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稀土永磁磁偶極矩參考樣品校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于范圍為(0.1~10)Wbm的稀土永磁(硬磁)材料磁偶極矩參考樣品的校準(zhǔn)2引用文件本規(guī)范引用了下列文件:GB/T2900.60-2002電工術(shù)語電磁學(xué)GB/T38437-2019用抽拉或旋轉(zhuǎn)方式測量鐵磁材料樣品磁偶極矩的方法凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本規(guī)范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。3術(shù)語GB/T2900.60-2002界定的及以下術(shù)語和定義適用于本規(guī)范。3.1磁偶極矩參考樣品(Magneticdipolemomentreferencesample)一種復(fù)現(xiàn)磁偶極矩軸向矢量的實(shí)物量具。3.2亥姆霍茲線圈(Helmholtzcoil)用于檢測或測量磁場的導(dǎo)體線圈或回路。4概述4.1用途磁偶極矩參考樣品(以下簡稱樣品)是磁偶極矩量值傳遞與溯源的載體,主要用于磁偶極矩測量儀的校準(zhǔn)與期間核查。4.2測量原理采用抽拉方式測量樣品的磁偶極矩示值,原理如圖1所示。將樣品從測試線圈均勻區(qū)中抽拉至樣品與線圈之間產(chǎn)生的磁耦合可忽略不計(jì)為止,采用永磁磁偶極矩測量儀測量樣品抽拉引起的磁偶極矩變化量。給永磁磁偶極矩參考樣品賦值的永磁磁偶極矩測量儀,主要由磁通積分器和探測線圈組成。圖1稀土永磁磁偶極矩測量原理圖4.3結(jié)構(gòu)樣品一般由溫度系數(shù)小的永磁體制作而成,通常為圓柱狀。5計(jì)量特性5.1示值誤差樣品的磁偶極矩單位為韋伯米(Wbm),樣品根據(jù)磁偶極矩示值誤差擴(kuò)展不確定度的大小分為1等、2等,見表1。表1準(zhǔn)確度等級(jí)與擴(kuò)展不確定度對照表準(zhǔn)確度等級(jí)1等2等擴(kuò)展不確定度(k=2)0.5%1.0%注:以上指標(biāo)不適用于合格判據(jù),僅供參考。5.2穩(wěn)定度樣品相鄰兩次校準(zhǔn)的磁偶極矩示值最大允許變化量見表2。表2工作磁偶極矩的最大允許變化量準(zhǔn)確度等級(jí)一等二等最大允許變化量±0.25%±0.50%6校準(zhǔn)條件6.1環(huán)境條件6.1.1環(huán)境溫度:(20±5)℃;6.1.2相對濕度:≤80%;6.1.3樣品應(yīng)在校準(zhǔn)條件下放置不小于2小時(shí);6.1.4測試線圈均勻區(qū)工作面應(yīng)平整、穩(wěn)定、潔凈;6.1.5周圍無明顯影響正常工作的干擾磁場。6.2測量標(biāo)準(zhǔn)及其他測試設(shè)備測量標(biāo)準(zhǔn)與其他設(shè)備應(yīng)經(jīng)過計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)檢定或校準(zhǔn),滿足使用要求并在有效期內(nèi)。6.2.1磁通計(jì)磁通計(jì)的擴(kuò)展不確定度應(yīng)不大于樣品示值誤差測量擴(kuò)展不確定度的三分之一。6.2.2探測線圈測試線圈的擴(kuò)展不確定度應(yīng)不大于樣品示值誤差測量擴(kuò)展不確定度的三分之一。7校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法7.1校準(zhǔn)項(xiàng)目校準(zhǔn)項(xiàng)目見表3。表3校準(zhǔn)項(xiàng)目一覽表序號(hào)校準(zhǔn)項(xiàng)目計(jì)量特性條目校準(zhǔn)方法條目1磁偶極矩示值誤差5.12磁偶極矩穩(wěn)定度5.27.2校準(zhǔn)方法7.2.1校準(zhǔn)前檢查目測觀察樣品外觀。樣品說明書或銘牌應(yīng)有制造商名稱或商標(biāo)、產(chǎn)品名稱、型號(hào)或規(guī)格、磁偶極矩標(biāo)稱示值、編號(hào)等主要信息。樣品有分辨軸向的標(biāo)識(shí)。