“4600萬年不差一秒” 中國的計量科技有多精準?

分享到:

“4600萬年不差一秒” 中國的計量科技有多精準?

2024年11月08日 13:02 來源:中國新聞網(wǎng)
大字體
小字體
分享到:

  中新網(wǎng)北京11月8日電(中新財經(jīng)記者 左雨晴) “中國標準時間”從哪里來?在違法鳴笛的區(qū)域,如何進行非現(xiàn)場取證?這些日常生活中看似簡單實則復(fù)雜的問題,都與計量科技息息相關(guān)。近日,記者走進中國計量科學(xué)研究院(簡稱中國計量院),感受計量科技帶來的“準”與“智”。

  守時實驗室里的“中國標準時間”

  從古時的相鄰日出之間的時間為一日,到如今守時實驗室精準記錄的本地原子時TAI(NIM)、協(xié)調(diào)世界時UTC(NIM)、中國標準時間CST(NIM),關(guān)于如何計量“時間”的研究從未停歇。

  一秒究竟有多長?“中國標準時間”從哪里來?

  中國計量科學(xué)研究院守時實驗室。 左雨晴 攝

  “1967年,第十三屆國際計量大會通過決議,將時間的基本單位“秒”定義為無干擾的133Cs原子基態(tài)的兩個超精細子能級間躍遷的電磁輻射周期的9,192,631,770倍所持續(xù)的時間?!?/p>

  據(jù)中國計量科學(xué)研究院時間頻率計量科學(xué)研究所工程師楊東方介紹,這種通過觀測原子躍遷得到的“秒”,被叫做“原子秒”,目前能產(chǎn)生最準的秒的基準裝置,則是銫原子噴泉鐘。

  2010年,中國計量院研制的銫原子噴泉鐘NIM5,2014年作為秒長國家基準,成為國家時間頻率量值的源頭,同年通過國際計量局評審參與駕馭國際原子時,使中國在國際原子時合作中擁有了“話語權(quán)”和表決權(quán)。目前,其不確定度相當于4600萬年不差一秒。

  除參與國際原子時合作外,中國計量院還主導(dǎo)建立了中國自己的標準時間。

  “我們這里是目前中國最準的時間,相對于協(xié)調(diào)世界時(UTC)的偏差一般優(yōu)于±3ns,屬于國際第一梯隊?!睏顤|方表示,精確的時間不僅可以為包括北斗系統(tǒng)在內(nèi)的導(dǎo)航定位提供參考,還能助力高精尖科學(xué)實驗。

  “懸空實驗室”里的聲學(xué)測試

  在違法鳴笛的區(qū)域,如何進行非現(xiàn)場取證?聽障者依賴的助聽器,如何能夠更好達到降噪、語音清晰的效果?

  聲學(xué)計量廣泛服務(wù)于醫(yī)療健康、噪聲防控、工業(yè)檢測和國防安全等領(lǐng)域,而想要在空氣介質(zhì)中進行聲學(xué)測試,一間能夠屏蔽外界干擾,去除反射聲音影響的消聲室是基本環(huán)境。

  中國計量科學(xué)研究院消聲室。 左雨晴 攝

  “我們?nèi)硕軌蚍直娴淖钚÷曇羰?0 dB(20 uPa),對應(yīng)動態(tài)壓強20微帕,這間消聲室的A計權(quán)背景噪聲低至-2.4 dB?!睋?jù)中國計量科學(xué)研究院力學(xué)與聲學(xué)所副研究員牛鋒介紹,消聲室采用了房中房結(jié)構(gòu),最外層是混凝土建筑外敷屏蔽鋼板,內(nèi)部是吸聲結(jié)構(gòu),混凝土下方由若干固體彈簧支撐,在消聲室的中間偏下部分鋪有供人行走的地網(wǎng),起到屏蔽外界電磁干擾信號,降低外界振動影響,聲音反射能量最小的效果。

