热工计量科学研究所简介

热工计量科学研究所简介

热工计量科学研究所（简称热工所）是中国计量科学研究院下属的一个专业所，从事温度（辐射测温、接触测温）、压力和真空、流量、热物性、热能等领域的计量科学研究和量值传递工作，主要任务是在以上领域建立、保存和改进计量基标准器，开展量值传递，以保证全国温度、压力真空、流量等计量单位量值的统一及准确可靠；参加国际比对，实现测量结果的国际互认，为国际贸易服务；负责制定和修订有关的检定系统表、国家检定规程以及校准技术规范以指导国内热工计量检定、校准工作的开展；从事检定、校准、测试工作和“计量法”要求的实验室认证，计量产品定型鉴定，服务于社会；开展各项精密测试和现场检测，计量标准器的研制和新产品开发以及计量系统的设计；用计量技术支撑城市绿色发展，融入智慧城市理念，采用测量数据来感知并分析城市在环境、能源等领域的信息，从而为企业提供节能减排方案，为政府决策提供基础数据，从而促进精细化管理，促进城市绿色发展和智慧发展；并通过发表文章、开展培训、举办讲座等活动以实现在国内推广以上成果的目的。

热工计量与国民经济关系密切。例如冶金、炼油、石化、航天航空、气象、海洋、机械制造、医药卫生、食品加工、纺织印染、物化性能、生物研究等都离不开热工计量。近年来热工所的科研成果已有多项直接服务于国家需求。热力学温度研究成果服务于核能电站，高温发射率测量服务于航天领域高温计量需求；亮度温度测量研究为我国航天遥感及地面温度测量提供了技术支撑；并在三峡工程、西气东输、南水北调、国际原油和天然气贸易、碳交易和大气污染治理中提供了准确的仪器计量数据。

经过多年的发展，热工计量科研工作已结出了丰硕成果。热工所现已建立国家基准9项，国家标准40项。主导和参加了CC及APMP组织的国际比对41项，其中8项国家基准参加了国际关键比对并取得了令人满意的结果。自1980年以来获省部级以上科技成果奖37项，其中国家级奖7项，包括1项国家科技进步一等奖，4项国家科技进步二等奖，1项国家科技进步三等奖及1项全国科学大会奖。

热工计量科学研究所现已初步形成了一支年龄和知识结构合理的科研队伍。全所在编人员43名，合同制实验员12名；现有高级研究人员29名，其中研究员9人；具有博士学位人员18名。全所24人有在国外长期工作的经历。

热工计量科学研究所下设办公室及6个研究室，它们是：辐射测温研究室、接触测温研究室、流量研究室、压力真空研究室、城市绿色和智慧研究室和红外遥感定标与计量技术联合实验室。

热工计量科学研究所还承担国际法制计量组织TC10/SC3秘书处工作；参加CCT、CCM、APMP、IEC等国际组织的活动；承担国家温度计量技术委员会、流量计量技术委员会及低碳计量技术委员会3个秘书处的工作；承担中国计量测试学会温度专业委员会、真空专业委员会、流量专业委员会和热物性专业委员会秘书处工作，并在其中多个专业委员会中担任主任委员；参加全国标准化委员会TC124的工作；积极组织和参与国际、国内学术交流活动。

红外遥感定标与计量技术联合实验室

红外遥感定标与计量技术联合实验室由中国计量科学研究院与中国科学院上海技术物理研究所联合成立，联合实验室是遥感定标与计量科技创新体系的重要组成部分，聚焦打通基础研究和技术创新衔接的绿色通道，力争以基础研究带动应用技术群体突破。

联合实验室围绕红外物理与计量基础前沿科学、红外探测元器件技术、红外遥感计量技术和标准制定、新型红外遥感载荷定标技术等相关领域，针对红外遥感载荷定标等领域的重大基础性、共性科学问题和关键技术，开展创新性研究和国际合作。其长期目标是取得重要原创性成果，进一步提升我国在红外物理和遥感技术方面的研发水平，为国家安全、经济社会持续协调发展提供科技支撑。