樣品表面應(yīng)潔凈,不得吸附粉末及油污等雜物。用作校準(zhǔn)的端面應(yīng)平整,不得存在肉眼可見的毛刺等瑕疵。7.2.2磁偶極矩示值誤差a)選擇合適的磁通計(jì)測量儀量程;b)檢查測試線圈電阻、線圈常數(shù)等參數(shù)設(shè)置是否正確;c)樣品處于探測線圈中心位置,且樣品的磁化方向與探測線圈同軸;d)將磁通計(jì)置零,再將樣品從探測線圈抽拉至一段距離之外的位置,該位置應(yīng)保證樣品與探測線圈產(chǎn)生的磁耦合可忽略不計(jì);e)在校準(zhǔn)過程中,不可將樣品長時(shí)間地拿在手里,避免樣品溫度發(fā)生變化;f)記錄磁通計(jì)的讀數(shù),單次測量的工作磁偶極矩示值依據(jù)測試的方式按公式(1)計(jì)算。先將試樣置于探測線圈徑向與軸向的中心位置,與探測線圈同軸。然后將磁通積分器置零,再將試樣從探測線圈中抽拉至一段距離之外的位置,該位置應(yīng)保證試樣與探測線圈之間產(chǎn)生的磁耦合可忽略不計(jì),記錄磁通積分器的讀數(shù),由公式(1)計(jì)算磁偶極矩。為消除系統(tǒng)誤差,也可將試樣極性反轉(zhuǎn)180°,按照上述步驟再測一次,兩次取平均值。j=??/R式中:j——磁偶極矩,單位為韋伯米,Wb?m);??——試樣在探測線圈中抽拉出時(shí),磁通變化量,單位為韋伯,Wb;R?——探測線圈常數(shù),磁場強(qiáng)度與線圈電流之比R?=H/I,單位為每米,m7.2.3磁偶極矩穩(wěn)定度在穩(wěn)定度考察期內(nèi),樣品在不受異常磁場、溫度、振動(dòng)、沖擊或機(jī)械力影響的環(huán)境下,其穩(wěn)定度按公式(2)計(jì)算:(2)式中:jA——相鄰兩次校準(zhǔn)工作磁偶極矩示值的相對變化量;j——樣品本次測得的工作磁偶極矩示值,韋伯米,Wb?m;j1——樣品上次測得的工作磁偶極矩示值,韋伯米,Wb?m。8校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)標(biāo)準(zhǔn)樣片校準(zhǔn)后,出具校準(zhǔn)證書,校準(zhǔn)證書至少應(yīng)包含以下信息:a)標(biāo)題,如“校準(zhǔn)證書”或“校準(zhǔn)報(bào)告”;b)實(shí)驗(yàn)室名稱和地址;c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)(如果與實(shí)驗(yàn)室的地址不同);d)證書的唯一性標(biāo)識(shí)(如編號(hào)),每頁及總頁數(shù)的標(biāo)識(shí);e)客戶的名稱和地址;f)被校對象的描述和明確標(biāo)識(shí);g)進(jìn)行校準(zhǔn)的日期,如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時(shí),應(yīng)說明被校對象的接收日期;h)如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性應(yīng)用有關(guān)時(shí),應(yīng)對被校樣品的抽樣程序進(jìn)行說明;i)對校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識(shí),包括名稱及代號(hào);j)本次校準(zhǔn)所用測量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明;k)校準(zhǔn)環(huán)境的描述;l)校準(zhǔn)結(jié)果及其測量不確定度的說明;m)對校準(zhǔn)規(guī)范的偏離的說明;n)校準(zhǔn)證書簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識(shí),以及簽發(fā)日期;o)校準(zhǔn)結(jié)果僅對被校對象有效的說明;p)未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書面批準(zhǔn),不得部分復(fù)制證書的聲明。9復(fù)校時(shí)間間隔校準(zhǔn)周期建議不超過1年。根據(jù)使用的頻度等情況,使用單位應(yīng)合理規(guī)定復(fù)校時(shí)間間隔。