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如何實現(xiàn)微小劑量的精準控制？這需要微克精度的稱量。微克有多重？大約為一粒花生的百萬分之一，好比讓一只蝴蝶穩(wěn)穩(wěn)地落在一頭北極熊身上，對測量的精度要求極高。
中國計量科學研究院與中國計量大學的科研團隊正在攻克高精度電子天平的一個核心難題：測量時，看不見的“微觀標尺”總會因為環(huán)境的細微干擾（如空氣流動、溫度變化、臺面振動）而飄忽不定，導致結果不準。日前，中國計量測試學會主辦的《計量學報》報道了相關研究成果。
接受采訪時，研究人員用了個生動的比喻：電子天平內(nèi)部有一個控制平衡的電路，它就像龍舟上的舵手，負責穩(wěn)定方向，實現(xiàn)天平內(nèi)稱重傳感器電磁力與物體重量的平衡。但環(huán)境干擾會讓這個“舵手”左搖右擺，讓測量的“微觀標尺”飄忽不定，也就難以實現(xiàn)微克精度的藥物劑量測量。
為此，研究團隊設計了一套巧妙的“分階段”控制策略，整個過程好比是一次“空中加油”?？焖俳咏A段：當微量物品剛放上天平，他們通過優(yōu)化控制算法和參數(shù)，讓電子天平快速響應、接近真實重量，就像戰(zhàn)斗機迅速追上并接近加油機。精細穩(wěn)定階段：當雙方接近相對靜止時，他們鎖住電磁力，并給測量系統(tǒng)增加一個“游動標尺”，根據(jù)微小位移變化主動補償環(huán)境擾動帶來的微小晃動，從而實現(xiàn)精準的“對接”與“加油”。
實驗證明，這種新方法能夠有效抑制稱量過程中示值的波動，在短時間內(nèi)獲得高度一致的可靠結果，最終實現(xiàn)了微克級的穩(wěn)定稱量。
據(jù)悉，這項由國家自然科學基金和北京市科技計劃支持的研究，目前仍處于在研階段。未來，相關成果將應用于生物醫(yī)藥、新能源等領域，通過提升醫(yī)藥劑量和材料配比的精度，為培育發(fā)展新質生產(chǎn)力提供更堅實的計量支撐。
（本文采寫得到中國計量測試學會支持）
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