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国家市场监管重点实验室（电学量子基准） 2023 年度开放课题申请指南 1、能量天平中高稳定度可程控恒流源关键技术研究 拟解决问题：针对能量天平法复现千克研究中，需要恒定电流通 入悬挂线圈以产生高稳定的电磁力与砝码重力平衡的需求，拟开展高 稳定度可程控恒流源关键技术研究，解决恒流源在带感性负载情况下 易发生自激振荡和易受环境电磁场干扰等技术难题，为能量天平装置 测量水平的提升提供技术支撑。 研究内容：研制高稳定电压参考模块为恒流源提供稳定的电压基 准，并采用高精度数模转换芯片实现高稳定度的可调电压参考；采用 光耦或光纤隔离实现数字和模拟电路的隔离；采用压控恒流源技术方 案作为基本电路实现恒流输出，对恒利源电路的低频和高频等效电路 建模分析，采用滞后补偿和超前补偿两种方法相结合消除自激振荡， 实现感性负载下的稳定输出。 考核指标：恒流源输出范围：（0~10）mA，短期相对稳定度优 于 2E-7/小时。 2、基于量子电压的模数转换器微分非线性动态标校技术研究 拟解决的关键问题：随着我国社会经济的飞速发展和科学技术的 全面进步，各领域对精准测量测试的需求与测量能力不足之间的矛盾 日益突出。模数转换器是精密数字化仪表中的核心器件，其中微分非 线性是表征模数转换器局部示值误差的重要参数，提高该参数的动态 标校准确度对于实现数字化仪表高精度、高可靠性测量能力具有重要 意义。因此，在国际单位制量子化变革和量传体系扁平化趋势背景下， 开展基于量子电压的模数转换器微分非线性动态标校技术研究，解决 可编程约瑟夫森结阵可靠偏置驱动、基于量子电压的标准步进参考电 压信号动态合成等关键技术问题，研制模数转换器微分非线性动态标 校装置原理样机。 研究内容：研究可编程约瑟夫森结阵可靠偏置驱动方法，解决高 分辨率多通道偏置电流发生与同步输出控制问题；研究量子电压标准 步进参考信号动态合成方法，解决子结阵失效、冗余设计、亚分辨率 设计等复杂工况条件下的参考信号精准合成问题；研制模数转换器微 分非线性动态标校装置原理样机，集成偏置电流输出控制、标准参考 信号动态合成、标校同步信号输出等功能，开发软件平台，并试验检 验标校装置性能。 考核指标：研制模数转换器微分非线性动态标校装置原理样机 1 台，在 2V 量程范围内微分非线性标校的不确定度优于 2E-6。