Исследование квантовой меры напряжения ВНИИМ в режиме измерения переменного напряжения.

В связи с планируемыми Международным бюро мер и весов сличениями эталонов напряжения на постоянном и переменном токе на основе квантового эффекта Джозефсона в соответствии с Техническим протоколом сличений BIPM.EM-K10 исследована возможность применения программируемой джозефсоновской микросхемы из состава Государственного первичного эталона единицы электрического напряжения ГЭТ 13-2023 для измерения синусоидальных напряжений 0,75 В и 7 В в диапазоне частот 62,5–1000,0 Гц. При измерениях напряжений в диапазоне частот 62,5–200,0 Гц совместно с квантовой мерой использован цифровой вольтметр со специально разработанным программным обеспечением для измерений переменного напряжения. Полученные результаты отличаются от результатов измерений, представленных в Техническом протоколе сличений. Однако по итогам проведённого исследования подтверждена возможность применения квантовой меры напряжения на основе программируемой джозефсоновской микросхемы из состава ГЭТ 13-2023 для сличений на основе указанного Технического протокола. Проанализировано взаимодействие квантовой меры и источника переменного напряжения, и сделан вывод о необходимости контроля цифровым вольтметром с рекомендованным в Техническом протоколе сличений программным обеспечением воспроизводимого переменного напряжения.

1. Josephson B. D. Possible new effects in superconductive tunnelling. Physics Letters, 1(7), 251–253 (1962). https://doi.org/10.1016/0031-9163(62)91369-0

2. Кpжимовский В. И., Катков А. С. Повышение точности поддеpжания единицы ЭДС. Всесоюзное совещание «Квантовая метpология и фундаментальные физические константы». Тезисы доклада. ВНИИМ, Ленинград, с. 173–174 (1982).

3. Колтик Е. Д., Галахова О. П., Кpжимовский В. И. и др. Госудаpственный первичный эталон единицы ЭДС и пеpеход на новый pазмеp вольта. Измеpительная техника, (10), 6–7 (1991).

4. Катков А. С., Колтик Е. Д., Кржимовский В. И., Телитченко Г. П. Единый квантовый эталон вольта на постоянном и переменном токе. Концепция построения. Измеpительная техника, (12), 39–42 (1997).

5. Крутиков В. Н., Катков А. С. Эталон вольта России. Контрольно-измерительные приборы и системы, (3), 25 (2000).

6. 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, (3), 6–9 (2002).

7. Катков А. С., Шевцов В. И., Громова Ю. А. Государственный первичный эталон вольта четвёртого поколения. Измерительная техника, (7), 4–8 (2023). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2023-7-4-8; https://www.elibrary.ru/ptxxqw

8. Solve S., Kim M. -S., Palafox L. et al. Update on the future BIPM on-site comparison program for Josephson ac voltage standards. Conference on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM 2020), Denver, USA, pp. 1–2 (2020). https://doi.org/10.1109/CPEM49742.2020.9191727

9. Lee J., Behr R., Katkov A., Palafox L. Error contributions in stepwise synthesized Josephson sine waves. Conference Digest (CPEM 2008). Broomfield, рp. 78–79 (2008).

10. Lee Jinni, Behr Ralf, Palafox Luis et al. An ac quantum voltmeter based on a 10 V programmable Josephson array. Metrologia, 50(6), 612–622 (2013). https://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 на основе переходов Джозефсона СИС-и СНС-типа. Измеpительная техника, (6), 45–48 (2017). https://www.elibrary.ru/yzjour

12. Katkov A., Shevtsov V., Gubler G. VNIIM 10 V Programmable Josephson Voltage Standard. Conference on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM 2018), Paris, France, pp. 1–2 (2018). https://doi.org/10.1109/CPEM.2018.8500892

13. Gubler G. B. and Shapiro E. Z. Implementation of sampling measurement system for new VNIIM power standard. Conference on Precision electromagnetic Measurements (CPEM 2012), Washington, USA, pp. 294–295 (2012). https://doi.org/10.1109/CPEM.2012.6250918

14. Телитченко Г. П., Шевцов В. И. Новый государственный специальный первичный эталон единицы электрического напряжения – вольта – в диапазоне частот от 10–3∙107 Гц. Измерительная техника, (7), 3–5 (2009). https://www.elibrary.ru/mvqlhr