1、浙江省地方計量技術規范 JJF（浙）11772021磁矩參考樣品校準規范Calibration Specification for Magnetic Moment Reference Sample2021-03-05 發布2021-06-05 實施浙 江 省 市 場 監 督 管 理 局 發 布JJF（浙）11772021磁矩參考樣品校準規范JJF（浙）11772021Calibration Specification for Magnetic Moment Reference Sample歸 口單 位：浙江省市場監督管理局主要起草單位：寧波市計量測試研究院參加起草單位：浙江省方正校準有限公司

2、本規范委托寧波市計量測試研究院負責解釋本規范主要起草人：孫夢翔（寧波市計量測試研究院） 王一民（寧波市計量測試研究院） 陳杭武（寧波市計量測試研究院）參加起草人：方舟（浙江省方正校準有限公司）JJF（浙）11772021目錄引言II 1 范圍1 2 引用文件1 3 術語和定義1 3.1 工作磁矩1 3.2 磁矩參考樣品1 3.3 測試線圈1 4 概述1 4.1 用途1 4.2 測量原理1 4.3 結構2 5 計量特性2 5.1 示值誤差2 5.2 穩 定度2 6 校準條件2 6.1 環境條件2 6.2 測量標準與其他設備3 7 校準項目和校準方法3 7.1 校準項目3 7.2 校準方法3 8

3、校準結果表達5 9 復校時間間隔6 附錄 A 校準記錄參考格式7 附錄 B 校準證書內頁參考格式8 附錄 C 磁矩參考樣品示值誤差測量結果的不確定度評定示例9 II引言JJF 1071國家計量校準規范編寫規則、JJF 1001通用計量術語及定義和JJF 1059.1測量不確定度評定與表示共同構成支撐本規范制定工作的基礎性系列規范。本規范是首次制定。 JJF（浙）11772021磁矩參考樣品校準規范1 范圍本規范適用于抽拉方式及磁矩范圍為（0.110）Wbm 磁矩參考樣品的校準。 2 引用文件本規范引用了下列文件： JJF 1001-2011 通用計量術語及定義GB/T 2900.60-2002

4、 電工術語 電磁學 GB/T 38437-2019 用抽拉或旋轉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）適用于本規范。 3 術語和定義 GB/T 2900.60-2002 界定的及以下術語和定義適用于本規范。3.1 工作磁矩 working magnetic moment 磁矩參考樣品磁矩的軸向分量。3.2 磁矩參考樣品 magnetic moment reference sample 一種復現磁矩軸向分量的實物量具。 3.3 測試線圈 measuring coil 用于檢測或測量磁場的導體線圈或

5、回路。 注：一般選用亥姆霍茲線圈。4 概述4.1 用 途 磁矩參考樣品（以下簡稱樣品）是磁矩量值傳遞與溯源的載體，主要用于磁矩測量儀的校準與期間核查。 4.2 測量原理給磁矩參考樣品賦值的磁矩測量儀，主要由磁通計和測試線圈組成。將樣品6從測試線圈均勻區中抽拉至樣品與線圈之間產生的磁耦合可忽略不計為止，得到由于樣品抽拉引起的磁矩變化量。采用抽拉方式測量工作磁矩示值的原理如圖 1 所示。 圖 1測量工作磁矩原理圖4.3 結 構 樣品由圓柱體釤鈷材料及外部通常由六面體無磁、耐腐蝕材料封裝而成。 5 計量特性5.1 示值誤差 樣品根據工作磁矩示值誤差擴展不確定度的大小分為 1 等、2 等、3 等、4

6、等，見表 1。 表 1準確度等級與擴展不確定度對照表準確度等級 1 等 2 等 3 等 4 等 擴展不確定度 0.5 1.0 1.5 2.0 注：以上指標不是用于合格判據，僅供參考。5.2 穩定度 樣品相鄰兩次校準的工作磁矩示值最大允許變化量見表 2。 表 2工作磁矩的最大允許變化量準確度等級 1 等 2 等 3 等 4 等 最大允許變化量 0.25 0.50 0.75 1.0 6 校準條件6.1 環境條件 6.1.1 環境溫度：(203)。 6.1.2 相對濕度：75。 6.1.3 樣品應在校準條件下放置不小于 2 小時。 6.1.4 測試線圈均勻區工作面應平整、穩定、潔凈。 6.1.5 振