实验室建成了我国真空低背景红外高光谱亮温标准装置（温度范围：125K-500K，波长范围3-100微米），为风云气象三号、四号卫星，高分5号卫星，资源和海洋卫星红外遥感载荷开展了大量的计量校准服务，支撑了我国航天遥感技术高定量化的发展。基于国际温标复现技术，开展红外空间基准载荷的研制工作，为未来基准卫星技术的发展奠定了重要的技术基础。实验室承担了风云三号05星高光谱大气成像仪、中分辨光谱仪等在内的多个型号任务的空间黑体辐射源的研制，保证了我国高定量化红外载荷的高精度的定标要求。

实验室现有固定人员3人，博士后2人，硕士博士研究生10余人。其中研究员2人，副研究员1人，博士学位4人。

城市绿色和智慧研究室实验室

城市绿色和智慧研究室旨在用计量技术支撑城市绿色发展，融入智慧城市理念，采用测量数据来感知并分析城市在环境、能源等领域的信息，从而为企业提供节能减排方案，为政府决策提供基础数据，从而促进精细化管理，促进城市绿色发展和智慧发展。

该研究室依托国家量值基准，利用先进测量方法和研发的高端仪器，对污染物排放量实施高精度实时测量、反演、分析、验证，精准辨别污染物“是什么，有多少，从哪来，到哪去”的难题，首次在国内实现了大气污染物排放的精细化管理和靶向治理，达到在较低成本下大气污染物有效治理的目标。

具体研究内容包括：

1. 企业排放量精密实时测量，包含燃料端、排放端和无组织排放精密测量。首次在国内实现烟道有组织排放量的测量不确定度小于5%；企业排放总量测量不确定度优于20%，为环保税和政府执法提供计量依据。

2. 交通排放量实时监测。建立交通排放量的实时测量系统，城市交通排放量总量测量的不确定度小于30%，预估车辆限行措施、车辆类型等因素与排放量的关系，为政府决策提供科学依据。

3. 基于监测站点的大气污染物排放量反演系统。从空间污染物浓度分布来计算地面排放总量，并在一定尺度上实现污染物排放量分布的估计。排放总量的不确定度<30%，实现对偷排偷放的实时监测以及污染物来源的定位，特别是能够确定污染物是来自于本城市还是来源于其他城市的影响，并且准确监测城市PM2.5、PM10、NOx、O3、CO、VOCs等污染物实时状况，结合大气污染物数值模拟分析方法，提出降低排放的技术和管理方案。

4. 排放量核查的技术体系和框架。比较基于燃料端、排放端及空间反演三种完全不同原理的排放量测量及计算结果的差异，通过建立相应的标准装置、标准方法和标准评价体系，保证不同方法间的测量结果差异小于30%。通过针对企业的污染物排放量核查和数据对比，明确企业减排目标，实现企业减排5%-15%。

5. 城市能效及排放数据监测平台。通过对工业能源、工业过程、农业、服务业、城镇生活、农村生活、交通等用能和排放数据的收集整理，建立集能源效率和排放量一体的实时展示平台。一方面政府能够看到城市试点企业的能耗水平，城市能耗总量的变化；另外一方面，通过对不同试点行业企业各工艺环节能耗数据的采集，分析得到各个工艺环节的能效数据，通过城市企业间的对比以及与业内同行数据的对比，分析企业的能耗水平，通过数据平台能够清晰展示行业的整体水平，以及单独企业的各环节能效水平。对于能耗较高的环节提供报警提示，为政府进行统一管理提供依据。

