文档介绍：频率复现电学量的原理研究
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目录
一、量子基准之前的直流电学量测量及保存
二、约瑟夫森效应和约瑟夫森常数
三、量子化霍尔效应和冯·克里青常数
四、电流单位安培的保存和复现
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电学计量的意义
电磁计量标 即可确定电阻值。以计算电感法绝对测量电阻的测量误差约为（~1）×10-5,主要是由计算电感几何尺寸的测量误差所引起的。
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计算电容法的原理是基于1956年澳大利亚的汤姆逊和兰帕德所证明的静电学新定理。它指出截面为任意形状的无限长导电柱面，被在 α、β、γ、δ处的无限小的绝缘间隙分割为四部分时，如下图所示，电极αβ与γδ间单位长部分的电容C1和αδ与βγ间单位长部分电容C2，无论在柱面内还是柱面外，均满足方程：
其中
为一常数，εr 为介质的相对
介电常数、ε0为真空介常
数，C1、C2为交叉电容。
（2）计算电容法
任意形状导电柱的截面
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三、电压绝对测量法
一般电压绝对测量利用静电引力来实现。从静电学理论可知，若两平行金属板之间的电容为C(它是距离的函数)，电位差为U，则能量W为CU2／2。并且在垂直于两板的方向(Z)上存在相互作用力FZ，该力可表示为 。如果dC/dZ是已知的，则通过测量力就可得知电压。用这种原理进行电压绝对测量，不确定度可达到2xl0-7。
四、电功率绝对测量
70年代后期，英上，将电流天平改为电功率天平，用移动线圈的方法，使电功率的测量不确定度达到(1~2)×l0-7。
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1990年以前安培的保存——电压和电阻的实物基准
电单位的绝对测量都是非常复杂的实验，不可能在日常工作中用于复现和保存单位。在1990年国际上正式启用自然基准之前，电单位是通过实物基准来发现和保存的。在电学计量领域里最重要的实物基准是电阻基准和电动势基准。电流和电功率没有实物基准，它们是通过欧姆定律和电功率公式由电阻和电动势基准一起来复现和保存的。
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电阻的实物基准
标准电阻器（standard resistor） 用于保存电磁单位制中电阻单位欧姆的量值的标量具， 是专为精密仪器或校准电阻值而设计的。技术上与精密线绕电阻器的要求大体相同，并要求阻值稳定性极高，必须是无感和分布电容极小。主要具有高精密，低温度系数的特点。但应指出，它们的阻值往往是以某一温度和湿度为前提而标出的。
目前电阻单位量值的不确定度已小于1×10-，电阻量值也可以用良好的实物基准，即标准电阻来复现和保存，使用非常方便。
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为获得尽可能高的稳定欧姆值，各国普遍采用若干名义值为1Ω的标准电阻组成基准组来保存电阻单位。如国际计量局和美国的电阻基准，都是由10个1 Ω的标准电阻组成，单个电阻值的年变化率不超过1×10- Ω的标准电阻组成，单个电阻值的年变化率不超过2×10-7.
标准电阻是用具有低温度系数的合金丝（如锰镍铜合金丝）烧制而成的。电阻经退火处理后置于装满纯矿物油或惰性气体的密闭容器中，以保证阻值的稳定。104~108 Ω的高电阻使用AL等的Ni-Cr系精密电阻细线。电阻和温度的关系通常用下式表示：式中Rt和R20分别为t和20 ℃时的电阻值；α和β为电阻的一次和二次项温度系数。
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为消除连接导线的电阻对标准电阻的影响，实用的标准电阻都制成四端钮结构，如下图所示。四个端钮都安装在标准电阻的面板上，其中，C1、C2是电流端钮，P1、P2是电位端钮。
在使用标准电阻时要注意温度和额定功率。，，以免电阻丝发热而引起阻值变化。
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电压单位的实物基准
标准电池是一种化学电池，由于其电动势比较稳定、复现性好，长期以来在国际上用作电压标准。在测量和校准各种电池的电压时，用作标准的辅助电池。韦斯顿发明的饱和式标准电池具有长时间稳定性好（×10-6）的特性，常作为标准电池。
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