7、動和噪聲應小到對樣品和被測裝置的影響可忽略不計。 6.1.6 樣品周圍 1m 內應無影響測量結果的鐵磁物質，外界磁場應小到對測量結果的影響可忽略不計。 6.2 測量標準與其他設備 測量標準與其他設備應經過計量技術機構檢定或校準，滿足使用要求并在有效期內。 6.2.1 磁通計 磁通計的擴展不確定度應不大于樣品示值誤差測量擴展不確定度的三分之一。 6.2.2 測試線圈 測試線圈常數的擴展不確定度應不大于樣品示值誤差測量擴展不確定度的三分之一。 6.2.3 磁矩測量儀 磁矩測量儀由磁通計、測試線圈以及相應的數據處理系統集成。磁矩測量儀的擴展不確定度應不大于樣品示值誤差測量擴展不確定度的三分之一。7

8、校準項目和校準方法7.1 校準項目 工作磁矩示值誤差與穩定度。7.2 校準方法 7.2.1 校準前檢查 目力觀察樣品外觀。 a) 樣品說明書或銘牌應有制造商名稱或商標、產品名稱、型號或規格、磁矩標稱示值、編號等主要信息。 b) 樣品有分辨軸向的標識。 c) 樣品表面應潔凈，不得吸附粉末及油污等雜物。 d) 用作校準的端面應平整，不得存在肉眼可見的毛刺等瑕疵。7.2.2 工作磁矩示值誤差 a) 選擇合適的磁通計或磁矩測量儀量程； b) 檢查測試線圈電阻、線圈常數等參數設置是否正確； c) 將樣品置于測試線圈徑向與軸向的中心位置，與測試線圈同軸； d) 將磁通計置零，再將樣品從測試線圈抽拉至一段距

9、離之外的位置，該位置應保證樣品與測試線圈產生的磁耦合可忽略不計； e) 在校準過程中，不可將樣品長時間地拿在手里，避免樣品溫度發生變化； f) 記錄磁通計的讀數，單次測量的工作磁矩示值按公式（1）計算，如用磁矩測量儀測量則直接記錄磁矩示值。 mi = Kc f（1） 式中： mi 第i 次測量的工作磁矩示值，韋伯米，Wbm； Kc 線圈常數，米，m；f 樣品抽拉引起的軸向磁通變化量，韋伯，Wb。公式（1）中的線圈常數按公式（2）計算：Kc = I / H （2） 式中： I 勵磁電流，安培，A；H 磁場強度，安培每米，A/m。g) 將六面體樣品以磁芯軸為中心周向四面旋轉，每面依次各測量不少于一

10、次，由此得到一組單次測量工作磁矩，樣品工作磁矩示值按公式（3）計算。 式中：m = 1 n min i=1（3）m 樣品工作磁矩示值，韋伯米，Wbm；n 測量次數；mi 第i 次測量的工作磁矩示值，韋伯米，Wbm。h) 工作磁矩示值誤差按公式（4）計算。 d = m - m0 100%m0（4）式中： d 工作磁矩示值誤差； m 樣品工作磁矩示值，韋伯米，Wbm； m0 樣品工作磁矩標稱示值，韋伯米，Wbm。7.3.3 穩定度在穩定度考察期內，樣品在不受異常磁場、溫度、振動、沖擊或機械力影響的環境下，其穩定度按公式（5）計算： 式中：m = m - m1 100%Am（5） mA 相鄰兩次校準

11、工作磁矩示值的相對變化量。 m 樣品本次測得的工作磁矩示值，韋伯米，Wbm；m1 樣品上次測得的工作磁矩示值，韋伯米，Wbm。8 校準結果表達校準結果應在校準證書中表達，校準證書至少包括以下信息： a) 標題：“校準證書”； b) 實驗室名稱和地址； c) 進行校準的地點（如果與實驗室的地址不同）； d) 證書的唯一性標識（如編號），每頁及總頁數的標識； e) 客戶的名稱和地址； f) 被校對象的描述和明確標識； g) 進行校準的日期，如果與校準結果的有效性和應用有關時，應說明被校對象的接收日期； h) 如果與校準結果的有效性應用有關時，應對被校樣品的抽樣程序進行說明； i) 校準所依據的技術

12、規范的標識，包括名稱及代號； j) 本次校準所用測量標準的溯源性及有效性說明； k) 校準環境的描述； l) 校準結果及其測量不確定度的說明； m) 對校準規范的偏離的說明； n) 校準證書或校準報告簽發人的簽名、職務或等效標識； o) 校準結果僅對被校對象有效的聲明； p) 未經實驗室書面批準，不得部分復制證書的聲明； 9 復校時間間隔校準周期建議不超過 1 年。根據使用的頻度等情況，使用單位應合理規定復校時間間隔。 JJF（浙）11772021 附錄 A（規范性）校準記錄參考格式證書編號 送 校 單 位 器 具 名 稱制 造 單 位 型 號 規 格 器 具 編 號校 準 地 點 環 境 溫

