国家科技支撑计划微纳技术计量标准子课题验收成功
- 2016/4/12 15:02:11 13074
- 来源：中国计量院
图为验收会议现场
课题验收会上，来自北京长城计量测试技术研究所、中国信息通信研究院、清华大学、南开大学等11家单位的专家组成员听取了课题组汇报、审议了验收材料，经过质询和讨论，一致认为：课题成功研制500μg、200μg、100μg、50μg的质量计量标准和自动测量系统，以及力值范围（10-8～10-4）N的微纳力值标准装置，填补了我国微克质量及微纳力值标准测量能力空白，构建了微克质量及微纳力值溯源体系。
对于贸易而言，质量计量举足轻重；而新材料、微纳加工、生物医学等领域探索微观世界的需求更是向质量和力值计量的精度与极限发起了挑战。据课题负责人、中国计量院胡刚副研究员介绍，在生物医学领域，配制高性能液体色谱溶液时，采用的某些标准品质量在毫克甚至微克量级，而用于标准品称量的微量天平需要微克质量标准对其测量准确性、可靠性提供保障。在微电子领域，微机电系统（MEMS）器件与封装材料的本构关系、热胀系数、杨氏模量等机械力学与物理特性等，也迫切需要微纳力值的准确溯源。
为了复现和传递微克质量、微纳力值，建立可以溯源到SI单位的测量能力，中国计量院和天津大学联合开展了微克质量及微纳力值计量标准研究。课题组历时4年，成功研制了微克质量标准2套、微克质量测量系统1套、微纳力值标准装置2套，整体综合技术指标和性能达到了先进水平，实现了测量量值向国家质量、电学以及长度基准的量值溯源。
其中，建立的微克质量计量标准（之一）在50μg质量点的测量扩展不确定度优于0.094μg（k=2）。这相当于复现一滴水（0.05g）质量的千分之一时，扩展不确定度不超过这滴水质量的五十万分之一。而采用质量方法的微纳力值标准装置，力值分辨力可达1nN，在（1~10）μN范围力值相对标准不确定度不超过0.4%。“既灵敏，又准确”，胡刚解释说，“这对测量方法提出了很高的要求，必须分析并降低测量机构变形、环境等因素对测量结果造成的影响。”他表示，课题组通过采用自主设计的柔性铰链机构和差分式测量系统方案，既保证了系统的高灵敏度，又提高了测量准确度。
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