法拉
电容的国际单位制导出单位
法拉(F)是国际单位制电容的导出单位,其量值复现技术依托于基于量子电学原理的计算电容装置。中国计量科学研究院在上世纪七十年代建立的卧式静止型计算电容国家基准位于和平里院区。该院于2017年研制出新一代立式可动屏蔽型计算电容装置,其复现电容单位的标准不确定度达到国际领先水平。实际应用中,因单位量值较大,几乎不使用完整法拉作为电容器计量单位。
定义与地位
法拉是国际单位制中表示电容的导出单位,符号为F。该单位通过基本单位米、千克、秒和安培的组合定义,其复现精度直接影响电磁计量体系的准确性。
量值复现技术
中国计量科学研究院在上世纪七十年代建立卧式静止型计算电容国家基准,该装置通过测算真空电极间电容与长度关系实现法拉单位的量子化复现。2017年研制的新一代立式可动屏蔽型计算电容装置,采用动屏蔽结构设计,将复现电容单位的测量标准不确定度降低至1.0×10-8量级。
国际比对与成果
2017年国际电磁咨询委员会组织的电容关键比对(CCEM.K4-2017)中,中国计量院基于新装置提交的量值在不确定度水平(0.97×10-8)及与参考值的接近程度两方面均处于七国参比机构的领先地位。2018年12月国际计量局公布的比对结果正式将该成果纳入国际互认体系。
技术应用现状
由于1法拉对应的电容值在实际应用中过于庞大,工程领域普遍采用微法(μF)、皮法(pF)等更小单位进行计量。中国拥有的两套计算电容基准装置不仅是国内量值溯源源头,也是目前全球唯一同时正常运行的双系统,为国际单位制变革提供技术支撑。
参考资料
电磁计量科学研究所计量基标准.中国计量科学研究院.2025-05-06
计算电容实验室.中国计量科学研究院.2025-05-03
最新修订时间:2025-10-08 16:58
目录
概述
定义与地位
量值复现技术
国际比对与成果
参考资料