我国焦耳天平方案联系磁能量差和重力势能差来建立量子质量基准,直流互感的精密测量是此方案最为关键的技术之一.针对这一难题,近几年分别提出了低频交流外推法和标准方波补偿法来精确得到互感的直流值.在分析互感频率特性的基础上分别介绍了两种方法的测量原理,并对两种方法的测量结果进行了比较,同时分析指出了两种方法可能存在的问题和相应对策.目前初步实验结果表明,两种方法的一致性达到1.1×10-6.

结合最近受到普遍重视的用于定义量子质量基准的焦耳天平方案,提出了一种全新的空间尺寸配比的轴对称激励线圈组结构。利用解析方法和数值计算证明通过合理配置共轴轴对称激励线圈组几何参数,当内部激励线圈和外部激励线圈的间距R与激励线圈与悬挂线圈的距离H满足R2=4/3H2,内部激励线圈、外部激励线圈、悬挂线圈匝数比满足10 000∶2 700∶430时,在焦耳天平磁场对称平面附近会形成轴向长度为2 cm的环形磁场均匀区,在该均匀区焦耳天平线圈系统互感参数具有四阶均匀性,满足互感结构参数M的准确测量要求。