  牛鋒告訴記者,消聲室主要用于傳聲器的自由場校準、聲學(xué)計量儀器的型式評價實驗、低噪聲設(shè)備的輻射聲壓級測試、高精度的聲學(xué)測試和錄音等。

  “比如,根據(jù)我國道路交通安全法規(guī)定,所有非現(xiàn)場執(zhí)法的交通監(jiān)控設(shè)備,必須經(jīng)過計量檢定合格之后才能用于執(zhí)法,我們對機動車鳴笛抓拍系統(tǒng)進行校準,能精準定位鳴笛車輛。另外,現(xiàn)在智能設(shè)備越來越多,這些智能設(shè)備的音頻模塊該如何做得更好,我們也研制了智能感知音頻設(shè)備的計量裝置。”牛鋒說。

  電波暗室里的汽車抗電磁干擾測試

  隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展,人們身邊的電子設(shè)備越來越多。然而你或許不知道,這些設(shè)備在出廠前,還需要通過電磁兼容試驗。

  在中國計量院,一個由金屬板封閉的電波暗室內(nèi),一輛汽車停在大轉(zhuǎn)臺上,等待著進行電磁兼容試驗。中國計量科學(xué)研究院信息與電子研究所工程師王少華告訴記者,電波暗室的主要作用有兩個,一是屏蔽外界電磁波,二是消除電磁波反射。

  中國計量科學(xué)研究院消聲室電波暗室。 左雨晴 攝

  “這里用來做電磁兼容試驗,包括工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療設(shè)備,信息技術(shù)設(shè)備,汽車整車,汽車零部件的電磁兼容試驗,以及計量器具形式評價試驗。一方面,我們要檢測電子設(shè)備向外輻射的電磁波是否超過國家標準規(guī)定的限值;另一方面,我們向被測電子設(shè)備輻射強電磁場,檢測設(shè)備抗電磁干擾的能力。”

  那么,為什么要做電磁兼容試驗?

  王少華表示,如果電子設(shè)備的電磁輻射過大,會對其他設(shè)備造成干擾,可能引發(fā)其他設(shè)備的誤動作或功能失效;如果電子設(shè)備抗干擾能力不足,輕則導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失,重則可能會引發(fā)安全事故。

  “比如,汽車作為一臺大型電子設(shè)備,具備多種功能,尤其是新能源汽車,配備了多種傳感器,像雷達、攝像頭、麥克風(fēng)等,智能化程度越來越高,集成的電子元器件越來越多。如果汽車的抗電磁干擾能力不足,車輛在行駛過程中如果受到其他電磁干擾,可能會導(dǎo)致剎車失靈或其他功能失效,存在極大的安全隱患。國家標準對汽車的電磁兼容性要求很高,汽車上市前需要通過電磁兼容檢測?!?/p>

  科技要發(fā)展,計量須先行。目前,中國計量院在時間頻率、電學(xué)、熱工、長度、力學(xué)、光學(xué)、電離輻射、化學(xué)、生物等計量領(lǐng)域多項測量能力處于國際領(lǐng)先或先進水平,已形成比較完善的國家計量基標準體系和標準物質(zhì)體系,未來,中國計量院將堅持服務(wù)國家經(jīng)濟社會科技發(fā)展,不斷推動計量科技創(chuàng)新與持續(xù)發(fā)展。(完)

【編輯:李潤澤】
發(fā)表評論 文明上網(wǎng)理性發(fā)言,請遵守新聞評論服務(wù)協(xié)議
本網(wǎng)站所刊載信息,不代表中新社和中新網(wǎng)觀點。 刊用本網(wǎng)站稿件,務(wù)經(jīng)書面授權(quán)。
未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載、摘編、復(fù)制及建立鏡像,違者將依法追究法律責(zé)任。
Copyright ©1999-2024 chinanews.com. All Rights Reserved

評論

頂部