領域名稱
電量、磁量及微波
領域簡介
電量、磁量及微波等三個領域主要任務在建立國內的最高量測標準，以滿足三個領域的量測及追溯需求。
在電量領域，已建立包括電壓電流標準、交流電力以及阻抗標準，可以完整提供電壓、電流的各項標準校正需求，包括電功率、電能、相位角、電阻、電容、電感等。此外，基於半導體產業之產業需求，實驗室也建立完成片電阻標準校正系統，可提供半導體業界在參考物質標準片的校正服務。
在磁量領域，已建立直流/低頻之磁通、磁通密度、低磁場等磁場特性量測標準，提供業界包括磁通計以及高斯計的量測校正需求。
在微波領域，則建立微波功率、微波阻抗、電磁場強度及微波材料特性等量測標準，可提供通訊、半導體等產業在高頻微波量測設備的校正服務。
除了標準系統的建立外，也積極投入上述三個領域的量測技術開發，可提供業界相關的技術服務，解決量測技術上所遭遇的困難。
電量、磁量及微波領域依國際度量衡委員會相互承認協議(CIPM MRA)要求參加國際比對、並定期接受國際同儕評鑑(peer review)，品質系統符合ISO 17025標準且技術能力通過其他國家之國家計量機構同儕審核。電量及微波領域相關校正服務項目經跨區域計量組織審核後，已登錄於國際度量衡局之校正與量測能力(BIPM CMC)網站。
查看登錄於國際度量衡局網站之校正與量測能力(BIPM CMCs)
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服務項目
提供包括電量、磁量及微波等相關參數之校正服務
提供電量、磁量及微波之校正實驗室規劃、建立及品保諮詢服務
提供電量、磁量及微波等相關量測系統與量測技術開發服務
提供電量、磁量及微波等相關領域之儀具開發設計
校正服務
電量標準
- 直流電壓標準
直流電壓量測標準系統包含固態電壓標準器、直流電壓標準器、多功能電表、分壓器、零位表、掃瞄器等儀器，藉由電壓差比較法與標準電壓進行直接比較量測，以提供校正服務。系統標準件(固態電壓標準器)追溯至約瑟夫森電壓原級標準，提供我國最小量測不確定度的電壓校正服務。可提供校正之儀器包括固態電壓標準器、直流電壓標準器、多功能校正器及多功能電表等，校正範圍如下：
| 儀器 | 校正範圍 |
| 固態電壓標準器 直流電壓標準器 |
1 V、1.018 V、10 V |
| 多功能校正器 多功能電表 |
1 mV至1000 V |
- 約瑟夫森電壓標準
約瑟夫森電壓量測標準系統包含可編輯式約瑟夫森晶片、固態電壓標準器、掃瞄切換器、數位電壓表、偏壓源、微波產生器、微波放大器、銣原子鐘、免液氦冷凍機等儀器，基於可編輯式約瑟夫森晶片在低溫環境下所產生之量化電壓值，利用背對背電壓比較法，以數位電壓表讀取電壓標準器輸出電壓與約瑟夫森標準電壓之電壓差值，或是以數位電壓表直接讀取約瑟夫森標準電壓，以提供校正服務。本系統為電壓原級標準，可提供校正之儀器包括電壓標準器與數位電壓表，校正範圍如下：
| 儀器 | 校正範圍 |
| 電壓標準器 | 1 V、1.018 V、10 V |
| 數位電壓表 | 1 mV至10 V |
- 直流高壓標準
直流高壓量測系統包含直流高壓源、高壓分壓器及直流電壓表等儀器。系統依直流電壓表之讀值乘上標準高壓分壓器的比率值即等於待校件之輸出電壓值，以提供校正服務。可提供校正之儀器包括直流高壓源、直流高壓表與直流高壓分壓器，校正範圍如下：
| 儀器 | 校正範圍 |
| 直流高壓源 直流高壓表 直流高壓分壓器 |
1 kV至200 kV |
- 交流電壓及比壓器標準
交流電壓量測標準系統包含熱效電壓轉換器(Thermal Voltage Converter，TVC)標準件、交流低電壓標準件µpot (micro-potentiometer)、奈伏電表、多功能校正器等儀器，系統以熱效電壓轉換器透過交直流差(AC-DC Difference)的量測方法，將交流電壓追溯至TVC參考標準件以及直流電壓標準，以提供校正服務。
