[实用新型]量子电阻标准器

说明书

本实用新型提供了一种量子电阻标准器，该量子电阻标准器包括：超导螺线圈及设置在所述超导螺线圈内的量子霍尔电阻芯片，当所述超导螺线圈通电时，所述量子霍尔电阻芯片处于磁场内；导热机构，所述导热机构的一端连接于所述量子霍尔电阻芯片；金属外壳，所述金属外壳扣设在所述超导螺线圈及所述导热机构上，所述导热机构的另一端伸出所述金属外壳。该量子电阻标准器体积较小、使用方便、容易达到工作要求的，利于推广和应用。

技术领域

本实用新型属于精密电学测量领域，更具体地，涉及一种量子电阻标准器。

背景技术

根据国际计量委员会CIPM的建议，从1990年1月1日开始，在世界范围内启用直流量子化霍尔电阻基准，开启了电磁计量量子化的时代，电阻单位复现不再依赖实物电阻，而是由量子化霍尔电阻复现，其准确度提升了2～3个数量级，并且不用再担心实物电阻漂移、受损及国际一致性。我国于2003年建成量子化霍尔电阻标准装置，其标准不确定度达到2.4×10^-10。然而复现量子霍尔电阻对环境要求极为苛刻，量子电阻需要在极低温和强磁场下复现，当前国际上均采用商用超导磁体+样品探杆+量子霍尔电阻芯片的传统方式，为量子电阻复现提供低温和强磁场环境，其体积庞大(绝大多数国家电阻基准实验室为其单独提供一个房间)，操作异常复杂(同时涉及降温、励磁、样品探杆操作)，对人员操作技术要求高，操作时间甚至长达几天，因此量子电阻出现近40年来，也只有国家级及大区级实验室有能力及条件启用并维护量子霍尔电阻自然基准装置，再通过实物电阻经多级链条传递向用户，传递到用户时不确定度最高仅为10^-7量级，严重影响电阻单位高准确度传递和使用。综上，量子霍尔电阻量值复现装置的复杂度、人员要求和工作效率严重限制了其大范围推广和应用，量子电阻基准仍然维持在“高高在上”的位置，并没有进一步走向用户，融入生产生活的方方面面。

因此有必要研发一种体积较小、使用方便、容易达到工作要求的，利于推广和应用的量子电阻标准器。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种量子电阻标准器，该量子电阻标准器体积较小、使用方便、容易达到工作要求的，利于推广和应用。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种量子电阻标准器，其特征在于，该量子电阻标准器包括：

超导螺线圈及设置在所述超导螺线圈内的量子霍尔电阻芯片，当所述超导螺线圈通电时，所述量子霍尔电阻芯片处于磁场内；

导热机构，所述导热机构的一端连接于所述量子霍尔电阻芯片；

金属外壳，所述金属外壳扣设在所述超导螺线圈及所述导热机构上，所述导热机构的另一端伸出所述金属外壳。

优选地，所述超导螺线圈包括中空管状的导热骨架以及缠绕在所述导热骨架外侧的超导线，所述量子霍尔电阻芯片设置在所述导热骨架内侧，当所述超导线通电时，所述导热骨架内能够产生磁场。

优选地，还包括电流端子及超导开关端子，所述电流端子设置在所述超导线的两端，所述电流端子的一端伸出所述金属外壳，所述超导开关端子另一端连接于所述超导线，能够控制所述超导线的超导断开与闭合。

优选地，所述金属外壳为圆柱形，所述导热机构设置在所述金属外壳内，一端经由所述金属外壳底部伸出，所述电流端子及超导开关端子设置在所述金属外壳顶部。

优选地，还包括芯片承载机构，所述芯片承载机构设置在所述导热机构的一端，所述量子霍尔电阻芯片电性连接于所述芯片承载机构。

优选地，还包括引线端子及引线，所述引线一端电性连接于所述芯片承载机构，另一端电性连接于伸出所述金属外壳的引线端子。

优选地，所述芯片承载机构由导热良好的无磁性材料制成，所述芯片承载机构上设置有多个电气连接点。