普朗克常數改寫「公斤」新定義 - 電子工程專輯

隨著2018年11月16日新版國際單位制通過，新的公斤定義將改以物理學的普朗克常數(Planck constant)為標準，重新定義「公斤」(kilogram)的重量。

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百年來的「國際公斤原器」將走入歷史… 世界上所有的測量結果都可以追溯到「國際單位制」(SystèmeInternationald'Unités；SIUnits)。

國際單位制以七個基本單位為基礎，並由此推導出各種可相互換算的測量單位。

多年來，測量的定義——安培(ampere)、燭光(candela)、克耳文(kelvin)、公斤(kilogram)、公尺(meter)、莫耳(mole)以及秒(second)——都已經過重新定義，因而都是以自然發生的現象為為基礎，例如普朗克常數(Planck’sConstant)等。

基於實物定義的最後一個SI單位——公斤，最近終於也重新定義了。

在此之前，所有的質量測量的標準源於存放在法國巴黎近郊國際度量衡局(InternationalBureauofWeightsandMeasures；BIPM)的單一物件——國際公斤原器(InternationalPrototypeoftheKilogram；IPK)，自1884年被鑄造成為公斤的標準以來一直存放在此。

以人造製品作為測量單元的世界標準存在兩個根本問題。

首先，它的值可能隨時間發生改變。

但是，由於它是世界標準，我們無從得知它是如何變化的，因為它就是標準。

如果世界標準發生變化，那麼以它為基礎的所有測量值也會發生變化。

【線上研討會】優化電容選擇和佈局以實現電源完整性 基布爾天平使用電磁力測量質量（來源：NIST） 第二個問題是，你不可能在每次需要校準時，都把每個質量測量裝置帶到法國。

因此，美國的國家標準暨技術研究院(NIST)和英國的國家物理實驗室(NPL)等國家標準實驗室都設有自己的公斤標準，並且會定期將這些標準帶到法國與原器進行比較。

然後再使用國家標準來比較其他標準，之後再用於與另一標準進行比較，或是將標準用於校準測量儀器。

因此，您需要記錄一連串與原器進行的比較與校準，以便確認質量測量的可信度。

隨著2018年11月16日新版國際單位制的通過，新的公斤定義不必再與原器進行比較了。

現在，國家實驗室就能夠建立自己的公斤標準，因為它雖然很難實現，但可以複製。

計量學家需要擁有足夠的設備並遵循嚴格的步驟來製造自己的公斤標準，但這還是比依賴單一人工製品好多了。

隨著新的定義出現，您無需再攜帶龐大的天平進行校準。

如今，公斤不會改變了，而是根據其進行定義的方式而異。

5G、工業4.0正如火如荼展開中，不可或缺的技術都在「2018TechTaipei擘劃5G時代智慧工業4.0研討會」！即刻報名「2018TechTaipei擘劃5G時代智慧工業4.0研討會」，讓業界專家為您揭密智慧製造、工業自動化最新技術趨勢！ 從2019年5月開始，公斤的定義將是： 當以單位Js表示時，普朗克常數h的固定值為6.62607015×10-34，即等於kgm²s-1，與公尺和秒的關聯以c和Δv進行定義。

實現公斤的過程取決於一個稱為「基布爾天平」(Kibblebalance)的工具。

它使用了線圈和磁鐵，線圈中的電流施加已知的力，並且可以測量到足夠精確的電流。

因為電流的定義已經根據磁場力確定，所以它可以用於導出向上的力，用於比較未知物體的質量。

當力相等時，可以測量未知物體的質量。

電壓和電流的測量基於普朗克常數。

有關基布爾天平如何運作的詳細說明，請參閱NIST的Kilogram:TheKibbleBalance。

由於基布爾天平已經存於於國家計量實驗室，如今全球都可以重建自己的公斤原器標準了。

編譯：SusanHong (參考原文：TheKilogramHasaNewDefinition，byMartinRowe) 訂閱EETimesTaiwan電子報 加入我們官方帳號LINE@，最新消息一手掌握！ 分享TwitterFacebookLinkedInPrintMoreRedditTumblrPinterestPocketTelegramWhatsAppSkype Related 文章Tag: 測試/量測技術 發表評論 取消回覆 YoumustRegisteror Logintopostacomment. 訂閱EETimesTaiwan電子報 最新文章 最熱門文章 2022-09-16 三大產品助製造業堵駭客　TXOne還有新武器明年亮相 2022-09-16 矽谷新創為資料中心打造專屬通用處理器 2022-09-16 為什麼智慧城市需要綠能系統？ 2022-09-16 nanoseex募資上看3億元　手握獨門技術搶2nm前段量測商機 2022-09-15 「軟體定義」實現更安全、成本更低的LiDAR 2020-11-09 智慧家庭尚未準備就緒 2022-09-08 OLED面板將淪為蘋果「低階」iPad專用？ 2020-03-18 中芯國際今年出產7nm？ 2016-12-02 可穿戴醫療電子商機在何處？ 2018-02-14 EUV微影：進展與挑戰並存 2020-12-07 又是不怎麼智慧的智慧家庭設定… 2022-04-29 思考基本熱學概念 2022-06-07 x86架構無法變身低功耗CPU？ 2020-10-26 AiP技術為毫米波雷達帶來的演進與創新 2020-09-23 振興美國晶片製造業就對了？學者提異見 最新文章 cybersecurity 2022-09-16 三大產品助製造業堵駭客　TXOne還有新武器明年亮相 CPU 2022-09-16 矽谷新創為資料中心打造專屬通用處理器 再生能源 2022-09-16 為什麼智慧城市需要綠能系統？ GAA 2022-09-16 nanoseex募資上看3億元　手握獨門技術搶2nm前段量測商機 ADAS 2022-09-15 「軟體定義」實現更安全、成本更低的LiDAR 最熱門文章 ConnectedHomeoverIP 2020-11-09 智慧家庭尚未準備就緒 iPad面板 2022-09-08 OLED面板將淪為蘋果「低階」iPad專用？ 中國市場 2020-03-18 中芯國際今年出產7nm？ Intel 2016-12-02 可穿戴醫療電子商機在何處？ 光電技術 2018-02-14 EUV微影：進展與挑戰並存 EET電子工程專輯©2022本網站內之全部圖文，係屬於eMediaAsiaLtd所有，非經本公司同意不得將全部或部分內容轉載於任何形式之媒體 關於我們 隱私政策 用戶協議 繼續瀏覽網站