比壓器量測標準系統包含交流高電壓源、標準分壓器、比壓器測試儀、標準比壓器、標準電壓表、負擔等儀器，運用差動原理(Differential Principle)，透過比壓器測試儀，量取參考標準件與工作標準件之間的變壓比誤差、相角誤差值及高壓值。
可提供校正之儀器包括交流電壓源、交流電壓表、熱效電壓轉換器、交流低電壓標準件、比壓器、交流高壓源、交流高壓分壓器、交流高壓表等，校正範圍如下：
| 儀器 | 校正範圍 |
| 交流電壓源 交流電壓表 熱效電壓轉換器 交流低電壓標準件 |
電壓：1 mV至1000 V 頻率：20 Hz至1 MHz |
| 比壓器 | 一次側額定電壓：1 kV至100 kV 二次側額定電壓：10 V或240 V 頻率：60 Hz |
| 交流高壓分壓器 交流高壓源 交流高壓表 高壓衰減棒 |
額定電壓：1 kV至100 kV 頻率：60 Hz |
- 直流電流標準
直流電流量測標準系統包含直流電流分流器、直流電流源、精密電壓表、標準電阻器等儀器，藉由標準直流電流輸入至待校直流電流表之直讀方式或以標準精密電壓表量測標準電阻器跨壓並換算的方式作量測，以提供校正服務。系統標準件追溯至直流電壓標準系統、電阻標準系統、高電阻標準系統及微電流標準系統。可校正之儀器包括直流電流分流器、直流電流表、直流電流源、多功能數位電表、多功能校正器等，校正範圍如下：
| 儀器 | 校正範圍 |
| 直流電流分流器 直流電流源 直流電流表 多功能校正器 多功能數位電表 |
10 μA至1000 A |
| 直流微電流源 直流微電流表 |
10 pA至1 μA |
- 交流電流及比流器標準
交流電流量測標準系統包含多功能校正器、交流電流轉換放大器、交流電流分流器、標準交流電壓表、熱效電流轉換器等儀器，運用歐姆定律及熱效電流轉換器的交直流差標準、直流電流標準，以獲得交流電流標準。
比流器量測標準系統包含標準比流器、標準交流電壓表、交流電流源、變比器等儀器，運用差動原理(Differential Principle)，透過變比器以量取工作標準比流器與待校比流器之間的變流比誤差及相角誤差值。分流器及相關電流轉換器量測則透過標準比流器及多功能電表，以確認輸入至待校分流器及相關電流轉換器之交流電流標準值。
可提供校正之儀器包括交流電流源、交流電流轉換放大器、熱效電流轉換器、交流電流分流器、交流電流表等，校正範圍如下：
| 儀器 | 校正範圍 |
| 交流電流源 交流電流轉換放大器 交流電流表 交流電流分流器 |
電流：100 μA至100 A 頻率：20 Hz至10 kHz |
| 熱效電流轉換器 | 電流：10 μA至20 A 頻率：20 Hz至100 kHz |
| 比流器 | 一次側額定電流：5 A至5 kA 二次側額定電流：1 A或5 A 頻率：60 Hz |
| 交流電流轉換器 交流電流分流器 |
電流：5 A至5 kA 頻率：60 Hz |
- 電容標準
電容標準量測標準系統包含標準電容器與精密自動電容電橋等儀器，系統運用精密自動電容電橋量測標準電容器及待校電容器，由電容電橋之讀值比值，再以比較法而獲得待校電容器的電容值；電容表及RLC表之校正方法則直接讀取標準電容器，以提供校正服務。系統標準件(標準電容器)經由交流電阻標準及直流電阻標準，追溯至原級的直流量化霍爾電阻標準。可提供校正之儀器包括標準電容器、電容表、RLC表及電容電橋等，校正範圍如下：
| 儀器 | 校正範圍 |
| 兩端點電容器 | 容值：0.001 μF至1 μF 頻率：1 kHz |
| 三端點電容器 | 容值：1 pF至1000 pF 頻率：1 kHz |
| 四端點對電容器 | 容值：1 pF至1 μF 頻率：1 kHz |
| 四端點對電容器 | 容值：1 pF至1000 pF 頻率：100 kHz、1 MHz |
| 電容表、RLC表及電容電橋 | 容值：1 pF至1 μF 頻率：1 kHz |
- 電感標準
電感標準量測標準系統包含標準電感器、及RLC數位電橋等儀器，系統運用RLC表來量測並比較標準電感器與待校電感器之電感差值；電感表及RLC表之校正方法則直接量測標準電感器，以提供校正服務。系統標準件(標準電感器)追溯至德國聯邦物理技術研究院(PTB)，可提供校正之儀器包括標準電感器、電感表、RLC表，校正範圍如下：
