氣體折射率基準溫度計測量熱力學溫度的研究.pdf

1、熱力學溫度是國際單位制七個基本物理量之一，單位為開爾文（符號為K）其描述的是客觀世界真實的溫度，同時也是制定國際協(xié)議溫標的基礎。2006年，國際計量局溫度咨詢委員會(CCT)采納了用玻爾茲曼常數(shù)定義熱力學溫度單位開爾文的建議，并提出采用(T-T90)表示熱力學溫度與ITS-90的偏差。本論文的指導教師，基于微波諧振技術和量子物理“從頭算”理論提出了氣體折射率基準溫度計的基本方法。本文論述了建立的雙圓柱微波腔測量氦氣折射率的熱力學溫度實驗

2、系統(tǒng)，以及所開展的熱力學溫度測量的前期研究工作。
　　 研究內(nèi)容主要包括以下幾個部分:(1)設計了微波諧振腔體，建立了雙圓柱微波諧振腔熱力學溫度測量實驗系統(tǒng)。(2)首次對雙圓柱微波諧振腔氣體折射率基準溫度計的理論進行了詳細的分析。(3)采用電磁場一階微擾理論，對造成諧振頻率擾動的非理想因素（趨膚效應、端蓋開孔）進行了分析。(4)優(yōu)化諧振腔設計，發(fā)現(xiàn)將探針天線布置在端蓋中心可提高信噪比，確定將不銹鋼腔鍍銅處理為最優(yōu)方案。(5)設計

3、和研制恒溫槽控溫系統(tǒng)，使得諧振腔溫度波動穩(wěn)定在±0.3mK/h的水平，設計了真空配氣系統(tǒng)和頻率測量系統(tǒng)。(6)采用LabVIEW軟件編寫了實驗中各儀器的自動控制程序，實現(xiàn)了儀器自動化的數(shù)據(jù)采集與傳輸。(7)在水三相點溫度下，測量了不同壓力下氦氣的折射率，得到了熱力學溫度合適的壓力測量范圍。選取TM010和TM011模式測量了306.2603K下的熱力學溫度，得到T-T90=(3.0±4.9)mK，并對氣體折射率基準溫度計的不確定度進行了