NRLM和IMGC固体硅密度基准双边比对的评述

为确定阿佛加德罗常数 ,意大利计量院 (IMGC)和日本国家计量研究院 (NRLM)分别建立各自的单晶硅球固体密度基准。本文介绍了两个硅球首次比对的结果 :NRLM以绝对法测量出IMGC硅球的质量和体积 ;IMGC采用液体静力法 ,通过比较两个硅球 ,测定NRLM硅球的密度。并且 ,双方还分别对IMGC硅球的直径进行了测量。测量结果的一致性很好 :密度不确定度 <0 .16× 10 -6,质量不确定度 <0 .1× 10 -6,体积不确定度 <0 .0 6× 10 -6,直径不确定度 <0 .0 4× 10 -6。

密度副基准的量值复现

介绍了静力称量法基本原理、测量装置及测量过程、参数控制。采用静力称量密度量值传递方法实现了从单晶硅球密度到副基准密度计组全部137只浮计的量值复现，并对不同密度段的基准浮计进行了测量不确定度评估。

标准硅球直径精密测量系统的设计

基于多光束干涉的基本原理,导出了使用斐索干涉仪测量硅球直径多光束干涉光强分布的精确公式。针对目前的硅球直径测量系统忽略了多次反射对干涉信号造成的影响和系统中固有的条纹清晰度低的问题,研究了多次反射对干涉信号造成的误差,结果表明其最大光强误差可达到8%。通过对光学干涉系统结构设计和元件参数选择,最大限度地优化了干涉条纹的可见度,并设计出零背景光强标准硅球直径精密测量系统。数值模拟结果表明,该系统不仅极大地提高了干涉条纹对比度、消除了背景噪声,而且可通过改变透镜焦距调节干涉条纹的强度以达到CCD的最佳工作范围,从而提高了光强信号的测量准确度。