一文知道直流電壓的標(biāo)準(zhǔn)及特點(diǎn)

電壓和電阻是電磁學(xué)中的兩個(gè)基本量。電壓基準(zhǔn)和電阻基準(zhǔn)——〉其他電磁量基準(zhǔn)。

1、電壓標(biāo)準(zhǔn)

標(biāo)準(zhǔn)電池（實(shí)物基準(zhǔn)，10-6）；

齊納管電壓標(biāo)準(zhǔn)（固態(tài)標(biāo)準(zhǔn)，10-6）；

約瑟夫森量子電壓基準(zhǔn)（量子化自然基準(zhǔn)，10-10）。

2、電阻標(biāo)準(zhǔn)

精密線繞電阻（實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)）；

霍爾電阻基準(zhǔn)（量子化自然基準(zhǔn)，10-9）。

3、直流電壓標(biāo)準(zhǔn)

1.標(biāo)準(zhǔn)電池

原理：利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生穩(wěn)定可靠的電動(dòng)勢(shì)（1.01860V）。有飽和型和不飽和型兩種類型。

飽和型特點(diǎn)：電動(dòng)勢(shì)非常穩(wěn)定（年穩(wěn)定性可小于0.5μV，相當(dāng)于5×10-7），但溫度系數(shù)較大（約－40μV/℃）。用于計(jì)量部門恒溫條件下的電壓標(biāo)準(zhǔn)器。

不飽和型特點(diǎn)：溫度系數(shù)很?。s－4μV/℃），但穩(wěn)定性較差。用于一般工作量具，如實(shí)驗(yàn)室中常用的便攜式電位差計(jì)。

使用中應(yīng)注意：1）不能傾倒；不能震動(dòng)、沖擊（不易運(yùn)輸）。2）溫度修正（特別是對(duì)飽和型）。3）標(biāo)準(zhǔn)電池存在內(nèi)阻，儀表輸入電阻應(yīng)較大。

2.齊納管電壓標(biāo)準(zhǔn)原理

利用齊納二極管的穩(wěn)壓特性制作的電子式電壓標(biāo)準(zhǔn)（也稱為固態(tài)電壓標(biāo)準(zhǔn)）。

齊納管的穩(wěn)壓特性仍然存在受溫度漂移的影響，采用高穩(wěn)定電源和內(nèi)部恒溫控制電路可使其溫度系數(shù)非常小。

將齊納管與恒溫控制電路集成在一起的精密電壓基準(zhǔn)源，如LM199/299/399、REF系列。

3.約瑟夫森量子電壓基準(zhǔn)原理

基于約瑟夫森（Josephson）效應(yīng)的量子電壓基準(zhǔn)約瑟夫森效應(yīng)約瑟夫森隧道結(jié)：在兩塊相互隔開（約10埃的絕緣層）的超導(dǎo)體之間，由于量子隧道效應(yīng)，超導(dǎo)電流（約mA量級(jí)）可以穿透該絕緣層，使兩塊超導(dǎo)體之間存在微弱耦合，這種超導(dǎo)體-絕緣體-超導(dǎo)體（SIS）結(jié)構(gòu)稱為約瑟夫森隧道結(jié)。

約瑟夫森效應(yīng)：當(dāng)在約瑟夫森結(jié)兩邊加上電壓V時(shí)，將得到穿透絕緣層的超導(dǎo)電流，這是一種交變電流，這種現(xiàn)象稱為交流約瑟夫森效應(yīng)。