сгенерировать QR код
Открытый доступ
Только для подписчиков
Перспективы применения квантовых мер напряжения на эффекте Джозефсона для совершенствования эталонов вольта
https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2022-7-30-35
Аннотация
Описано совершенствование эталонов вольта на основе эффекта Джозефсона как этап развития квантовых эталонов вольта ВНИИМ. Создание и совершенствование аппаратуры проведено на базе джозефсоновских микросхем типа «сверхпроводник – изолятор – сверхпроводник» для воспроизведения постоянных напряжений до 10 В. Представлены результаты разработки транспортируемых квантовых эталонов на базе джозефсоновских безгистерезисных микросхем типа «сверхпроводник – нормальный металл – сверхпроводник» и «сверхпроводник – изолятор – нормальный металл – изолятор – сверхпроводник». Показано, что безгистерезисные микросхемы можно применять для воспроизведения постоянных напряжений, а также напряжений произвольной формы путём аппроксимации сигналов джозефсоновскими ступенями и импульсной сигма-дельта модуляции, позволяющей воспроизводить напряжение с заданным уровнем гармоник. Приведены результаты исследования передачи единицы вольта измерительным каналам переменного напряжения с высокоточными аналого-цифровыми преобразователями из состава Государственного первичного эталона единиц электрической мощности в диапазоне частот от 1 до 2500 Гц ГЭТ 153-2019.
Об авторах
А. С. Катков
Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. Менделеева
Россия
Россия
Александр Сергеевич Катков
Санкт-Петербург
А. Н. Петровская
Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. Менделеева
Россия
Россия
Анастасия Николаевна Петровская
Санкт-Петербург
Г. Б. Гублер
Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. Менделеева
Россия
Россия
Глеб Борисович Гублер
Санкт-Петербург
В. И. Шевцов
Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. Менделеева
Россия
Россия
Владимир Иванович Шевцов
Санкт-Петербург
Список литературы
1. Josephson B. D., Phys. Lett., 1962, vol. 1, no. 7, pp. 251– 253. https://doi.org/10.1016/0031-9163(62)91369-0
2. The International System of Units (SI), 9th ed., Paris, Bureau International des Poids et Mesures, 2019.
3. Shapiro S., Phys. Rev. Lett., 1963, vol. 11, no. 2, pp. 80– 82. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.11.80
4. Александров В. С., Катков А. С., Телитченко Г. П. Новый государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы // Измерительная техника. 2002. № 3. С. 6–9 [Aleksandrov V. S., Katkov A. S., Telitchenko G. P., Measurement Techniques, 2002, vol. 45, no. 3, pp. 228–232. https://doi.org/10.1023/A:1015954501462].
5. Катков А. С. Транспортируемый эталон сравнения на эффекте Джозефсона // Измерительная техника. 2005. № 2. С. 48–51 [Katkov A. S., Measurement Techniques, 2005, vol. 48, no. 2, pp. 175–179. https://doi.org/10.1007/s11018-005-0119-8].
6. Катков А. С., Ловцюс В. Э. Компактный эталон сравнения на эффекте Джозефсона с выходным напряжением 10 В // Измерительная техника. 2011. № 7. С. 41–45 [Katkov A. S., Lovtsyus V. E., Measurement Techniques, 2011, vol. 54, nо. 7, pp. 801– 807. https://doi.org/10.1007/s11018-011-9807-8].
7. Behr R., Katkov A. S., Metrologia. Technical Supplement, 2005, vol. 42, 01005. https://doi.org/10.1088/0026-1394/42/1A/01005
8. Катков А. С., Солве С. Ключевые сличения эталонов вольта ВНИИМ и МБМВ // Измерительная техника. 2011. № 11. С. 70– 73 [Katkov A., Solve S., Measurement Techniques, 2012, vol. 54, no. 11, pp. 1313–1318. https://doi.org/10.1007/s11018-012-9873-6].
9. Гудков А. Л., Катков А. С., Козлов А. И., Краснополин И. Я., Самусь А. Н. СПИС программируемого эталона вольта и перспектива развития джозефсоновской элементной базы // Приборы. 2011. № 11(137). С. 19–25 [Gudkov A. L., Katkov A. S., Kozlov A. I., Krasnopolin I. Ya., Samus A. N., The programmable voltage standard SCIC and the development prospect of Josephson element base, Pribory, 2011, no. 11 (137), pp. 19–25 (In Russ.)].
