直流电压标准及工作特点

有关直流电压标准及工作特点，电压和电阻是电磁学中的两个基本量，电压标准有标准电池、齐纳管电压标准、约瑟夫森量子电压基准等，电阻标准有精密线绕电阻与霍尔电阻基准等。

直流电压标准及特点

电压和电阻是电磁学中的两个基本量。电压基准和电阻基准——〉其他电磁量基准。

1、电压标准

标准电池（实物基准， 10-6）；

齐纳管电压标准 （固态标准， 10-6）；

约瑟夫森量子电压基准 （量子化自然基准，10-10）。

2、电阻标准

精密线绕电阻（实物标准）；

霍尔电阻基准（量子化自然基准，10-9）。

3、直流电压标准

1. 标准电池

原理：利用化学反应产生稳定可靠的电动势 （1.01860V）。有饱和型和不饱和型两种类型。

饱和型特点：电动势非常稳定（年稳定性可小于0.5μV，相当于5×10-7），但温度系数较大（约－40μV/℃）。用于计量部门恒温条件下的电压标准器。

不饱和型特点：温度系数很小（约－4μV/℃），但稳定性较差。用于一般工作量具，如实验室中常用的便携式电位差计。

使用中应注意： 1）不能倾倒；不能震动、冲击（不易运输）。 2）温度修正（特别是对饱和型）。 3）标准电池存在内阻，仪表输入电阻应较大。

2. 齐纳管电压标准原理

利用齐纳二极管的稳压特性制作的电子式电压标准（也称为固态电压标准）。

齐纳管的稳压特性仍然存在受温度漂移的影响，采用高稳定电源和内部恒温控制电路可使其温度系数非常小。

将齐纳管与恒温控制电路集成在一起的精密电压基准源，如LM199/299/399、REF系列。

3. 约瑟夫森量子电压基准原理

基于约瑟夫森（Josephson）效应的量子电压基准 约瑟夫森效应约瑟夫森隧道结：在两块相互隔开（约10埃的绝缘层）的超导体之间，由于量子隧道效应，超导电流（约mA量级）可以穿透该绝缘层，使两块超导体之间存在微弱耦合，这种超导体-绝缘体-超导体（SIS）结构称为约瑟夫森隧道结。

约瑟夫森效应：当在约瑟夫森结两边加上电压V时，将得到穿透绝缘层的超导电流，这是一种交变电流，这种现象称为交流约瑟夫森效应。