附錄A校準(zhǔn)記錄參考格式證書編號(hào)送校單位器具名稱制造單位型號(hào)規(guī)格器具編號(hào)校準(zhǔn)地點(diǎn)環(huán)境溫度℃相對濕度%校準(zhǔn)日期校準(zhǔn)員核驗(yàn)員校準(zhǔn)依據(jù)校準(zhǔn)依據(jù)校準(zhǔn)所用的主要計(jì)量器具名稱型號(hào)規(guī)格編號(hào)測量范圍準(zhǔn)確度證書編號(hào)/有效期上次校準(zhǔn)值(Wb?cm)序號(hào)磁偶極矩測量值(Wb?cm)磁偶極矩平均值(Wb?cm)123校準(zhǔn)結(jié)果:磁偶極矩示值:(Wb?m),磁偶極矩示值誤差:(Wb?m);不確定度Urel=
附錄B校準(zhǔn)證書內(nèi)頁參考格式證書編號(hào):校準(zhǔn)結(jié)果:1.本次校準(zhǔn)磁偶極矩示值:(Wb?m),磁偶極矩示值誤差(Wb?m);2.本次校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度Ur=
附錄C磁偶極矩參考樣品示值誤差測量結(jié)果的不確定度評定示例C.1概述磁偶極矩參考樣品為六面體封裝的D10mm×1mm圓柱形鈷永磁體,標(biāo)準(zhǔn)裝置為數(shù)字磁通計(jì),不確定度為u=0.1%(k=2);配套的探測線圈,線圈常數(shù)為Kc=0.7626×10-3m,不確定度u=0.2%(k=2)。C.2不確定度分析C.2.1測量模型磁偶極矩參考樣品的磁偶極矩示值誤差可表示為:?式中:?jR??——樣品抽拉引起的軸向磁通變化量,韋伯,Wb;joC.2.2靈敏系數(shù)c1=??j?R?=?,c2=??j??=C.2.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算公式由于各輸入量彼此獨(dú)立不相關(guān),合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度可表示為:C.3不確定度來源不確定度來源主要有線圈常數(shù)、磁通計(jì)基本誤差、測量重復(fù)性的影響及樣品標(biāo)稱示值引入的不確定度。C.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定C.4.1線圈常數(shù)Kc引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u根據(jù)校準(zhǔn)證書,線圈常數(shù)Rh=0.7626×10-3m,不確定度為u=0.2%,k=2。線圈常數(shù)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1(Rh)C.4.2數(shù)字磁通計(jì)基本誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u21數(shù)字磁通計(jì)1mWb檔的測量不確定度為u=0.1%,k=2。磁通計(jì)基本誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u21(?)為:C.4.3測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u22將磁通計(jì)置于1mWb檔,以磁芯軸為中心,在重復(fù)性條件下周向旋轉(zhuǎn),每面依次測量各一次,每次測量調(diào)整磁通計(jì)漂移并置零,且重復(fù)旋轉(zhuǎn)3周,共獲得一組磁通量測量數(shù)據(jù),見表1。表1磁通量測量數(shù)據(jù)序號(hào)123456校準(zhǔn)結(jié)果(μWb)707.8707.8708.1707.9707.7707.8序號(hào)789101112校準(zhǔn)結(jié)果(μWb)708.1708.1707.8708.0707.6707.8磁通量測量平均值:工作磁偶極矩測量值:按貝塞爾公式計(jì)算磁通量單次測量值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差:
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