标准永磁块磁偶极矩校准规范.docx
JJF中华人民共和国国家计量技术规范JJF×××X-XXXX标准永磁块磁偶极矩校准规范Ca1.ibrationSpecificationforMagneticdipo1.emomentofStandardPermanentMagnetb1.ocks（征求意见稿）×X×X×X-X×发布×X×X×X-XX实施国家市场监督管理总局发布JJFXXXX-XX标准永磁块磁偶极矩校准规范Ca1.ibrationSpecificationforMagneticDipo1.eMomentofStandardPermanentMagnetB1.ocks归口单位：全国电磁计量技术委员会主要起草单位：中国计量科学研究院参加起草单位：本规范委托全国电磁计量技术委员会负责解释。本规范主要起草人:参加起草人：引言IiI范围12引用文件I3术语和计量单位14概述15计J特性25.1磁偶极矩j35.2m36校准条件36.1 环境条件36.2 测录标准及其他设备36.3 项目和校准方法47.1校准项目47.2校准方法48校准结果表达79复校时间间隔7网录A不确定度评定示例8附录B破矩标准样品校准原始记录I1.附录C校准证书内页格式13引言本规范依据JJF1.oO1.2011通用计员术语及定义八JJF1059.12012测量不确定度评定与表示hJJF1071-2010国家计量校准规范编写规则编制。本规范是首次制定的国家计量校准规范。标准永磁块磁偶极矩校准规范1范围本规范适用于标准永磁块磁偶极矩（或磁矩）的校准。2引用文件本规范引用下列文件：JJFIoI3磁学计员常用名词术语及定义GB/T38437通过抽拉或翻转方式测量铁腑材利磁偶极矩的方法凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于该规范：凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。3术语和计量单位JJF1013界定的术语适用于本规范。3.1标准永磁块standardpcr11anc11tmagnetb1.ocks标准永磁块是给定疏偶极矩（或磁矩）值的永琛材料样品。3.2磔场均匀度inhomogeneityOfHe1.mhoItzcoi1.磁场线圈轴线中心一定空间区域内磁场强度与中心处磁场强度及大相对偏差的绝对值。1概述标准永磁块是磔偶极矩（或磁矩）量值传递与溯源的载体，用于永感磁矩测身仪的校准或期间核隹，也可用于磁场线网常数的校准。标准永磁块应该使用剩磁温度系数不大于0.05%的稀土永磁材料制成,形状般为圆柱体或立方体，直径或边长不小T5mm,厚度应不小T2mm,标准永磁块在使用前需经过富温老化处理，其平行度和垂直度优于公差等级9级。标准永霰块应处于饱和礴化状态，避免使用和保存过程中发生退磁。样品可安装到非金属制成的无磁保护套中，应该固定在保护套中不产生振动或位移,应在标准永磁块或保护套上标明磁化方向。抽拉样品法和就转样品法标准水腋块/偶极矩（或）磁矩的测证原理与GiVr33437中规定的测量原理相同，如图I所示。测域仪器为磁矩测量仪，由一个经过校准的探测线圈与一台经校准的磁通计相连构成。抽拉样品法指将标准永磁块从磁场线圈中抽拉至大于Im距离的位置，翻转样品法指将标准永磁块在包含其磁矩方向的平面内翻转180。，在抽拉或翻转样品的过程中，由磁通计测量磁通变化值。住场线顺图1标准永磁块磁偶极矩（磁矩）校准原理图注：当跟场找假周围不存在显著的电业干扰信号时.磁场线161也可以水平放置.有无显著电破干扰信号我现为磁道计诙数是否稳定.磔场计算法标准永磁块磁偶极矩（或）磁矩的测量原理与JJG（军工）149中规定的测量原理相同，如图1所示。测量仪器为磁通门磁强计，测量方法为磁场计算法。磁场计算法根据磁矩产生磁场的原理，蹂矩磁铁与礴强计窿轴方向致，用磁强计测盘磁矩磁铁磁轴上某一点的磁场。幡检佚Mif1.11MtitI制止平台图2磁场计算法示意图5计量特性5.1 亥偶极矩j范囹：(0.01-500.0)1.bm最大允许误差：士1.0%。5. 2磁矩m范国：(0.008400.0)Am25.1 许误差：±1.0%。注：以上指标不适用于合格性判别，仅供叁考。6校准条件5.2 环境条件环境温度：23C±5'C;相对湿度：70%:供电电源：电压变化不超过额定电压的±10%，频率范围为50Hz±05Hz:其它要求：a)校准工作区周围Im内不能有铁磁性物质存在：b)环境噪声和干扰应保证磁通计示值波动范围不超过IUWb.'min：5.3 测量标准及其他设备5.3.1 磁通计测址范围：(0.0011.)Wb最大允许误差：±0.1%»5.3.2 磁场线圈线圈常数范困：(2000-IO(X)O)m,(或<2.512.5)mTA>.