城市绿色和智慧研究室现有工作人员7名，其中具有高级技术职称3人，博士5人，硕士2人。

压力真空室实验室

压力真空实验室始建于1956年，是中国计量科学研究院最早建立的实验室之一，建立、保存和维护我国压力真空量值的基、标准，帮助国内六大计量区域建立了压力工作基准，并建立了国家压力量值传递体系。截至目前，建立的压力真空基、标准的测量范围覆盖了(10-9 ~ 5×108) Pa的压力，以及(10-10 ~ 5×10-5) Pa∙m3/s的真空漏率，包括基准3项和标准11项。压力真空实验室承担着向外传递压力真空量值的职责，保障我国压力真空量值的准确、统一，目前开展的服务包括压力真空计量器具和力学仪器检定、校准、测试、型式评价等工作，以及国内压力真空计量实验室的标准考核、测量审核和能力验证。

压力真空实验室积极参加国际计量局（BIPM）及亚太计量合作组织（APMP）开展的压力、真空国际比对，以保证我国的压力真空量值获得国际等效。目前已取得国际互认的校准测量能力（CMC）8项。压力真空实验室同时是国际法制计量组织（OIML）TC10/SC3的秘书处。

近年来，压力真空实验室承担了多项科研课题，针对压力真空基标准开展了一系列基础、前沿的研究，还服务于西气东输、航空航天、海洋安全等重点行业。压力真空实验室还承担了压力检定系统表、活塞式压力计检定规程等多项国家规程、规范的制定和修订工作。

压力真空实验室现有工作人员8名，其中具有高级技术职称4人，博士2人，硕士3人。

流量室实验室

流量室始建于1958年，是国内最早建立的流量计量实验室之一。主要职责包括：流量基准的建立、维护以及量值的传递、流量计量相关规程、规范的制修订、代表国家参加流量装置国际关键比对等。流量室建立并维护水、空气流量基准共3项，标准7项。近年来，为满足社会对流量计量需求，以自主研发为主，新建了高压气体流量、热水热量、油流量及烟气流量等流量装置，实现从常规工况向实际工况流量计量的拓展；流量室积极参与国际比对，在已完成的低压空气、高压空气、水、空气流速等多项国际比对中取得等效，截至2018年，已取得国际互认的CMC 10余项。流量室完成科技部、质检总局科研项目多项，在完善我国流量计量量值溯源体系的同时，科研成果还服务于三峡电站、中国石化等国家重点工程、重点行业，帮助企业解决在实际生产中遇到的流量计量问题，目前，已在流量标准装置设计、研发，流量计校验现场校准系统及流量计算机校准装置等方面实现了科研成果的转化。

流量室现有工作人员17名，其中具有高级技术职称5人，博士6人，硕士4人。

流量室承担了全国流量计量技术委员会和中国计量测试学会流量计量专业委员会秘书处工作。

接触测温室实验室

接触测温实验室始建于五十年代, 是中国计量科学研究院建立最早的实验室之一。负责建立和维护(13.8033K~1234.93K)温区的温度基准、一等标准铂电阻温度计标准装置、铜点(1084.62℃)～锌点（419.527℃）温区热电偶计量器的国家标准检定装置；依据国际计量委员会温度咨询委员会发布的技术方法，在国内复现和传递ITS-90国际温标；代表国家参加或主导国际温度咨询委员会（CCT）、亚太计量组织（APMP）举办的国际温标定义固定点、标准铂电阻温度计和次级温度计的关键比对，保证与其它国家温度计量实验室的温度量值的一致性；负责组织国内大区、省级温度计量实验室温度量值复现的比对，保证国内温度量值的一致性；开展工作基准级铂电阻温度计、标准铂电阻温度计、温度定义固定点、热电偶的校准和检定；在国家温度计量技术委员会的指导下，开展国家计量器具检定系统表的制定和宣贯、检定规程和校准规范等文件的编制；开展各类温度传感器及温度仪表的定型试验。

