铯原子钟,手表,有卖吗?贵吗?

易金矿业网 2023-01-31 04:12 编辑:admin 295阅读

一、铯原子钟,手表,有卖吗?贵吗?

有,你要看是什么型号了,有的800多是最便宜的,一般人代3000左右的,最贵的600多万,是有钱人买的。建议你买3000左右的,最实惠的。不信你问问。谢谢。

二、制作一个电子钟,有哪些高精度晶振和时钟芯片?不考虑成本,精度越高越好。有没有几年或十几年差一秒的?

       电子钟的精度是实上依靠秒时来确定的。而石英钟里的秒时是由晶体振荡以后分频获得的。然而,普通的石英钟误差主要来自两点:机械传动误差和晶体振荡频率精度所至。如果采用屏幕显示方式,则只有晶体振荡频率误差影响电子钟精度。普通的石英钟里的晶体采用的是一种音叉晶体,我们又称其为表晶。这是一种低档次,小功率晶体,价格很低,当然,性能指标也是压电产品中最低的一种。那么依照楼主所说,有没有一种“不考虑成本,精度越高越好”的秒时产品呢?答案是肯定的。有三种高端秒时信号源供楼主参考:

高稳石英晶体振荡器。这是一种高端信号源,其稳定度可达1x10-8以上,也就是说可达到百年不差一秒。

铷原子钟。其频率稳定度可达1x10-9以上,可以达到几百年不差一秒。

铯原子钟。其频率稳定度可达1x10-11以上,可达到千年不差一秒。

       在使用中,三种信号源各有优劣。高稳石英晶体振荡器与原子钟相比,精度稍差一些(事实上,近年来精度做到1x10-9以上也是可以实现的。),但其体积和功耗都比原子钟小很多。相比较而言,一个似火柴盒,一个就如同个箱子。另外高稳晶振的噪声低及其它各种电性能指标都远远优于原子钟。如果只是为电子设备仪器提供信号源的话,它是最佳选择。铯原子钟虽然精度很高,但与铷原子钟比较,缺点也是很明显的。铯原子钟的价格很昂贵,但它的寿命却很短,差不多就能用一年左右。虽然楼主说不差钱,但一般我们从实用的角度讲,单纯的用于时间对时,如中央人民广播电台等,一个铷原子钟已经足够了。事实上,我们很多科研单位用于校时的设备也是铷钟。实际工作中,我们常常测量铷钟的短稳,如日波动、阿伦方差之类的其精度都在1x10-11左右,因此荐义楼主没有极端追求的话,采用铷钟是足够的。

有三种高端秒时信号源供参考:

高稳石英晶体振荡器。这是一种高端信号源,其稳定度可达1x10-8以上,也就是说可达到百年不差一秒。

铷原子钟。其频率稳定度可达1x10-9以上,可以达到几百年不差一秒。

铯原子钟。其频率稳定度可达1x10-11以上,可达到千年不差一秒。

在使用中,三种信号源各有优劣。高稳石英晶体振荡器与原子钟相比,精度稍差一些(事实上,近年来精度做到1x10-9以上也是可以实现的。),但其体积和功耗都比原子钟小很多。相比较而言,一个似火柴盒,一个就如同个箱子。另外高稳晶振的噪声低及其它各种电性能指标都远远优于原子钟。如果只是为电子设备仪器提供信号源的话,它是最佳选择。铯原子钟虽然精度很高,但与铷原子钟比较,缺点也是很明显的。铯原子钟的价格很昂贵,但它的寿命却很短,差不多就能用一年左右。一般从实用的角度讲,单纯的用于时间对时,如中央人民广播电台等,一个铷原子钟已经足够了。事实上,很多科研单位用于校时的设备也是铷钟。实际工作中,常常测量铷钟的短稳,如日波动、阿伦方差之类的其精度都在1x10-11左右,因此没有极端追求的话,采用铷钟是足够的。

“不考虑成本,精度越高越好”

如果真不考虑成本,就根本不考虑晶体了。直接上同位素半衰计时。

成本不考虑 你搞一个国家授时中心的原子钟

三、什么是原子钟?

