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【新担当新作为】三十年如一日精心维护 确保国家基准稳定可靠

发布时间:2018-08-07    【来源:二院203所】

图为工作人员进行基准量值传递的场景

 

航天科工二院203所三十年如一日,精心维护超导量子基准,为固态电压标准和标准电池进行量值传递,每年对近百台仪器进行检定和校准工作。基准满足了高准确度直流电压量值溯源的需求,采用国际上先进的超导量子技术来实现,将直流电压量值的溯源准确度提高了2个量级。基准每隔几年与国内外权威计量机构进行比对,历次比对数据证明该基准装置的运行状况是稳定可靠的,保证了直流电压量值传递的准确、统一,为我国航天、航空、船舶等行业进行了大量的量值传递工作,同时作为国家副基准也为众多的计量技术机构提供高质量的校准服务。

耐心把握操作细节开展基准实验

基准实验的难度非常大,由于技术指标要求非常高,实验的每一个操作步骤需要特别细致。基准进行量值传递需要低温液氦环境,在温差达到约300摄氏度的高低温循中,实验人员逐步摸索到切实可行的操作方法。实验涉及了超导物理、精密测量、微波技术等多个专业领域,调试过程中,需要考虑众多因素及常温下、低温下的各种状态,需要多个参数相互匹配,才能保证其正常运行。在调试过程中,低温液氦内部环境的微小变化会对器件的工作状态造成影响,经常会遇到稀奇古怪的问题,未知状态下加大了调试的难度,大家只能在常温下对超导器件的工作参数进行观测,因此必须根据超导器件的结构和工作特点,通过微波驱动测试和偏置测试对器件的所有响应参数进行综合分析,找到问题产生的原因,再针对其确定解决方案。超导器件的工作状态调试的非常复杂的,每次超导器件冷却后,微波频率、微波功率和偏置信号的最佳工作点都不一样,过大过小都不行,有时还会相互影响,大家就这样静下心来一点一点的慢慢调整,契而不舍,最终找到一个最稳定的量子电压台阶,才能进行仪器测量。整个系统调试过程不仅需要经验,还需要手感,基准负责人康焱先容道。

“透视眼”准确判断器件状态

实验是一项要细之又细,容不得半点差错的工作,一旦出现问题,就会造成仪器的损害。大家将超导器件放置到液氦罐中,这是个非常缓慢的过程。每隔5到10分钟,探杆一点点探入10公分,每次超导器件放进去,取出来的过程都在约2个小时。由于探杆跨温区工作,其两端温度差异非常大,水火两重天,一端在正常的室温工作端,另一端则在零下200多摄氏度的液氦环境下,反复快速放置器件会给其带来不可修复的损坏。康焱说道,大家要尽可能地减少回温次数,要成为“透视眼”,在放之前充分检查所有系统配套线缆器件,测量引线焊接,安装可靠。把微波信号及偏置信号传输到器件上,使之产生高准确度的量子电压台阶,最终把量子电压信号输出到被测仪器上。如果快速取出器件,就会有结霜现象发生,而水汽对于器件来说是大忌,会对器件造成很大的伤害,因此回温过程的时间控制是非常重要的。康焱先容道,大家就是以对国家财产高度负责的精神,保证国家基准运行稳定可靠。

细致周到做好量值传递工作

基准主要用来测量固态电压标准,固态电压标准是技术指标较高的实物标准,使用和测试与一般仪器不一样,比如,送检的固态电压标准必须持续不断的保持供电,一旦断电就无法保持其准确度量值,需重新进行校准,很多客户并不十分了解固态电压标准的特殊操作使用要求,大家就给仪器挂了一个“仪器使用说明”的标签,如不能断电超过72小时,运输时要调到电池供电模式等,操作中的注意事项一目了然,新手上来就会使用。用户由衷地表示,送到203所检测更踏实,这里测试真是认真、完善。在测量过程中,仪器由于自身噪声偶尔会产生数值跳变,不能体现真实的量值。因此当被测仪器产生此类情况时,大家通常会建议客户将固态电压标准放置到实验室考核一周时间,确认仪器的稳定性,再交付客户放心使用。遇到固态电压标准测量不合格的情况,大家不仅会尽快通知客户,还会尽可能地帮客户查找原因,一家企业的固态电压标准测量不合格,大家并没有直接退回,而对其现象进行分析和实验,最终发现仪器自身并没有问题,而是其供转换电源噪声导致仪器技术指标不符合要求。大家与客户进行了沟通,客户立即通过快递发来另一个转换电源,最后仪器测量合格,避免了客户展转维修再送检。康焱先容道。多年来203所还携带高准确度的传递标准,以上海为中心,对江浙地区航天院所、高科技外企、省级计量机构多家单位进行量值传递,满足客户对直流电压参量溯源于国家基准的需求。航天工作是一项“差之毫厘,谬以千里”的工作。这项维护基准的工作,事关国家的能力建设,大家必须保证基准准确,这是大家责无旁贷、义不容辞的责任。 康焱坚定地说道。

目前,计量能力建设越来越成为国家核心竞争力的重要标志,量值传递技术作为统一计量器具量值、保证计量结果准确可靠的重要手段而受到更多的重视,王路先容道。直流电压参数量传是203所一项已经持续三十年的计量工作,是体现203所计量能力、扩大计量影响力,以及促进计量单位间沟通交流的一项非常有意义的工作。

(一鸣、康焱)

 

 

 

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