| 儀器 | 校正範圍 |
| 電感器 電感表 RLC表 |
感值：100 μH至10 H 頻率：100 Hz、1 kHz |
- 交流電力標準
交流電力量測標準系統包含精密交流校正器、交流電力標準表、電流轉換放大器等儀器，運用脈波計數及比較法，提供單相有效電功率、單相無效電功率、三相有效電功率、三相無效電功率、單相有效電能、單相無效電能、三相有效電能、三相無效電能、電壓諧波及電流諧波之校正服務，計算待校件之百分誤差(% Error)。可提供校正之儀器包括單相/三相交流電力源、單相/三相交流電力表、單相瓦特轉換器等，校正範圍如下：
| 儀器 | 校正範圍 |
| 單相交流電力源 單相交流電力表 單相瓦特轉換器 |
(1)有效交流電力：0.55 W至38.4 kW |
| 三相交流電力源 三相交流電力表 |
(1)有效交流電力：1.65 W至115.2 kW (2)無效交流電力：1.65 var至115.2 kvar |
- 相位角標準
相位角量測系統包含相位表及相位產生器等儀器，系統使用的標準相位產生器定期追溯至美國NIST相位標準，用以校正待校相位表，並將相位標準傳遞至系統的標準相位表，得以校正相位產生器。可提供校正之儀器包括相位表及相位產生器等，校正範圍如下：
| 儀器 | 校正範圍 |
| 相位表 相位產生器 |
電壓：5 V至100 V 頻率：60 Hz至50 kHz 相位角：90°、180° |
- 量化霍爾電阻標準
量化霍爾電阻標準系統包含量化霍爾電阻元件、低溫高磁場設備、直流電流比較器電橋等儀器，藉由量化霍爾電阻元件於低溫高磁場(溫度< 2 K、 磁場強度> 10 T)環境下產生二維電子氣之量化能階電阻值，再以直流電流比較器電橋與待校標準電阻器作比率量測，計算而得待校電阻值。本系統為電阻原級標準系統，提供我國最小量測不確定度的電阻校正服務。可校正之儀器為標準電阻器，校正範圍如下：
| 儀器 | 校正範圍 |
| 標準電阻器 | 1 kΩ |
- 直流電阻標準
直流電阻標準系統包含標準電阻器、標準高電阻器、恆溫油槽、恆溫箱、直流電流比較器電橋、電流範圍擴充器、電流反向切換器、雙電壓源高電阻比率電橋等儀器，藉由電橋及標準(高)電阻器與待校標準(高)電阻器作比較校正，或使用待校多功能數位電表直讀方式進行量測以提供校正。本系統追溯至量化霍爾電阻原級標準，可提供校正之儀器為標準電阻器、低電阻表、標準高電阻器、多功能校正器及多功能數位電表，校正範圍如下：
| 儀器 | 校正範圍 |
| 標準電阻器 低電阻表 多功能校正器 多功能數位電表 |
0.1 mΩ至100 kΩ |
| 標準高電阻器 高阻計 多功能校正器 多功能數位電表 |
1 MΩ至1 TΩ |
- 片電阻標準
片電阻量測系統包含標準電阻、多功能電表、電流源、四點探針片電阻計等儀器，系統主要功能為自動化校正矽片電阻標準，該矽片電阻標準是設計用來校正和監測接觸式或非接觸式的電阻率量測儀器，系統由四點探針式電阻率量測儀器與自行開發的電阻量測系統整合成一自動化校正系統，以提供校正服務。可提供校正之儀器包括矽片電阻標準等，校正範圍如下：
| 儀器 | 校正範圍 |
| 矽片電阻標準 | 0.15 Ω至4000 Ω |
磁量標準
- 磁通量標準
磁通量標準系統包含磁通量產生器、多通道數位電壓表、計數器等儀器。磁通量產生器可輸出脈波，其振幅與時間之乘積即為磁通值，將此磁通量產生器連接至磁通計即可直接進行磁通量量測，以提供校正服務。系統標準件(數位電壓表)可追溯至電壓標準，計數器可追溯至時間標準。可提供校正之儀器包括磁通計等，校正範圍如下：
| 儀器 | 校正範圍 |
| 磁通計 | 0.0001 Wb至2 Wb |
- 磁通密度標準
磁通密度量測標準系統包含高磁場量測系統及低磁場量測系統。
