[发明专利]小型量子电阻标准器

说明书

本发明提供一种小型量子电阻标准器，包括固定背板、固定槽板、芯片托槽、磁体模块、量子霍尔电阻芯片及屏蔽罩，固定槽板固定于固定背板上，固定槽板上设置有凹槽，芯片托槽位于凹槽内；芯片托槽上设置有芯片容纳槽、电性连接点及导线孔，量子霍尔电阻芯片位于芯片容纳槽内，且量子霍尔电阻芯片与电性连接点电连接；磁体模块位于固定槽板及芯片托槽上；屏蔽罩罩设于磁体模块外围，且与固定背板相固定，固定背板和固定槽板同时作为导热机构。本发明可以实现量子电阻芯片的快速更替，可以实现内部固有磁场和外部施加磁场的多方调控，大大优化简化了量子电阻的环境要求，使产品集成化而无需复杂实验室条件，有利于量子电阻标准器的推广与应用。

技术领域

本发明涉及精密电学测量领域，特别是涉及一种小型量子电阻标准器。

背景技术

电磁计量标准是检验电磁测量仪器是否准确的重要标准，该标准最基本常用的是电压和电阻两种标准。其中，电阻标准尤为重要。“量子化霍尔电阻基准”是目前发现的先进科研成果，首次从理论上证明了量子化霍尔电阻数值只与材料本身相关的独特特性，且其量子化霍尔电阻基准的准确度比传统方式的标准电阻计量精度提高了三个数量级。

目前能够实现量子霍尔电阻的条件一般为极低温强磁场的严苛环境，国际上普遍采用超导磁体，探杆，芯片以及液氮液氦大规模制冷系统来提供此类环境。对于传统的量子电阻系统，其占用体积较大，价格高昂，操作难度高，操作时间长，同时对于环境稳定性的要求很高，并且难以快速更替，所以在量子电阻出现四十年以来，能够启用维护的使用方寥寥无几，并且传递至下游用户时，会损失部分精确度，限制了量子霍尔电阻的大规模推广使用。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种小型量子电阻标准器，用于解决现有技术中的量子电阻系统占用体积较大，价格高昂，操作难度高，操作时间长，同时对于环境稳定性的要求很高，并且难以快速更替，且传递至下游用户时，会损失部分精确度，限制了量子霍尔电阻的大规模推广使用等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种小型量子电阻标准器，包括固定背板、固定槽板、芯片托槽、磁体模块、量子霍尔电阻芯片及屏蔽罩，所述固定槽板固定于所述固定背板上，所述固定槽板上设置有凹槽，所述芯片托槽位于所述固定槽板的凹槽内；所述芯片托槽上设置有芯片容纳槽、电性连接点及导线孔，所述量子霍尔电阻芯片位于所述芯片容纳槽内，且所述量子霍尔电阻芯片与所述电性连接点电连接；所述磁体模块位于所述固定槽板及芯片托槽上；所述屏蔽罩罩设于所述磁体模块外围，且与所述固定背板相固定，所述固定背板和固定槽板同时作为导热机构。

可选地，所述屏蔽罩包括金属屏蔽罩和磁体固定屏蔽罩，所述金属屏蔽罩罩设于所述磁体固定屏蔽罩的外围，且与所述固定背板相固定；所述磁体固定屏蔽罩罩设于所述磁体模块外围，且与所述固定槽板相固定。

可选地，所述磁体模块为永磁体，所述磁体固定屏蔽罩为铁罩。

可选地，所述磁体模块为钕铁硼永磁体，所述固定槽板和芯片托槽由无磁性材料制成。

可选地，所述金属屏蔽罩包括圆柱形罩体和与圆柱形罩体的底部周向相连接的外沿部，所述金属屏蔽罩的外沿部与固定背板相固定；所述磁体固定屏蔽罩包括矩柱形屏蔽罩体和与矩柱形屏蔽罩体的底部周向相连接的外沿部，所述磁体固定屏蔽罩的外沿部与固定槽板相固定。

可选地，所述金属屏蔽罩的体积大于所述磁体固定屏蔽罩的体积。

可选地，所述芯片托槽包括芯片承载部和导线引出部，所述芯片容纳槽设置于所述芯片承载部，所述导线引出部与所述芯片承载部的端面相连接，所述导线孔设置于所述导线引出部。

在一可选方案中，所述小型量子电阻标准器还包括液氮制冷单元，所述量子霍尔电阻芯片及磁体模块位于所述液氮制冷单元提供的液氮氛围中。