“一件事堅持做10年，一（yī）定能做出成就來！”剛剛從“2013年度國家科學技術獎勵大會”現場趕回來的中國計量（liàng）院電磁所副所長邵海明（míng）臉上，仍（réng）然難掩獲獎的激動與興（xìng）奮。作為（wéi）國家科技進步二等獎“國（guó）家直流大電流計量標準研究建立與應用（yòng）”項目的主要（yào）完成人，邵海明發自肺腑地說：“這不僅僅是我們（men）課題組成員的榮（róng）耀，更（gèng）是整個質檢係統（tǒng）的榮耀。”

    經濟發展急需（xū）計量保障

      談起高準確度國家直流大電流計量標準（zhǔn）的重要性，邵海明舉了幾個例（lì）子。

      我國發電量居世界第一，直（zhí）流用電量占20%至40%，而直流高壓輸電線路就需要依（yī）靠準確的直（zhí）流大電（diàn）流測（cè）量來計算線路損耗；風能、太陽能等新能源並（bìng）網運行也需要準確（què）測量直流大電流評價換流效率；在金屬電解行業，直流用電量約占其總用（yòng）電量90%，行業（yè）準入（rù）、節能考核都需要（yào）準確測量直流大電（diàn）流來評價電流效率；高鐵、地鐵等現代機車（chē）靠直流電機驅動，裝（zhuāng）配有大量直流大電流傳感器對機車運行狀況（kuàng）進行監控，這些（xiē）直流大電流的準確有效測量完全依賴高準（zhǔn）確（què）度的國家大電流計量（liàng）標準；在高能物理和（hé）核動力等科學（xué）研究中，更需要準確測量和穩定直流（liú）大電流（liú），控（kòng）製粒子（zǐ）偏轉和聚焦，高準確度計量（liàng）溯源關係到科（kē）學實驗和研究的成敗。

      “‘準’、‘大’和‘現場’是直流大電流計量溯源麵對的三（sān）大技術難題。”邵海明解釋，“準”是國家直流大電流計量標準研究和建立的第一要務，而大（dà）電流產生的強幹擾磁場則是計量校準的主要誤差源。一直以來無（wú）法攻（gōng）克強幹擾磁場及影響（xiǎng），導（dǎo）致各國計量機構研究建立的直流大電流計（jì）量標準的測量不確定度長期無法（fǎ）突（tū）破，難以滿足廣泛使用（yòng）的直流大電流測量儀器計量溯源要求，更（gèng）無法進（jìn）行現場校準。在我國，直流大電（diàn）流（liú）測量廣泛應用於各行業領域，國家發改委發布實施的《鋁行業準入條（tiáo）件（jiàn）》要求電解鋁（lǚ）電流效率不得低於93%，金屬電解生（shēng）產（chǎn）電流效率的測量和提高，首先取決於直流大電流的準確測量和控製（zhì）。然而（ér），在（zài）電解工業現場，大電流強磁場幹擾有時會導致（zhì）測量和控製直流大電流傳（chuán）感（gǎn）器工作不穩（wěn）定（dìng），不同廠家傳感器測量結果（guǒ）不一致，在線計量校準很難進行，不僅影響安（ān）全生產（chǎn），也影響了節能減排國家戰略的實施。

      “這迫切需（xū）要我們突（tū）破技術難點，研究建立高準確度的國家直流大電流計量標準，並解決直流大電流現場在線校準難題。”邵海明說。

    破解三大技術難題

      從2004年開始，邵海明帶（dài）領的課題組圍繞三大技術難題開展科（kē）研攻關。10年探索（suǒ）之（zhī）路無疑困（kùn）難重重。“曾經有很長一段時間，我們的課題毫無（wú）進展。”邵（shào）海明（míng）回憶，“有時候（hòu）你有了一個好想法，要實現它卻並不容易。從好想法到好工藝再到最後的好實現，每（měi）走一步都會遇到很多意想不到的問題。”但邵海明（míng）堅持認為，做一個項目就一定要做到最好，絕不能草草收場。“我們（men）一定要比別人做（zuò）得更準！”正是這樣的理念一直支撐著課題組的成員們。