最大允许误差：±(0.1%).3%).线圈均匀度：标准永磁块所在区域的脑场不均匀性优F02%.5.3.3 磁通门磁强计测量:范围：(-10000)T.增量蹂场不确定度：±0.1%。5.3.4 测距系统测域范围：0.1.m.最大允许误差：H）.1.%o7校准项目和校准方法7. I校准项目校准项目见表k表1校准项目一览表序号校准项目名称计量特性条目校准方法条目!外观检查-7.2.12礴儡极矩5.17.2.23矩5.27.2.37.2校准方法7.2.1外观检查a）检查外表面是否有砂眼、掉角、映口、裂纹等缺损情况：b）样品端面应平整，不应该有肉眼可见的毛刺、帧斜等；c）样品表面不应该吸附铁磁性物质。7.2.2磁偶极矩J7. 2.2.1抽拉样品发或翻转样品法a）将磁场线圈的两个接线端子与瞄通计的输入端相连接：b）将样品放置到亥场线圈轴线的中心位理，样品的磁化方向与磔场线圈轴线平行.：C）调节磁通计的零点漂移，使漂移小于1.Wbmin,然后磁通计且位；d）使用抽拉样品法或翻转样品法进行测量。采用抽拉样品法时，将样品从磁场线圈中抽拉至大于1m距离的位置。采用翻转样品法时,将样品在包含其磁矩方向的平面内翻转180°。然后记录磁通计的读数内。e）按照公式（1）进行磁通值修正。对于具有阻抗修正功能的磁通计，如果他通计本身已经输入了阻抗值,则此步骤可以省略，此时仍=吃,.=,<-1.+"）RF式中：Rf校准用磁通计的输入网抗，oRc校准用亥姆僚兹线圈的阻抗，Q;（,修正前的磁通测Wb:修正后的磁通值，Wb;f）根据公式（2）或（3）计算礴偶极矩。当使用抽拉样品法时，根据公式（2）计算:使用翻转样品法时，根据公式计算:式中:j感偶极矩测量值,Wbm：kb磁场线圈常数，m,;h磁场线圈常数，T/A：网真空破导率，4nX1.O1.Hm.k1.-亥姆霍兹线圈常数的倒数m：H磁场强度测量值，A/m：/电流强度测量值，A.注：在我国，永威行业习惯上利亥姬在兹线Iei常数定义为：kc=.球位与人的总位互为例数,g）按照步骤b>-D近复测量10次，取10次J1.i更测量的平均值作为磁偶极矩的校准值。7.2.2.2磁场计算法a）磁场计算法的示意图如图3所示，通电待磁强计秘定后开始校准。b）把磁强计和磁铁放置在测距平台上，根据磁铁的量值选择礴强计与磁铁的距离，测量距高需大于磁铁尺寸的3倍以上。c）调节被检磁铁的上卜.位置和磁轴方向，使磁强计读数最大，此时两者磁轴由合。记录磁铁中心与磁强计探头中心的即离r,.0将磁强计清零。n取走磁铁，记录磁强计的磁感应强度从g）按公式（6）计算被检磁铁的磁矩.j=2xr'B（4）B磁铁轴线上在某测址点产生的磁感应强度，T：r_磁铁中心与轴线上某测量点的距离，m。7. 2.3磁矩m完成722的步骤后，按照公式（5）计算破矩m：m=j7”,式中：m磁矩，Am2;7.2.4相对误差计算分别按照公式（6）和公式计兑磁偶极矩和磁矩的相对误差：3=Zj1.AxI*,Jom=m,n''X100%（7）人公式（5）和公式（6）中：4一一磁偶极矩的相对示值误差，%；磁偶极矩的标称值.Wbm：2磁偶极矩的相对示值误差，%；"b磁偶极矩的标称值，Am'8校准结果表达校准结果应在校准证书（报告）上反应，校准证书（报告）应至少包括以卜信息：a）标题,如“校准证书”：b）实验室名称和地址；c）进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）:d）证书或报告的唯性标识（如编号），每页及总页数的标识：e）客户的名称和地址：力被校对象的描述和明确标识：g）进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和仃关时，应说明被校对象的接收日期：h）如果与校准结果的有效性和应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明：i）对校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号：j）本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明：k）校准环境的描述：D校准结果及其测量不确定度的说明：m）对校准规范的偏离的说明：n）校准证书和校准报告签发人的签名、职务或等效标识；o）校准结果仅对被校对象有效的声明；P）未经实验室书面批准，不得部分兔制证书或报告的声明。校准原始记录格式见附录B,校准证书（报告）内页格式见附录C。9复校时间间隔建议复校时间间隔为12个月。送校单位也可根据实际使用情况自主决定赁校时间间隔。附录A不确定度评定示例A.1概述本附录以直径和度均为10mm的圆柱形彩钻样品为例，说明磁偶极矩(或破矩)的不确定度评定过程。