自建立以来，接触测温室开展了众多的温度计量的基础研究。与云南仪表厂联合研制的高温标准铂电阻温度计作为ITS-90的参考温度计，为ITS-90国际温标的温度段的内插公式，提供了参考函数值。自2006年以来，参与了国际计量界具有里程碑意义的基础研究——国际单位制重新定义，在国家科技支撑项目等科研经费的支持下，独立地研制了声学气体基准温度计和量子电压标定的噪声基准温度计，开展了玻尔兹曼常数定值的研究，研究结果已被国际科技基本常数委员会（CODATA）接受，在2017年的玻尔兹曼常数的最终定值中贡献权重，与美国国家标准技术研究院（NIST）、法国国家计量院（LNE-CNAM）、英国国家物理实验室（NPL）、意大利国家计量院（INRIM）、德国国家物理技术研究院（PTB）共同分享了这一荣誉，NIM是全球唯一采用两种独立方法测定常数并双双贡献权重的单位，也是至今为止，国内对物理基本常数最终定值唯一有权重贡献的单位。藉此，接触测温室正在开展国际基本单位开尔文重新定义的深入研究。

借助在温度单位重新定义和温度计量研究中积累的知识和技术，接触测温室开展了极端环境下热力学温度直接测量的研究，旨在为极端高温环境下的温度计提供在线的热工仪器计量校准；开展了温度计量仪器设备的研制，为国内省、市级温度计量实验室提供了温度计量的标准设备；开展了材料热物理性质的测量和计量标准的研究。

接触测温室负责的“温度单位重大变革关键技术研究“项目荣获2018年度国家科学技术进步一等奖，”气控热管国家高精度温度源“项目荣获2015年度国家科学技术进步二等奖。

接触测温实验室现有14名工作人员，其中，研究员3名、副研究员3名、高级工程师2名，4人拥有博士学位。

射测温实验室

辐射测温实验室始建于20世纪五十年代, 是中国计量科学研究院建立最早的实验室之一。1992年基于ITS90国际温标建立961.78℃-2200℃国家基准装置。如今高温基准的测量范围从961.78℃到2750℃，测量的不确定度达0.1℃-1℃水平，与国际先进计量院保持同等水平。

辐射测温室在国内首次开展了高温共晶点、热力学温度原级测量等关键技术研究，自主建立了国际先进水平的高温共晶固定点研制、复现与评价体系，为推动国际温度咨询委员会国际高温共晶点联合研究计划作出了关键性贡献；在国内首次实现原级辐射法热力学温度测量能力，对高温固定点热力学温度首次国际赋值提供了“中国数据”；提升了国内高温基准范围和水平，主导了WC-C高温固定点的国际温标原型比对。推动了温度的国际量值体系从国际温标向热力学温度的历史性转变，使我国从过去的国际温标执行者，转变成为开尔文的实现新国际量值体系的重要贡献者和推动者，同时使我国提前具备了新国际体系中的全部三种能力，在国际上被承认为是首批能按新国际体系传递热力学温度的国家。 

目前可提供辐射测温领域各类仪器（辐射温度计、黑体辐射源、热像仪、红外体温计）型式批准、产品检测、校准、检定服务；提供材料变温发射率、反射率测试服务；对外开展电离辐射仪器检定领域的技术开发和技术服务。

已建立国家计量基准1项，国家工作基准1项，国家计量标准7项。包括：

1、（1234.93~2473）K温度基准

2、钨带灯工作基准装置

3、光电高温计标准装置

4、辐射温度计检定装置

5、红外体温计校准装置

6、黑体辐射源校准装置

7、红外热像仪校准装置

8、铟、锡、锌、铝固定点黑体辐射源校准装置

9、(50 ~ 1000)℃材料红外光谱发射率校准装置

辐射测温实验室现有工作人员9名，其中具有高级技术职称6人，博士6人，硕士1人。

热工计量科学研究所科研成果

红外遥感亮温计量标准

1.为风云气象卫星红外高光谱大气探测器提供中国量值，实现了卫星数据国际比对的完全等效。国际气象组织评价我国气象卫星水平达到领先水平。

2.承担我国空间红外基准载荷技术项目空间红外辐射基准定标系统的研制，为我国“定标星”技术的实现奠定重要技术基础。

城市绿色和智慧研究

1.建立排放源排放量的准确测量和分析技术体系。首次在国内实现烟道有组织排放量的测量不确定度小于5%；

2.提出了结合饱和吸收光谱和分子线形来精确测量温室气体浓度的新方法，获得了以激光为基础的光谱方法中最高的信噪比，线形强度测量不确定度比国际HITRAN数据库改善了2个数量级，实现了温室气体光谱测量的全球最好结果。