答:

利用原子跃迁频率稳定的特性来获取精准时间频率信号的设备。

利用某种原子的特定能级之间的量子跃迁原理工作的精确时间和频率标准。(《天文学名词》 第二版)

以原子谐振频率为主振器频率的数字时钟。除显示时、分、秒外,还有秒脉冲输出,外同步信号输入以及秒脉冲时延的调整部件。大部分铯、氢原子频标都配有数字时钟,分别称为“铯原子钟”“氢原子钟”。(《计量学名词》)

星载原子钟为我国北斗卫星提供高稳定的时间频率基准信号,决定了导航、定位和授时服务的精度。北斗系统星载原子钟精度可达到100万年误差不超过1秒。

四、新型超精密光学原子钟已通过关键测试!

研究人员以破纪录的精确度测量了一只光学原子钟的滴答声,同时也表明,这只钟可以以前所未有的一致性运行。这些成就代表着向证明新一代光学原子钟足够精确和稳定,可以用来重新定义一秒的官方长度迈出了重要一步,目前官方长度是基于微波原子钟的。

美国国家标准与技术研究所(NIST)的研究小组负责人之一安德鲁・勒德洛(Andrew Ludlow)说:

博科园:对秒的更准确定义和更好计时基础设施将支持计时系统在广泛应用领域的持续进步,包括通信和导航系统,它还将为 探索 尚未完全理解的物理现象提供更精确测量。这项新研究发表在《Optica》上,光学时钟可能具有更高的精度,可能比我们在研究这项工作中测量到的精度高10到100倍。要证明这些时钟的真正准确性,而不受目前秒的定义限制,就需要直接在各种类型的光学时钟之间进行高质量比较。

为什么要使用光学原子钟?

时钟工作原理是计算具有已知频率的重复事件,如钟摆的摆动。对于传统原子钟来说,铯原子的自然振荡是其周期性事件,铯原子频率在电磁频谱的微波区。自1967年以来,国际单位制(SI)将秒定义为由这些振荡产生的微波信号9,192,631,770个周期中所经过的时间。光学原子钟使用的原子,如镱和锶,其振动频率约为微波频率的10万倍。

这些更高的频率使得光学时钟比微波原子钟走得更快,使它们随着时间的推移更加精确和稳定。研究小组成员塔拉・福捷(Tara Fortier)说:光学时钟测量的频率越高,通常就越容易控制环境对原子的影响。这一优势最终将使小型光学时钟系统的开发成为可能,该系统可在广泛的应用环境中保持相对高性能。

为了证明光学时钟所记录的时间与今天标准铯原子钟的兼容,研究人员将NIST的镱光学原子钟频率转换成微波区域,并将其与来自全球铯原子钟的一系列测量数据进行了比较。研究人员实现了镱光学时钟的频率测量,不确定度为2.1 X 10-16。这相当于在宇宙年龄(138亿年)中只损失约100秒,并为光学时钟的铯参考测量创造了一项新的准确度记录。尽管光学时钟非常精确,但由于其技术复杂性和原型设计,它们往往会经历明显的停机时间。

NIST研究人员使用8个氢脉泽来记录光学时钟不工作时的时间。脉泽就像在微波光谱范围内工作的激光一样,可以可靠地保持时间,但精度有限。研究小组成员汤姆・帕克(Tom Parker)说:脉泽的稳定性(世界上最好的当地时间尺度之一)是我们能够与铯进行如此精确比较的原因之一。在8个月内进行了79次测量,进一步降低了不确定性,这是在如此长的时间内首次报道光学时钟测量。

为了更好地理解光学时钟的局限性,研究人员计划将本研究中使用的镱光学时钟与NIST正在开发的其他类型的光学时钟进行比较。最终,NIST时钟可以与其他国家的光学时钟进行比较,以确定哪种类型的时钟最适合重新定义SI秒。研究人员指出,重新定义一秒钟的长度还需要几年时间。即使新标准发生了变化,应用新标准也需要更好地连接和传输来自世界各地光学时钟的信号技术,以保持时间的稳定性和准确性。

博科园-科学科普|研究/来自: 美国光学学会

参考期刊文献:《Optica》

DOI: 10.1364/OPTICA.6.000448

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