国家中小力值基准量值溯源体系关键技术

陈世超、唐韵、徐尹杰、赵兴华、唐纯谦、朱可加、余真、王歆鑫

四川省科技进步奖

二等奖

四川省人民政府

2018

力学所

国家中小力值基准是统一我国力值量值的重要装置，量值溯源体系的准确可靠直接关系到我国国防、航空航天、轨道交通等诸多重要领域，也是在国际贸易结算等领域奠定主权地位的重要基础。本项目通过对项目来源的四个子课题：国家财政部专项《中国测试技术研究院建立和保存的国家计量基准/副基准紧急改造》、国家质检总局西南大区项目《中国测试技术研究院国家西南大区级计量测试标准体系仪器设备购置》、四川省科技厅科技成果转化专项《力标准机关键技术成果转化》、四川省科技厅科技支撑专项《小力值标准装置的研制》，对中小力值国家基准装置进行了相关的技术研究，形成研究成果若干：（1）全面实现了中小力值基准装置的全自动化控制与测量，提高了基准装置运行的可靠性和工作效率；（2）以独创的《力标准机用砝码交换方法和砝码交换装置》专利技术提出了新的砝码交换方法，并成功应用于中小力值基准装置中，克服了“逆负荷效应”，大幅降低测量过程中蠕变对测量结果不确定度的影响；（3）项目研究起草了四个国家计量检定规程及一个国家计量校准规范，确保了国家量值溯源体系技术方法的统一，填补了国内空白；（4）研制成功1N-100N小力值标准装置和3.6MN叠加式力标准装置，对我国中小力值基准量值的扩展、体系完善打下了基础。 在完成项目主要研究内容后，进行了国际比对验证，2011年3月至8月，受IMEKO国际计量技术联合组织主席成员单位意大利国家计量科学研究院INRIM的邀请，中国测试技术研究院NIMTT作为主导实验室，进行了一次1MN计量基准的量值双边比对，两国1MN力基准机比对结果的力值相对扩展不确定度在（1～2）×10-5（k=2），比对结果《Force inter-comparison between China and Italy》发表于2014年2月在南非举行的IMEKO世界计量大会。中小力值基准装置力值不确定度保持在国际先进水平。基于此次比对满意结果，2017年底，原国家质检总局对中小力值基准颁发了新版的基准证书，成为首批纳入国家量值传递体系的计量基准装置。 项目在研究期间共获得《力标准机用砝码交换方法和砝码交换装置》等4项国家发明专利，《一种单序列串联式砝码的计量标准装置》等2项实用新型专利；项目研究期间主导起草《静重式力标准机》等4个国家计量检定规程及《应变式传感器测量仪校准规范》1个国家计量校准规范；研究期间在国内核心期刊发表《1MN力基准机力值不确定度评估及量值比对验证》等3篇技术论文，国外发表《Force inter-comparison between China and Italy》国际双边比对论文1篇。 项目研究成果的应用方面，以主导实验室组织实施了2010年的国内中小力值计量比对，保障了国家量值体系的统一；为各大区及行业最高标准开展了量值溯源工作；连续数年完成称重传感器的国家监督抽查，对国内传感器制造行业整体质量的提升乃至我国的贸易结算领域起到了关键作用。项目整体研究成果应用效果良好，具有巨大的社会效益与较大的经济效益。