魏天舒

【摘要】 本文介紹了磁力式磁強(qiáng)計(jì)磁感應(yīng)強(qiáng)度示值誤差校準(zhǔn)不確定度的評(píng)定方法與評(píng)定實(shí)例，為評(píng)定磁力式磁強(qiáng)計(jì)的測(cè)量不確定度提供參考。

【關(guān)鍵詞】 磁力式磁強(qiáng)計(jì);示值誤差;不確定度

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2019.01.005

Abstract： This paper introduces the evaluation method of uncertainty in indication error of magnetic induction of magnetometer based magnetic force and introduces the evaluation example. It provides the reference for assessing the uncertainty of magnetometer based magnetic force.

Key words： magnetometer based magnetic force;indication error;uncertainty

磁力式磁強(qiáng)計(jì)是測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度的儀器，其利用磁力法的原理，通過(guò)儀器內(nèi)置磁極連接的指針指示被測(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。磁力式磁強(qiáng)計(jì)常用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、衛(wèi)生醫(yī)療等領(lǐng)域的磁檢測(cè)和無(wú)損探傷檢測(cè)。本文對(duì)JCZ-10型磁力式磁強(qiáng)計(jì)開展不確定度評(píng)定，給出了具體的評(píng)定過(guò)程。

1 測(cè)量原理

1.1 測(cè)量依據(jù)

JJF 1656-2017《磁力式磁強(qiáng)計(jì)校準(zhǔn)規(guī)范》。

1.2 測(cè)量設(shè)備

磁強(qiáng)計(jì)校驗(yàn)裝置由直流電流源與磁場(chǎng)線圈組成，校驗(yàn)裝置的最大允許誤差為±1%。

1.3 環(huán)境條件

環(huán)境溫度：（20±5） ℃;相對(duì)濕度：不大于80%;供電電源：電壓（220±22） V，頻率（50±1） Hz。

1.4 校準(zhǔn)方法

JCZ-10型磁力式磁強(qiáng)計(jì)的量程從負(fù)（S）至正（N）方向上示值范圍為-1 mT～1 mT。根據(jù)規(guī)范要求在磁力式磁強(qiáng)計(jì)的正負(fù)雙方向上分別均勻選取不少于5個(gè)點(diǎn)，以及0點(diǎn)上測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度。將磁力式磁強(qiáng)計(jì)置于磁強(qiáng)計(jì)校驗(yàn)裝置中磁場(chǎng)線圈的中心位置，待磁場(chǎng)系統(tǒng)和磁力式磁強(qiáng)計(jì)指針?lè)€(wěn)定后開始測(cè)量。由于地磁場(chǎng)會(huì)對(duì)磁力式磁強(qiáng)計(jì)的測(cè)量結(jié)果有影響，為減小影響應(yīng)保證磁力式磁強(qiáng)計(jì)在測(cè)量時(shí)保持在東西方向測(cè)量。

2 測(cè)量模型及不確定度傳播率

2.1 測(cè)量模型

2.2 不確定度傳播率

因測(cè)量模型中各輸入量相互獨(dú)立，故不確定度傳播率為：

3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

3.1 被校磁力式磁強(qiáng)計(jì)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

3.1.1 被校磁力式磁強(qiáng)計(jì)分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

被校磁力式磁強(qiáng)計(jì)分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度用B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。被校磁力式磁強(qiáng)計(jì)的最小分度值為0.1 mT，分辨力為0.05 mT。按均勻分布計(jì)算，取包含因子[k=3]，分辨力引入的不確定度為：

3.1.2 被校磁力式磁強(qiáng)計(jì)重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

被校磁力式磁強(qiáng)計(jì)重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度用A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。以1 mT為例，獨(dú)立重復(fù)測(cè)量10次，測(cè)量數(shù)據(jù)見表1。

由于被校磁力式磁強(qiáng)計(jì)分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度遠(yuǎn)大于被校磁力式磁強(qiáng)計(jì)重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，為了避免重復(fù)計(jì)算，只取被校磁力式磁強(qiáng)計(jì)分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度作為被校設(shè)備引入的不確定度。

3.2 磁力式磁強(qiáng)計(jì)校準(zhǔn)裝置引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

磁力式磁強(qiáng)計(jì)校準(zhǔn)裝置引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度用B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。由于磁強(qiáng)計(jì)校驗(yàn)裝置的最大允許誤差為±1%，按均勻分布計(jì)算，取包含因子[k=3]，磁力式磁強(qiáng)計(jì)校準(zhǔn)裝置引入的不確定度為：

4 標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表（見表2）

5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

以上各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量相互獨(dú)立，所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

6 擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

取包含因子[k=2]，擴(kuò)展不確定度為：

7 結(jié)語(yǔ)

本文詳細(xì)給出了測(cè)量不確定度的評(píng)定過(guò)程，滿足JJF 1656-2017《磁力式磁強(qiáng)計(jì)校準(zhǔn)規(guī)范》的要求，為磁力式磁強(qiáng)計(jì)的不確定度評(píng)定提供借鑒。

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