基于壓浮原理的單晶硅球密度比較測量方法研究

劉子勇,王金濤,許常紅,羅志勇,陳朝暉
中國計量科學研究院, 北京 100013
摘要 為了克服單晶硅球密度測量靜力稱重法精度受液體表面張力的影響,研究了壓浮法進行單晶硅球密度精密比較測量方法和測量系統(tǒng)。在一定的溫度下,調(diào)節(jié)壓力,利用液體壓縮系數(shù)控制液體密度使標準單晶硅球和被測單晶硅球穩(wěn)定懸浮于工作液體中,通過溫度、壓力和懸浮高度的測量,計算出二者之間的密度差值。通過雙層控溫系統(tǒng)保證了液體溫度長期波動在±0.25 mK內(nèi),利用標準單晶硅球在不同溫度-壓力懸浮條件線性關(guān)系計算出液體壓縮系數(shù)。試驗證明,壓浮法測量裝置實現(xiàn)了單晶硅球密度差值的精密測量,標準測量相對不確定度為2×10-7。

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