      在研究停滯不前的時候（hòu），來自（zì）外圍（wéi）的支持（chí）和幫助讓課題組有了“柳暗（àn）花明又（yòu）一村”的驚喜（xǐ）。邵海明一直對來自清華大學師生的幫助心存感激：“他們在（zài）我們並不熟悉的（de）領域（yù）給了很（hěn）好的建議（yì），把他們的想法（fǎ）和我們的想法融合在一起，終於找到好的解決方案（àn）。”還有從老一輩電測專家張鍾華院（yuàn）士那裏汲（jí）取的知識和營養，讓課（kè）題組也受益匪淺。

      邵海明和團隊（duì）一起，在（zài）減小大電（diàn）流產生的幹擾磁場及其對大電（diàn）流直流（liú）比（bǐ）較儀計（jì）量校準（zhǔn）的影響方麵，取得了（le）多項國際首（shǒu）創的完全自主創新，解決了高準確度（dù）直流大電流國家計量標準研製和工業（yè）在線計量溯源難題；他們研究發現了偏心內、外電（diàn）流在鐵芯中幹擾磁場的（de）等效性，並成功應用於大電流比較儀分布式母線優化設計，在工業現場采取反向偏心安裝法，解決了大電流幹擾磁場（chǎng）對比較儀工作穩定（dìng）性的影（yǐng）響，研究發現了磁屏蔽（bì）中氣隙長度對磁屏蔽效能的決定性影響，完善（shàn）了比較儀磁屏蔽設計理論，找準了提高比較儀抗磁幹擾和減（jiǎn）小誤差的（de）關鍵，提出了一種DCC串並聯自校準方法，解決了大電（diàn）流DCC在額定大電（diàn）流（liú）和實際漏磁狀態下高（gāo）準確度自校準難題；提出並實現“倍增電流法”，絕對（duì）測量了（le）電阻基準器的（de）電流依賴性，解決了電阻量傳長期存在（zài）的缺少絕對測量手段評定這一不確定度分量的（de）難題。

      正如課題組所期望的那樣，10年研究探索的成果最終解決了直流大（dà）電流計量溯源國內外長期存在的“準（zhǔn）”、“大”、“現場”三大難（nán）題，促進了直流大電流計量科技進步。

    比國際最好水平（píng）高5倍

      邵海明（míng）拿出的成果鑒定書上顯示，該成果在國際上首次突破1?10-6的不確定度（dù）瓶頸，比國際最高水平高近5倍，將我國直流大電流計量溯源水平提高10倍，提升了我國大電流計量國際影響力。同時，創新成果為我國高（gāo）端（duān）直流大電流儀器研發企業提供了（le）強有力溯源支持，提升了我（wǒ）國大電流計量儀器產品國際競爭力；解決（jué）了工業（yè）現場大電流在線校準（zhǔn）難（nán）題，支（zhī）撐了（le）國家節能減排（pái）政策在行業（yè）的有效實施。

      現在，這項成（chéng）果已經（jīng）為國內高端大（dà）電流（liú）測量儀器和標準提供了量（liàng）值溯源，有力地支持了直流高壓輸電的發展；為高鐵機車（chē）研發（fā）和安全試驗測量用大電流（liú）傳感器提供校準溯源，保（bǎo）障了對機車（chē）安（ān）全運（yùn）行的監控；為海軍提供艦船直流電動力（lì）係統評估提供測量係統的技術谘詢和校（xiào）準，支持了海軍艦船裝備建設；為企業研發（fā）高端直流大電流計量儀器提供了設計、校準技（jì）術谘詢（xún）和計量（liàng）溯源（yuán），改進了產品性能，提升了企業國際競爭力，替代大量進口儀器設備。

      “如果沒有當初‘要比別人做（zuò）得更準’的信念，我們的研（yán）究（jiū）不可（kě）能取得現在的成果，也不可能發揮如此大（dà）的作用。”邵海明表示，目前他（tā）們（men）還（hái）在做項目的深入擴展應用，將（jiāng）在解決更大電流在線計量溯源方麵（miàn）迎難（nán）而上，追求更準的計量。