Wzorce wielkości elektrycznych oparte na zjawiskach kwantowych

• Autorzy: Dudek, E. , Mosiądz, M. , Orzepowski, M.

Warianty tytułu

EN

Quantum standards for electrical quantities

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Rozwój metrologii elektrycznej umożliwił odejście od wzorców materialnych na rzecz nowej klasy wzorców wielkości elektrycznych – wzorców kwantowych. Dzięki temu osiągnięto poprawę możliwości pomiarowych i jakości osiąganych wyników. Wzorcami kwantowymi są m. in. system odtwarzania jednostki napięcia elektrycznego (1 wolta) pracujący w oparciu o zjawisko Josephsona oraz system odtwarzania jednostki rezystancji (1 oma) wykorzystujący kwantowy efekt Halla. W artykule opisano podstawy fizyczne obu zjawisk, budowę systemów pomiarowych wykorzystujących te efekty, a także zmiany w systemie odtwarzania i przekazywania wspomnianych jednostek miar spowodowane wdrożeniem opisanych systemów

EN

Progress in electrical metrology gave the possibility to switch from traditional standards based on material properties to primary quantum standards, which improved measurement capabilities and quality of measurement results. Quantum standards reproduce the dc voltage unit (1 volt) with the help of the Josephson effect and the unit of resistance (1 ohm) with the use of the quantum Hall effect. In this article, we describe both these quantum phenomena, measurement systems based on the two effects and changes in the unit transfer schemes caused by implementation of the new quantum standards.

Słowa kluczowe

PL

metrologia elektryczna; wzorce kwantowe; pomiary elektryczne; systemy pomiarowe

EN

electrical metrology; quantum standard; electrical measurements; measurement systems

• Czasopismo: Metrologia : biuletyn informacyjny Głównego Urzędu Miar
• Rocznik: 2009
• Tom: nr 3
• Strony: 3--16
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., fot., rys., wykr.

Twórcy

autor

Dudek, E.

• Główny Urząd Miar – Zakład Elektryczny

autor

Mosiądz, M.

• Główny Urząd Miar – Zakład Elektryczny

autor

Orzepowski, M.

• Główny Urząd Miar – Zakład Elektryczny

Bibliografia

• [1] L. Michalski, K. Eckersdorf, J. Kucharski: Termometria, przyrządy i metody. Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej. Łódź 1998.
• [2] D. Domańska-Myśliwiec, M. Mosiądz, L. Snopek: Od kwantowego efektu Halla do rezystora wzorcowego - system przekazywania jednostki miary. Pomiary Automatyka Kontrola, vol. 53, 9 bis (2007).
• [3] B. D. Josephson: Possible new effects in superconductive tunneling. Physics Lettters, 1 (1962), 251.
• [4] E. Dudek, M. Mosiądz: Wzorce jednostek miar rezystancji i napięcia elektrycznego, a podstawowe stałe fizyczne. Pomiary Automatyka Kontrola, vol. 53, 9 bis (2007).
• [5] A. Barone, G. Paterno: Physics and Applications of Josephson Effect. Willey & Sons, 1982.
• [6] M. Cyrot, D. Padun: Wstęp do nadprzewodnictwa. Nadprzewodniki wysokotemperaturowe. PWN, Warszawa 1996.
• [7] http://physics.nist.gov/cuu/Constants/index.html.
• [8] C. A. Hamilton, C. Burroughs, K. Chieh: Operation of NIST Josephson Array Voltage Standards. Journal of Research of the NIST, vol. 95, nr 3, (1990) 219.
• [9] K. von Klitzing, G. Dorda, M. Pepper: New Method for High-Accuracy Determination of the Fine-Structure Constant Based on Quantized Hall Resistance. Phys. Rev. Lett., vol. 45 (1980), 494 - 497.
• [10] http://kcdb.bipm.org
• [11] K. I. Wysokiński: Quantum Hall Effect: the fundamentals. Metrology and Measurement Systems, vol. 13 (2006), nr 2, 113 - 124.
• [12] K. von Klitzing: 25 Years of Quantum Hall Effect (QHE) – A Personal View on the Discovery, Physics and Applications of this Quantum Effect, Seminaire Poincare, Paris, 2 (2004), 1 - 16.
• [13] M. Orzepowski: Wykorzystanie zjawisk kwantowych w pomiarach napięcia elektrycznego i rezystancji. Przegląd Elektrotechniczny, nr 5 (2008).
• [14] M. Mosiądz, M. Orzepowski: Zastosowanie komparatora kriogenicznego do przekazywania jednostki miary rezystancji. Pomiary Automatyka Kontrola, vol. 53, 9 bis (2007).