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精确称重微克级物质不再是难事

时间:2020-12-25 来源:计量校准 点击:

精确称重微克级物质不再是难事
 
  在生物医学领域,制备高效液相色谱溶液时,一些标准品的质量在毫克甚至微克量级,而用于称量的微量天平需要微克质量标准来保证其准确性。近日,记者从中国计量科学研究院获悉,该院成功研制出两套微克质量标准和一套微克质量测量系统,填补了我国微克质量标准测量能力的空白,构建了微克质量溯源体系。
  对于国际贸易来说,计量检测质量测量起着重要的作用。然而,在新材料、微纳加工、生物医学等领域探索微观世界的需求对质量和力测量的精度和极限提出了挑战。为了再现和传递微克质量,建立可追溯到国际单位制的测量能力,计量院和中国天津大学联合开展了微克质量和微纳力值测量标准的研究。课题组4年来独立开发了500  g、200  g、100  g和50  g的质量测量标准和自动测量系统。
  该项目的负责人、中国胡刚, 计量院,副研究员介绍说,该团队建立的微克质量测量标准之一在50微克时的测量不确定度优于0.094微克(k=2)。这相当于一滴水质量的千分之一(0.05克),不确定度不超过这一滴水质量的一半。
  除了重现和传递微克质量,课题组在微纳力值的精确溯源方面取得了重大突破。“在微电子领域,微机电系统器件和封装材料的本构关系、热膨胀系数、杨氏模量等力学和物理特性也迫切需要微纳力值的准确溯源。”胡刚说。
  在国家科技支撑计划“微纳",技术计量标准及标准物质研究”的支持下,课题组在微纳研制了输出值范围为(10-8—10-4)N的力值标准装置,填补了微纳力值标准测量能力的空白“使用该标准装置,力值的分辨率可达1nN,力值在(1—10)N范围内的相对标准不确定度不超过0.4%”胡刚告诉记者。
  “灵敏准确。”胡刚解释说,“为了同时达到这样的灵敏度和准确度,对测量方法提出了很高的要求。需要分析和减少测量机构和环境的变形等因素对测量结果的影响。”他说,课题组采用了自行设计的柔性铰链机构和差动测量系统,既保证了系统的高灵敏度,又提高了测量精度。
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