高磁場量測系統包含核磁共振高斯計、計數器、電磁鐵、電源供應器、冷卻系統。系統的電磁鐵可提供穩定且均勻的直流磁場源，藉由核磁共振高斯計與待校高斯計進行直接比對量測，以提供校正服務。系統標準計數器可追溯至時間標準。
低磁場量測系統包含電源供應器、黑目合茲線圈(Helmholtz Coils)、直流/交流分流器、多通道數位電壓表等儀器。系統的電源供應器提供穩定之電流源，先經由分流器再至Helmholtz Coils，並於線圈組中心產生均勻的直流或交流磁場源，然後將待校高斯計置入線圈組之中心有效區域與此一標準磁場值作比對，以提供校正服務。系統標準電壓表可追溯至電壓標準，直流/交流分流器可追溯至直流及交流電流標準。
可提供校正之儀器包括橫向式探頭之直流高斯計、橫向式及軸向式探頭之直流高斯計、交流高斯計，校正範圍如下：
| 儀器 | 校正範圍 |
| 橫向式探頭之直流高斯計 | 0.05 T至1.5 T |
| 橫向式及軸向式探頭之直流高斯計 | 1 μT至50 mT |
| 交流高斯計 | 磁通密度值(RMS值)：0.5 µT至50 µT 頻率：50 Hz至1000 Hz |
微波標準
- 微波功率標準
微波功率量測標準系統包含信號產生器、微波功率感測器、微波功率計、功率均分器、功率範圍校正器、多功能數位電表等儀器。系統提供校正因子、參考功率、功率範圍之校正服務。以校正因子的量測方法為例，系統利用比較量測方法，比較待校感測器及已知校正因子標準件所量得之入射微波功率，由兩者比值推算待校件的校正因子，以提供校正服務。可提供校正之儀器包括微波功率感測器、微波功率計等，校正範圍如下：
| 儀器 | 校正範圍 |
| 微波功率感測器 |
頻率：10 MHz至18 GHz |
| 微波功率計 | (1) 參考功率：1 mW (2) 功率範圍：(-25至20) dBm |
- 微波散射參數及阻抗標準
微波散射參數及阻抗標準系統包含向量網路分析儀、頻率轉換器、標準校正組件等儀器，系統運用嚴謹方法(Rigorous Method)來針對向量網路分析儀的主要誤差如方向性、訊號源匹配、負載匹配、頻率響應、隔離及纜線(cable)擾動與連結器(connector)等所造成的影響進行分析，以得到微波散射參數及阻抗量測值。可提供校正之儀器包括空氣傳輸線、開路器、短路器、滑動式短路器、終端器、滑動式終端器、不匹配器、同軸傳輸線與衰減器等，校正範圍如下：
| 儀器 | 校正範圍 |
| 微波元件(同軸接頭型式)： 空氣傳輸線、開路器、短路器、滑動式短路器、 終端器、滑動式終端器、不匹配器、 同軸傳輸線、衰減器 |
反射係數0至1 / (0至180°) (phase) / 透射係數(-60至0) dB / (0至180°) (phase) (1) 頻率：10 MHz至18 GHz (@Type N) (2) 頻率：10 MHz至26.5 GHz (@3.5 mm) (3) 頻率：45 MHz至40 GHz (@2.92 mm) (4) 頻率：45 MHz至50 GHz (@2.4 mm) |
| 毫米波元件(波導接頭型式)： 開路器、短路器、滑動式短路器、終端器、 滑動式終端器、不匹配器、衰減器 |
反射係數0至1 / (0至180°) (phase) / 透射係數(-60至0) dB / (0至180°) (phase) (1) 頻率：50 GHz ~ 75 GHz (@WR15) (2) 頻率：75 GHz ~ 110 GHz (@WR10) |
- 電磁場強度標準
電磁場強度標準系統包含信號產生器、高功率放大器、方向耦合器及天線等儀器。系統採用標準場法並利用號角天線在一模擬自由空間環境的全電波暗室內發射微波信號，從而在暗室內建立一個功率密度值可精確計算的標準電磁場；另外，系統執行0.5 GHz至1 GHz的電磁場強度計校正時，是採用比較場法進行量測。此校正方式是以系統的追溯標準件作為暗室內產生標準電場強度之依據，可提供校正之儀器包括電磁場強度計與微波洩漏測試器等，校正範圍如下：
| 儀器 | 校正範圍 |
| 電磁場強度計 微波洩漏測試器 |
頻率：100 kHz to 8 GHz 最大電場強度：200 V/m |