3. 依托国家量值基准，对大气污染物实施高精度实时测量、反演、分析、验证，精准辨污染物源和汇，首次在国内实现了大气污染物排放的精细化管理和靶向治理，为环保税和政府执法提供计量依据。

温度单位的重新定义

温度的准确测量事关科学研究、国防安全、能源环境和民生健康等领域。传统温度测量的基本标尺依赖实物性质，制约了前沿科技的发展。精确测定玻尔兹曼常数，重新定义温度单位，是计量史上最重大的变革之一。

项目组提出了定程圆柱声学原级测温和量子噪声原级测温两种独立的方法。通过系列关键技术创新，分别获得了不确定度2.010-6和2.710-6的玻尔兹曼常数测量结果,均被国际科技数据委员会(CODATA)国际基本物理常数推荐值收录。测定结果被用于玻尔兹曼常数的最终定值，是全球唯一采用两种独立方法满足重新定义的成果，为温度单位开尔文的重新定义做出了重要贡献。因为上述贡献，“温度单位重大变革关键技术研究”项目荣获2018年度国家科技进步一等奖。

基于项目发展的创新技术，为国家重大工程第四代核反应堆堆芯温度的直接测量提供了解决方案，也为国防和航空航天等领域提供了温度溯源支持。对于实现多种技术途径、零溯源链、原位测量温度等热物理量具有重要意义。

热工计量科学研究所科研团队

红外遥感领域创新团队

团队围绕红外遥感计量技术和标准制定、新型红外遥感载荷定标技术等相关领域，针对红外遥感载荷定标等领域的重大基础性、共性科学问题和关键技术，开展创新性研究和国际合作。建立了我国真空低背景红外高光谱亮温标准装置（温度范围：125K-500K，波长范围3-100微米），为风云气象三号、四号卫星，高分5号卫星，资源和海洋卫星红外遥感载荷开展了大量的计量校准服务，支撑了我国航天遥感技术高定量化的发展。基于国际温标复现技术，开展红外空间基准载荷的研制工作，为未来基准卫星技术的发展奠定了重要的技术基础。

温室气体和大气污染物排放清单研究团队

《温室气体和大气污染物排放清单研究》团队介绍

张金涛

团队组成：张金涛（负责人）、冯晓娟、卢小丰 团队研究的总体目标：以开尔文新定义为指引，在高温区域，研究声学气体热力学温度计和辐射热力学温度计、以及直接测量热力学温度的科学和技术问题，实现600 K至3000 K温度范围热力学温度的直接测量。

王池

研究领域：流量计量，能源及环境计量

热工计量科学研究所计量基标准

（13.8033 ~273.16）K温度基准装置

基于ITS-90国际温标的（13.8033~273.16）K温度基准装置，于1992年在中国计量科学研究院建立。该装置主要包括平衡氢三相点（13.8033 K）、氖三相点（24.5561 K）、氧三相点（54.3584 K）、氩三相点（83.8058 K）、汞三相点（234.3156 K）和水三相点（273.16 K），低温恒温器、套管式铂电阻温度计、铑铁电阻温度计以及精密电测系统等。利用固定点分度的套管式铂电阻温度计和ITS-90规定的内插公式获得该温区量值，主要通过固定点或恒温比较等方式对套管式铂电阻温度计进行量值传递。

