开发的新压力测量方法 - 可以检查最精确的压力表

时间：2021-08-30 10:52:24 来源：

PTB科学家Christof Gaiser在PTB的介电常数气体温度计，用于测量电容。

来自Physikalisch-Technische Bundesanstalt（PTB）的科学家已经实施了一种新颖的压力测量方法，准则作为“新”kelvin的工作的副产品。除了新的过程之外，该过程是一个主要方法，即它只取决于自然常数。作为一种独立的方法，它可用于检查最精确的压力表，PTB被称为世界领导者。检查此类仪器以前可在高达100,000帕斯卡的范围内;现在700万Pascals是可行的。

因此，机械和电压测量之间的比较是第一次进行的第一次，相对不确定度小于5× 10-6。此外，这种新方法提供了调查氦气的独特可能性 - 一个重要的模型系统，用于物理学的基础。科学家们报告了他们在目前的自然物理问题中的工作。

新开发，高度精确的压力平衡之一。

你有没有穿着过高跟鞋的人踩到了？如果您熟悉这种疼痛，您可能已经考虑过压力对应于每单位表面的力，或者更精确地，其是垂直施加到表面上的力的结果。这也是根据哪种原则，压力测量工作最准确的方法。使用压力平衡时，通过确定施加到活塞上的重力，测量恰好已知表面的活塞下的气体的压力。

PTB的压力平衡目前是世界上最精确的活塞仪 - 高精度仪器，每组都以巨大的努力制造。然而，由于甚至最佳压力余额，即使是最佳压力余额也不准确地衡量，因为等级学家希望它们。已经努力在很长一段时间内开发替代压力测量方法。

“我们的新方法实际上非常简单：基于通过电容测量测量测量气体氦的密度。这意味着我们测量气体在电极之间改变特殊高度稳定电容的电容的程度，“科学博士的科学家解释说明，PTB的物理学解释。该方法仅指通过介电常数表示的氦气的一个通用性质。因此是一种主要方法。

剩下：根据PPB = FG / Aeff（Pb：压力平衡; G：重力; Aeff：活塞/气缸系统的有效表面）的传统压力测量。对：新的电气方法：通过校准电阻温度计R（t）确定的已知温度T在已知温度T处由测量气体引起的电容C（T）的相对变化可以直接连接到气体压力。气体颗粒的介电常数和气体颗粒的相互作用进入所需的AB初始计算：PAB-INITIO（C，T，GASAB-INITIO）。

Gaiser和他的同事因此成功地实现了在实践中第一次实现了突破性的理论方法。早在1998年，美国美国Metrology Institute Nist的Mike Folorover通过使用氦气性质的气体特性的理论计算，通过电气（电容）测量来了解他的测量压力的想法。然而，在接下来的几年里，实施这种思想被证明是一个真正的挑战。这种目的所需的精密电容测量和高稳定的电容以及使用完全自然常数（AB Initio Calculations）的理论计算尚不实现所需的准确性。此外，没有准确的可能性将它们与传统的压力余额进行比较。

每个实验障碍在过去十年中都已在PTB删除。由于在基本单位Kelvin的新定义范围内进行的活动，该活动于今年5月20日达到了Apex，随着引入增强的单位系统，举起压力余量和通过电容测量的常规压力测量在全球范围内前所未有的水平。由于全球佩戴研究小组实现的最新理论计算，现在可以测量700万帕斯卡（即70倍常压）的压力，相对不确定度小于5× 10-6。通过与常规压力平衡进行比较确认了该测量。这是关于机械和电压测量之间的相等基础的第一个比较。

因此，现在可以使用高精度校准压力的第二种方法。该方法本身和与传统压力标准报价的直接比较，一方面，可能验证氦气理论计算 - 原子理学中的重要模型系统。对于另一个，它们还允许测量其他气体，因此，要进一步开发理论和气体计量。

参考：Christof Gaiser，Bernd Fellmuth和Wladimir Sabuga，2019年12月2日，自然物理，“来自电气测量和热物理AB Initio计算的主要气体压力标准”.DOI：
10.1038 / s41567-019-0722-2

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