶传感器在600 ℃～1000 ℃范围内，测量不确定度为0.8 ℃（k=2）。选用盐浴恒温槽可以大大提高传感器在300 ℃～600 ℃温度段的校准水平。

临界流文丘里喷嘴法气体流量标准装置期间核查方法研究

王雪丽, 赵作广, 徐焰栋, 徐昭

2023, 67(1): 68-72. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0062

摘要(700)

HTML (254)

PDF(69)

摘要:
期间核查是实验室量值溯源计划体系的重要部分。常用的临界流文丘里喷嘴法气体流量标准装置的期间核查方法是E_n值判定法，但该方法对核查标准的长期稳定性依赖性很大，容易产生误判。设计了一种装置内喷嘴（组）比对核查与实验室内多套装置比对核查相结合的方法，并以一套临界流文丘里喷嘴法气体流量标准装置为例，进行了核查方法设计和试验数据分析。该方法不但能对装置中各主要计量器具进行全面核查，还能随时对实验室内多套同类装置进行核查，减少核查标准由于安装以及使用环境变化造成的测量偏差，使得临界流文丘里喷嘴法气体流量标准装置的期间核查工作更加便捷、可靠。

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