(273.15~1234.93）K温度基准装置

温度基准装置是用于复现和保存温度单位量值，作为统一全国温度量值最高依据的计量器具。应对ITS-90的（273.15~1234.93）K温区的温度基准装置初建于90年代初期，覆盖了日常生活、工业领域最重要的温区，对于促进工业发展、满足人类生活需求起着举足轻重的地位。近年来，通过开展国际温度咨询委员会长期战略规划微量杂质、同位素对温标定义固定点纯物质相变温度影响及评估方法的研究，温标定义内插仪器标准铂电阻温度计的铂金属微观氧化、位错机理研究，结合精密控温技术、热管等温技术，半导体制冷技术，独立控压的凝固点复现技术，提升中温固定点复现性，形成高性能标准铂电阻温度计制作工艺，建立（273.15~1234.93）K新一代温度基准装置，复现不确定度为0.16 mK~2.8 mK (k=2)，达到国际先进水平。参加国际温度咨询委员组织的CCT-K3，CCT-K4，CCT-K7，CCT-K9关键比对，主导APMP.T-K9、APMP.T-K4.2及CCT-K3.2、等多项多边或多边国际关键比对，全温区量值获得国际承认。

该温度基准装置主要由ITS-90国际温标的6个定义固定点（包括水三相点、镓熔点、铟凝固点、锡凝固点、铝凝固点及银凝固点）的复现装置，两种内插仪器（包括标准铂电阻温度计及高温铂电阻温度计）以及用于标准铂电阻温度计或高温铂电阻温度计电阻测量的精密电阻测量系统组成。经固定点复现装置分度后的标准铂电阻温度计或高温铂电阻温度计，通过ITS-90国际温标规定的参考函数和偏差函数，计算获得该范围温度量值，并传递到下一级温度计量标准。

(1234.93~2473）K温度基准装置

（1234.93~2473）K温度国家基准装置于1995年基于国际温标ITS-90建立，负责国内银固定点（ITS-90定义温度1234.93K）以上国际温标的量值复现与传递、并保证量值获国际承认。基该准主要由银固定点黑体复现装置、基准光电高温计以及光电高温计性能评价系统组成。通过测量待定高温黑体与银固定点黑体的光谱辐射亮度比，利用普朗克黑体辐射定律确定待定温度。

自1999年金属与碳共晶、包晶现象被发现可用于高温计量领域后，高温固定点已成为扩展高温范围新固定点的有力途径，如今我国高温基准的温度范围扩展为（1234.93~3022）K，扩展不确定度达到（0.1~1）K (k=2)，与国际先进计量院保持同等水平。

2009年我国利用高温固定点Co-C（1324℃）、Pt-C（1738℃）和Re-C（2474℃）与英国国家物理实验室NPL、西班牙计量院CEM进行了三国高温基准温标比对；2011-2012年又与NPL和日本国家计量院NMIJ进行了WC-C（2747℃）的ITS-90温度比对，最高温度点的量值差异不超过0.7K，三次比对结果表明我国高温基准温标量值与其他各国量值具有很好的一致性。

本基准装置参加国际温度咨询委员组织的CCT-K5、CCT-K10关键比对，以及亚太温度计量技术委员会组织的APMP T-S11和APMP T-S12关键比对，实现全温区量值获国际承认。

pVTt法气体流量基准装置

pVTt法气体流量基准装置建于1986年，2009年由和平里基地迁到昌平基地。基准装置的流量测量范围是：（1~1300）m3/h，不确定度为0.05%（k=2）。

2009年、2010年，我院作为主导实验室，使用pVTt法气体流量基准装置参加了中国NIM与美国NIST、中国NIM与德国PTB气体流量的双边比对。2012年，利用音速喷嘴（又称临界流文丘里喷嘴）法气体流量标准装置参加了11个国家及地区参加的CCM.FF K6B低压气体流量的国际关键比对，结果均获得国际承认。

pVTt法气体流量基准装置、音速喷嘴法气体流量标准装置于2012年通过国际同行评审，2013年获得我国气体流量领域的首个测量校准能力（CMC）。目前，已有4项获得国际承认的低压气体流量CMC，装置的技术指标与其他先进国家计量院保持同步。

pVTt法气体流量基准装置主要由标准容器、压力及温度测量系统、控制系统、管路部分以及所用仪表等组成。该基准装置直接与进气音速喷嘴组合，利用音速喷嘴下游的背压低于临界背压时，通过音速喷嘴的质量流量保持稳定，通过标准容器容积（V）、压力（p）增量、温度（T）和进气时间（t）的测量计算得到进入标准容器的气体质量流量和体积流量，其量值溯源到质量、时间、温度、压力等物理量。