10. Lee J., Behr R., Palafox L., Katkov A., Schubert M., Starkloff M., Bock A. C., Metrologia, 2013, no. 50, pp. 612–622. http://dx.doi.org/10.1088/0026-1394/50/6/612
11. Катков А. С., Ловцюс В. Э., Быков А. И., Шевцов В. И., Новодережкин Г. В. Воспроизведение вольта во ВНИИМ на основе СИС и СНС переходов Джозефсона // Измерительная техника. 2017. № 6. С. 45–48. [Katkov A. S., Lovtsyus V. E., Bykov A. I., Shevtsov V. I., Novoderezhkin G. V., Measurement Techniques, 2017, vol. 60, no. 6, pp. 589–593 https://doi.org/10.1007/s11018-017-1240-1].
12. Катков А. С., Ловцюс В. Э., Быков А. И., Шевцов В. И., Петровская А. Н., Бэр Р., Киелер О. Квантовая мера для воспроизведения сигналов переменного напряжения // Измерительная техника. 2020. № 4. C. 39–43. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2020-4-39-43 [Katkov A. S., Lovtsyus V. E., Bykov A. I., Shevtsov V. I., Petrovsrkaya A. N., Behr R., Kieler O. F., Measurement Techniques, 2020, vol. 63, no. 4, pp. 295– 300. https://doi.org/10.1007/s11018-020-01786-0].
13. Gubler G., Katkov A., Investigation of ADC-Aided AC Measurement through the use of PJVS, Conference Digest СРЕМ 2012, Washington, 2012, pp. 64–65. https://doi.org/10.1109/CPEM.2012.6250662
14. Kieler O. F., Iuzzolino R., Kohlmann J., IEEE Transactions on Applied Super-conductivity, 2009, vol. 19, no. 3, pp. 230–233. https://doi.org/10.1109/TASC.2009.2019283
15. Schreier R., Temes G., Understanding Delta-Sigma Data Converters, Pisctaway, New Jersey, IEEE Press, 2005, 566 p.
16. Benz S. P., Dresselhaus P. D., Rüfenacht A., Bergren N.F., Kinard J. R., Landim R. P., IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2009, vol. 58, no. 4, pp. 838–843. https://doi.org/10.1109/CPEM.2008.4574646
17. Benz S. P., Burroughs C. J., Dresselhaus P. D., IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2001, vol. 11, no. 1, pp. 612–616. https://doi.org/10.1109/77.919419
18. Flowers-Jacobs N. E., Rufenacht A., Fox A. E., Dresselhaus P. D., Benz S. P., Conference on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM 2016), 2016, pp. 1–2. https://doi.org/10.1109/CPEM.2016.7540601
19. Гублер Г. Б., Никитин А. Ю., Шапиро Е. З., Алексеева Н. С. Многофункциональный государственный первичный эталон единиц электрической мощности в диапазоне частот от 1 до 2500 Гц ГЭТ 153-2019 // Эталоны. Стандартные образцы. 2020. № 16(1). C. 7–16. https://doi.org/10.20915/2687-0886-2020-16-1-7-16 [Gubler G. B., Nikitin A. Yu., Shapiro E. Z., Alekseeva N. S., Multifunctional state primary power standard in the frequency range from 1 to 2500 Hz, GET 153-2019, Measurement Standards. Reference Materials, 2020, no. 16(1), pp. 7–16 (In Russ.)].
20. Katkov A., Gubler G., Shevtsov V., Petrovskaya A., Behr R., Kieler O., Conference on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM-2020), 2020, pp. 1–2. https://doi.org/10.1109/CPEM49742.2020.9191742
Рецензия
Для цитирования:
Катков А.С., Петровская А.Н., Гублер Г.Б., Шевцов В.И. Перспективы применения квантовых мер напряжения на эффекте Джозефсона для совершенствования эталонов вольта. Izmeritelʹnaya Tekhnika. 2022;(7):30-35. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2022-7-30-35
For citation:
Katkov A.S., Petrovskaya A.N., Gubler G.B., Shevtsov V.I. Prospects for the application of voltage quantum measures based on the Josephson effect for improving Volt standards. Izmeritel`naya Tekhnika. 2022;(7):30-35. (In Russ.) https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2022-7-30-35
Просмотров:
132
Послать статью по эл. почте 