電磁計(jì)量在現(xiàn)代測量技術(shù)中有著重要的地位。而電流作為國際單位制7個(gè)基本量之一，是電磁計(jì)量的核心和基礎(chǔ)。據(jù)了解，目前，國內(nèi)外對電流進(jìn)行的高精度測量，主要是通過測量已知阻值的采樣電阻兩端的壓降，經(jīng)過歐姆定律計(jì)算得到的。但該方法會因采樣電阻存在負(fù)載效應(yīng)而引入測量誤差。因此，降低采樣電阻的負(fù)載系數(shù)、對負(fù)載系數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確測量成為電流精密測量技術(shù)的關(guān)鍵。

正是由于此項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)沒有突破，此前，我國高端精密電流測量儀基本都被國外產(chǎn)品所壟斷。為了改變這個(gè)不利局面，中國計(jì)量科學(xué)研究院（以下簡稱中國計(jì)量院）電磁所在國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng)的支持下，由張鐘華院士領(lǐng)銜，協(xié)同國內(nèi)9家科研院所、高校和企業(yè)，針對低負(fù)載系數(shù)采樣電阻等精密電流測量關(guān)鍵技術(shù)展開了深入研究。經(jīng)過5年攻關(guān)，項(xiàng)目組取得了一系列技術(shù)突破。

日前，由中國計(jì)量科學(xué)研究院牽頭承擔(dān)的國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng)“寬量限超高精密電流測量儀”項(xiàng)目順利通過了質(zhì)檢總局組織的技術(shù)驗(yàn)收。

據(jù)項(xiàng)目主要技術(shù)骨干、中國計(jì)量院電磁所李正坤研究員介紹，項(xiàng)目組在國際上首次提出了一種“采樣電阻負(fù)載系數(shù)自校準(zhǔn)和測試方法”，實(shí)現(xiàn)了對電阻負(fù)載系數(shù)的準(zhǔn)確測量，不確定度達(dá)到10-8量級。項(xiàng)目組還提出了一種低負(fù)載系數(shù)采樣電阻的設(shè)計(jì)理論及研制方法，成功研制出最低負(fù)載系數(shù)達(dá)2×10-8的電阻器件系列。這些技術(shù)從根本上解決了長期以來制約我國精密電流測量技術(shù)發(fā)展的瓶頸問題，提升了我國電流計(jì)量溯源能力。

此外，項(xiàng)目組還開發(fā)出基于精密電流測量技術(shù)的多種儀器設(shè)備樣機(jī)和關(guān)鍵器件，包括采樣電阻負(fù)載系數(shù)校準(zhǔn)裝置、電流測量儀、直流大電流校準(zhǔn)裝置、直流電流表檢定裝置、高穩(wěn)定度電流源和低熱電勢掃描開關(guān)等。目前，所開發(fā)的儀器設(shè)備已初步實(shí)現(xiàn)了工程化和產(chǎn)業(yè)化，部分設(shè)備已在國防計(jì)量、新能源汽車、醫(yī)療診斷、冶金化工等領(lǐng)域的科研院所和企業(yè)中得到了應(yīng)用，創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)和社會效益，帶動(dòng)了我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平和創(chuàng)新能力的整體提升。