電學(xué)的計量標準，在建立量子電壓基準之前，保存、復現和傳遞電壓基本單位-伏特的方法是采用一組飽和式惠斯登標準電池的端電壓的平均值來(lái)實(shí)現的?；菟沟请姵貎啥说碾妱?dòng)勢約為1.018V，我們稱(chēng)這種由標準電池組構成的電壓基準為實(shí)物基準。

　　隨著(zhù)工業(yè)水平的提高，對計量工作準確度的要求也越來(lái)越高，而電壓實(shí)物基準由于受制作工藝、使用材料、技術(shù)條件的限制，很難將它所保存的電壓標準的不確定度水平進(jìn)一步提高。同時(shí)，電壓實(shí)物基準的弱點(diǎn)也越來(lái)越突出，主要有電池的保存環(huán)境和電池自身的穩定性。

　　對實(shí)物基準的保存，除了要考慮到實(shí)物基準免受各種(例如戰爭、地震、運輸等)可能因素產(chǎn)生的機械損害之外，對大氣壓、濕度和溫度等實(shí)驗室的保存條件也提出了更高的要求?；菟沟请姵氐臏囟认禂荡蠹s為40μV/ ℃。當存放電池的環(huán)境溫度變化0.001℃時(shí)，由惠斯登電池所保存的電壓標準將改變4×10-8。電池自身的不穩定性可以用年變換量的指標來(lái)描述。用高穩定性的量子電壓基準對惠斯通電池所保存的lV電壓標準進(jìn)行觀(guān)測發(fā)現，1.018V電壓值隨時(shí)間緩慢漂移，對所觀(guān)測的一個(gè)電池組的平均值進(jìn)行統計處理后得到年變化量約為1×10-7量級。

　　我國于1993年和1999年先后建立了lV和10V約瑟夫森量子電壓基準，在電學(xué)計量領(lǐng)域里完成了電壓?jiǎn)挝环貜膶?shí)物基準到自然基準的過(guò)渡。自然基準比較實(shí)物基準不僅穩定性好、易復現，其不確定度的技術(shù)指標可以達到1×10-8的數量級。