13、 度 相 對 濕 度 % 校 準 日 期 校 準 員 核 驗 員 校準依據 校準所用的主要計量器具:名稱 型號規格 編號 測量范圍 準確度 證書編號/ 有效期 上次校準值 （ Wbm ）線圈常數 （ mm ） 序號 磁通測量值（ mWb） 磁矩測量值（ Wbm ） 磁矩平均值 （ Wbm ） 校準結果： 工作磁矩示值： Wbm ，工作磁矩示值誤差： 。不 確 定 度 ：U r = ， mA = 。 穩定度： ，復校時間間隔建議： 年。 7JJF（浙）117720219校準結果： 附錄 B（規范性）校準證書內頁參考格式證書編號 1. 本次校準工作磁矩示值： Wbm ，工作磁矩示值誤差： 。 2.

14、 本次校準結果的不確定度：U r = ， k = 。 3. 穩 定 度 ： 。 附錄 C（資料性）磁矩參考樣品示值誤差測量結果的不確定度評定示例C.1 概述 磁矩參考樣品為六面體封裝的 10mm10mm 圓柱型釤鈷永磁體，標準裝置為數字磁通計，不確定度為 0.1， k =2；配套的測試線圈，線圈常數為Kc =0.762610-3m，不確定度 0.2， k =2。 C.2 不確定度分析C.2.1 測量模型 磁矩參考樣品的工作磁矩示值誤差可表示為： Dm = Kc f - m0 式中： Dm 工作磁矩示值誤差，韋伯米， Wbm ； Kc 線圈常數，米， m ； f 樣品抽拉引起的軸向磁通變化量，韋

15、伯， Wb ； m0 工作磁矩標稱示值，韋伯米， Wbm 。C.2.2 靈敏系數 c1= Dm = f ， c2Kc= Dm = Kfc， c3= Dm = -1m0C.2.3 合成標準不確定度計算公式 由于各輸入量彼此獨立不相關，合成標準不確定度可表示為： c21 u (K ) + u (2221cc22f ) + u (m )c22330uc =C.2.4 不確定度來源 不確定度來源主要有線圈常數、磁通計基本誤差、測量重復性的影響及樣品標稱示值引入的標準不確定度。 JJF（浙）11772021C.3 標準不確定度評定C.3.1 線圈常數 Kc 引入的標準不確定度分量u1 (Kc )根據校準

16、證書，線圈常數 Kc =0.762610-3m，不確定度為 0.2， k =2。線圈常數引入的標準不確定度u1 (Kc )10u1 (Kc ) =U (Kc ) 2= 0.7626 10-3 0.2%2 0.7626 10-6 mC.3.2 數字磁通計基本誤差引入的標準不確定度u21(f)數字磁通計 1 mWb 檔的測量不確定度為 0.1， k =2。磁通計基本誤差引入的標準不確定度u21(f)為：u (f)= U (f ) = 1 0.1% mWb =0.5 Wb2122C.3.3 測量重復性引入的標準不確定度u22 (f)將磁通計置于 1 mWb 檔，以磁芯軸為中心，在重復性條件下周向旋轉

17、，每面依次測量各一次，每次測量調整磁通計漂移并置零，且重復旋轉 3 周，共獲得一組磁通量測量數據，見表 1。表 1磁通量測量數據序 號 1 2 3 4 5 6 校準結果( Wb ) 707.7 707.8 708.1 707.9 707.7 707.8 序 號 7 8 9 10 11 12 校準結果( Wb ) 708.1 708.1 707.8 708.0 707.6 707.8 磁通量測量平均值：nif = 1 f =707.87 Wbn i=1工作磁矩測量值：m = Kc f =0.762610-3m707.87 Wb =0.5398 Wbm按貝塞爾公式計算磁通量單次測量值的實驗標準差：

18、 1 n - 1n(f - f )2ii=1s(f ) =0.172 WbJJF（浙）11772021m4由于在日常工作中一般重復測量一周共 4 次，因此，測量重復性引入的標準不確定度：11u22 (f ) = s(f) /= 0.172 /= 0.086 WbC.3.4 磁通計引入的標準不確定度u2 (f )u (2f )+ u (22122f )(0.5)2 + (0.086)2u2 (f ) =0.51 WbC.3.5 樣品工作磁矩標稱示值引入的標準不確定度u3 (m0 )根據校準證書，樣品工作磁矩標稱示值m0 =0.5397 Wbm ，不確定度U (m0 )為 0.0013 Wbm ， k =2。標稱示值引入的標準不確定度u3 (m0 )u (m )= U (m0 ) = 0.0013 0.00065 Wbm3022C.4 計算合成標準不確定度c21 u (K1c2) + u (c2222f ) + u (m )c22330uc