(0.01～200)m3/h水流量基准装置

水流量计量广泛应用于贸易交接、环保医疗、工业控制等领域，(0.01～200)m3/h水流量基准装置建成于上世纪60年代初，肩负着我国冷水流量量值传递工作。应用该基准我院组织了全国水流量比对，每年承担流量计量装置测量审核、进口流量仪表型式评价项目几十项，检定、校准高准确度流量计百余台。近年来，在该基准上开展了流量稳定性评价方法、喷嘴可调换向器研究等多项科研项目，为进一步完善我国水流量量传体系提供了技术保障。

自建成以来该基准历经多次技术改进，2017年通过了最新一次的基准复评审，提升后的检测能力获得了国家授权。目前，该基准采用静态质量法原理，主标准器由4套高准确度水流换向-称重系统组成，建有高位恒水头水箱和稳压容器双稳流系统，测量管径范围DN6~DN100，扩展不确定度0.05% (k=2)，整体技术能力达到国际先进水平。该基准多次代表我国参加国际水流量关键比对，在已结束的亚太地区国际关键比对中取得等效，其全量程的校准测量能力（CMC）均已获得国际承认。

(1×10-4~1×102)Pa真空国家计量基准

(1×10-4~1×102)Pa真空国家计量基准装置建立于2006年，采用静态膨胀法产生该范围压力值，用于高精度真空计的量值传递。其前级压力采用微压活塞测量得到，其量值可以溯源至压力基准。根据气体状态方程和波义尔-马略特定律，即在等温条件下，气体的PV量为一常量，将该压力按照已知的膨胀比将压力值向下延伸。通过一系列多级气体膨胀过程，可以获得10-2~10-8的膨胀比，并由此产生(1×10-4~1×102) Pa范围内的压力值。装置的扩展不确定度为0.4%~0.07% (k=2)，达到国际先进水平。参加了CCM.P-K15.1，APMP.M.P-K4和APMP.M.P-K14国际比对，该基准能力获得了国际承认。申报了4项CMC，通过了国际同行评审。

(0~2500)Pa压力基准装置

(0~2500)Pa压力基准装置建立于二十世纪六十年代，用于微压段压力量值的传递。(0~2500)Pa压力基准装置采用补偿式原理，利用可动容器的位移来补偿由于压力变化所引起的固定容器中零点液位的变化。它主要由容器系统（包括固定容器和可动容器）、恒温水槽、零点定位系统、位移测量系统统组成，工作介质为去离子水。该基准装置通过对工作介质密度的测量、重力加速度的实地测量以及对高度的精确测量从而将复现的压力量值溯源到长度、质量、时间这三个基本量。装置的扩展不确定度为0.13Pa(k=2)。

(0.1~10)MPa压力基准装置

(0.1~10)MPa压力基准装置建立于二十世纪七十年代，其核心是五套结构尺寸相同的活塞组，测量范围为(0.1~10)MPa，活塞系统的有效面积名义值为1cm2，使用变压器油与煤油的混合油作为工作介质。基准的活塞有效面积采用尺寸测量和实验比对相结合的方法确定，并通过对专用砝码的质量测量和重力加速度值的实地测量从而将基准压力量值溯源到长度、质量和时间这三个基本量。装置的相对扩展不确定度为2.1×10-5(k=3)。在2014年中国计量科学研究院主导的与德国物理技术研究院(PTB)的双边比对（APMP.M.P-S5）中，该基准作为我院参考标准获得了与PTB一致的比对结果。在2018年测量校准能力(CMC)国际同行评审中，该装置相应的测量能力通过了现场复评审。该装置用于通过有效面积传递将压力量值扩展到500MPa，并通过对0.005级的标准活塞式压力计的量值传递向全国传递压力量值。

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