按照本规范7.2.2进行校准，磁偶极矩为0.7030X10"Wbm(磁矩为0.5594Am°A.2感偶极矩校准不确定度评定A.2.1测量模型采用翻转样品法时，磁偶极矩可表示为：j=-kt,/2(A.I)式中:J磁矩示值误差，Wbm：k,亥姆霍兹线圈常数的倒数，m；一磁通测量值，Wb：.2.2不确定度来源及合成标准不确定度计算公式A.2.2.1磁通计引入的标准不确定度认")，我包括：a)磁通计引入的标准不确定度外建)：b)磁通测量更复性引入的标准不确定度43)；c)环境噪声或干扰导致磁通读数不稳定引入的不确定度(0)。.2.2.2亥姆霍兹线圈常数引入的标准不确定度从幻。A.2.3合成标准不确定度以上各输入量不相关，依据不确定度传播率，示值误差的合成不确定度可表示为：<<(w)=c1.'(w1()+v()+w()+c2<r(.)(A,2)A.2.4灵敏系数：CT=Ja=虬=2c2-8k,2A.2.5标准不酹定度评定A.2.5.1由磁通计引入的不确定度与)磁通计校准结果表明，其扩展不确定度为0.1%(F2),正态分布，因此相对不确定度ur<>=Q.1.%2-0.05%,当磁通测量值0-8.752X10'Wb时的标准不确定度为：UJaf)=ur()X0=4.376×10'Wb.2.5.2磁通测量重复性引入的标准不确定度"J)采用翻转样品法测量样品的磁偶极矩，读取并记录磁通计读数的显示值，IO次质复测量的读数如表A.I所示：表AJ磁通测量值次数磁通测量值(X1.O'Wb)I8.75228.75538.75248.75658.75268.75378.75388.75098.755IO8.75010磁通测量的平均值：=(,)10=8.753×10,Wb£(中_j单次测盘的实验标准偏差：S()=，上=0.002×1O-3WbKJt.()=5()=0.002×10WbO.2.5.3环境噪声或干扰导致磁通读数不稳定引入的不确定度/S)按照校准规范要求，环境噪声和干扰应保证便通计示值波动范围不超过IWbZmin.则该项因为的最大允许误差为ICVb,矩形分布，其标准不确定度为：¾()=1X1071.732=0.5773×10*WbA.2.5.4由亥姆雷兹线圈常数引入的不确定度以外亥姆霍兹线圈常数的倒数校准结果表明,其扩展不确定度为03%(A=2)，正态分布，因此相对不确定度()=03V2=0.15%。校准磁矩时使用的亥姆霍兹线圈常数的倒数为<=1.675×10m,其标准不确定度为：(k1.)=1.(k)×k=2.51×10mA.2.6标准不确定度分量汇总A.2标准不确定度分量汇总表输入量Xi不确定度来源灵敏系数不确定度分量“，磁通计Ui(.)8.375×10'm4.376X1.O,Wb磁通测量重笑性“238.375×10'm2.000×10Wb噪声和干扰“3()8.375X10'm5.773×10Wb匕亥姆霍兹线圈常数（八）4.736X10、Wb2.51×10m.2.7合成标准不确定度依照合成标准不确定度计兑公式可得：UJJ)=c1.2(1.2()+()+()+<r(A.)=1.315×10jWbmA.2.8扩展不确定度取七2,则扩展不确定度：6r()=Axw1,()=2.6×10"Wbm.2.9计算相对扩展不确定度Ur(J)=U,XJ)/=0.35%(A=2)附录B标准永磁块磁偶极矩校准原始记录格式第页共页校准证书编号，校准依据：仪器名称：校准日期:规格型号:出厂编号:校准地点:制造单位：环境温度：联系人：联系方式：环境湿度：%RH1.外观检查：表面是否有砂黑、掉角、缺口、裂钗等缺损情况：样品端面是否平整，咫否有肉眼可见的毛剌、做斜等：样品表面是否吸附秩峨性物防：2.校准标准器参数：校准用彼通计阻抗：Q校准用线圈阻抗：O校准线图常数：cm3.校准结果:校准次数整通测量值(Wb)磁通修正值(Wb)感偶极矩(Wbin)磁矩(Am2)不确定度<k=2)I23456789IO平均值测量方式网转法或抽拉法I1.校准次数俄场HT用离n'm破佃极掂(Wbm)破掂<Am2)不确定度(k=2>I234567891()平均值测埴方式假场计笄法核验员:校准员:附录C校准证书内页格式证书编号XXXXXX-XXXXV核准机构授权说明校准结果不确定度的评估和表述均符合JJF1O59.I的要求。校准环境条件及地点：温度-C地点相对湿度%其它校准所依据的技术文件(代号、彳匕称)：校准所使用的主要测信标准：名称测51范围不确定度，准确度等级证书编号证书有效期至(YYYYMMDD)证书编号xxxxxx-xxxx校准结果（校准项目及校准结果个月校准一次,说明：根据客r要求和校准主件的规里，通常情处声明1 .仅时加盖“XXXXX校准专用章”的完整证书负责。2 .本证书的校准结果仅对本次所校准的计量器具有效核验员:校准员:
