JJF 1906-2021恒定磁场线圈校准规范-(高清原版).pdf
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1、中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 9 0 62 0 2 1恒定磁场线圈校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rC o n s t a n tM a g n e t i cF i e l dC o i l s 2 0 2 1-0 2-2 3发布2 0 2 1-0 8-2 3实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局 发 布市场监管总局市场监管总局恒定磁场线圈校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rC o n s t a n tM a g n e t
2、 i cF i e l dC o i l sJ J F1 9 0 62 0 2 1 归 口 单 位:全国电磁计量技术委员会 主要起草单位:浙江省计量科学研究院国防科技工业弱磁一级计量站 参加起草单位:湖南省永逸科技有限公司 本规范委托全国电磁计量技术委员会负责解释J J F1 9 0 62 0 2 1市场监管总局市场监管总局本规范主要起草人:虞志书(浙江省计量科学研究院)程华富(国防科技工业弱磁一级计量站)言 敬(浙江省计量科学研究院)参加起草人:李 享(国防科技工业弱磁一级计量站)李 建(浙江省计量科学研究院)赵文纯(国防科技工业弱磁一级计量站)朱永红(湖南省永逸科技有限公司)J J F1
3、9 0 62 0 2 1市场监管总局市场监管总局目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 术语(1)4 概述(1)5 计量特性(2)5.1 线圈常数KB(2)5.2 磁场均匀度(2)6 校准条件(2)6.1 环境条件(2)6.2 测量标准及其他设备(2)7 校准项目和校准方法(3)7.1 校准项目(3)7.2 校准方法(3)8 校准结果表达(6)9 复校时间间隔(7)附录A 线圈常数的不确定度评定示例(8)附录B 校准原始记录内页格式(1 0)附录C 校准证书内页格式(1 2)J J F1 9 0 62 0 2 1市场监管总局市场监管总局引 言J J F1 0 7 1 国家计量校准规范
4、编写规则、J J F1 0 0 1 通用计量术语及定义和J J F1 0 5 9.1 测量不确定度评定与表示共同构成支撑本规范制定工作的基础性系列规范。本规范为首次发布。J J F1 9 0 62 0 2 1市场监管总局市场监管总局恒定磁场线圈校准规范1 范围本规范适用于线圈常数为(11 0-511 0-2)T/A的恒定磁场线圈的校准。2 引用文件本规范引用了下列文件:J J F1 0 1 3 磁学计量常用名词术语及定义凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;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J J F1 0 1 3界定的及以下术语和定义适用
5、于本规范。3.1 磁场线圈 m a g n e t i c f i e l dc o i l以绕组中通电流的形式复现磁场的线圈。3.2 磁场均匀度 h e t e r o g e n e i t yo fm a g n e t i c f i e l d在给定区域内,磁场线圈通电流后各点产生磁场的均匀程度,常用不同点线圈常数的均匀程度表示。3.3 磁场均匀区 e q u a l a r e ao fm a g n e t i c f i e l d磁场线圈通电流后各点产生的磁感应强度与中心点的相对差值不超过给定量值范围的一个区域。4 概述磁场线圈是用于复现磁场的磁学量具,主要用于磁学计量和磁参
6、量检测等领域。磁场线圈按结构可分为螺线管线圈、亥姆霍兹线圈、麦克斯韦线圈、巴克尔线圈等;按复现磁场维度可分为单轴线圈、两轴线圈、三轴线圈。当磁场线圈的绕组中通电流时,磁场的磁感石强度与线圈常数、电流的关系如公式(1)所示:B=KBI(1)式中:B 磁场线圈中心处磁感应强度,T;KB 磁场线圈的线圈常数,T/A;I 磁场线圈绕组中的电流,A。1J J F1 9 0 62 0 2 1市场监管总局市场监管总局5 计量特性5.1 线圈常数KB最大允许误差:(0.0 0 2%1 0%)。5.2 磁场均匀度在给定的磁场均匀区内,非均匀性:0.0 0 1%1 0%。6 校准条件6.1 环境条件6.1.1 环
7、境温度校准不同最大允许误差的磁场线圈时,环境温度要求见表1。表1 环境温度要求最大允许误差温度范围(0.0 0 2%0.0 0 5%)(2 0.00.5)(0.0 1%0.0 5%)(2 02)(0.1%1 0%)(2 05)6.1.2 相对湿度相对湿度不超过8 0%。6.1.3 干扰磁场1 0H z以下的最大干扰磁场:最大干扰磁场与校准点的磁感应强度之比不超过被校磁场线圈最大允许误差的十分之一。6.2 测量标准及其他设备校准用设备应经过计量技术机构检定或校准,满足校准使用要求,并在有效期内。标准磁强计包括质子磁强计、核磁共振磁强计、磁通门磁强计、霍尔磁强计等。磁场标量法的计量标准器选用质子磁
8、强计或核磁共振磁强计;磁场矢量法的计量标准器选用磁通门磁强计或霍尔磁强计;标准线圈法的计量标准器为标准磁场线圈。其他设备包括恒流源、电流测试仪、指零矢量磁强计(以下简称指零磁强计)、直尺。6.2.1 标准磁强计a)最大允许误差:不超过被校磁场线圈最大允许误差的三分之一;b)探头尺寸:不超过被校磁场线圈磁场均匀区的三分之一。6.2.2 标准磁场线圈a)线圈常数最大允许误差:不超过被校磁场线圈最大允许误差的三分之一;b)磁场均匀区:不小于被校磁场线圈磁场均匀区的1.2倍。6.2.3 指零磁强计a)磁场分辨力:0.1n T;2J J F1 9 0 62 0 2 1市场监管总局市场监管总局b)5m i
9、 n零点漂移:0.2n T。6.2.4 恒流源a)电流范围:可输出磁场线圈复现校准点所需的工作电流;b)短期稳定性:5m i n电流漂移不超过被校磁场线圈最大允许误差的五分之一。6.2.5 电流测试仪a)电流测量范围:可测量磁场线圈复现校准点的工作电流;b)最大允许误差:不超过被校磁场线圈最大允许误差的五分之一。6.2.6 直尺a)测量范围:不小于被校磁场线圈的磁场均匀区;b)最大允许误差:1%。7 校准项目和校准方法7.1 校准项目a)线圈常数;b)磁场均匀度。7.2 校准方法7.2.1 线圈常数7.2.1.1 校准方法及标准器的选择按表2选择校准方法及标准器。表2 校准方法及标准器校准方法
10、校准点磁感应强度/mT最大允许误差标准器磁场矢量法2(0.1%1 0%)磁通门磁强计0.11 0(0.5%1 0%)霍尔磁强计1 0(0.0 5%1 0%)霍尔磁强计磁场标量法0.1(0.0 0 2%1 0%)质子磁强计5 0(0.0 0 2%1 0%)核磁共振磁强计标准线圈法 (0.0 1%1 0%)标准磁场线圈7.2.1.2 磁场矢量法a)校准点一般选择在磁场线圈最大磁场的5 0%以上。b)将被校磁场线圈的磁轴垂直地磁场的方向放置,标准磁强计探头放置在被校磁场线圈磁场均匀区中心,按图1所示连接仪器。图1 磁场标量法示意图3J J F1 9 0 62 0 2 1市场监管总局市场监管总局 c)
11、根据磁场校准点选择恒流源的输出电流,记录恒流源输出电流I+。d)调整标准磁强计探头方向,使其示值最大,记录示值B1。e)将恒流源输出电流反向,记录恒流源输出电流I-和标准磁强计的示值B2。f)按公式(2)计算被校磁场线圈的线圈常数:KB x=B1-B2I+-I-(2)式中:KB x 被校准磁场线圈的线圈常数,T/A;I+正向输出电流,A;I-反向输出电流,A;B1 恒流源输出电流I+时标准磁强计的读数,T;B2 恒流源输出电流I-时标准磁强计的读数,T。7.2.1.3 磁场标量法a)校准点一般选择在磁场线圈最大磁场的5 0%以上;对于复现1 0 0T以上的磁场线圈,校准点为8 0T;复现磁场大
12、于5 0mT的磁场线圈,校准点为5 0mT或线圈的最大工作磁场的5 0%以上。b)将被校磁场线圈的磁轴垂直地磁场的方向放置,将标准磁强计探头放置在被校磁场线圈磁场均匀区中心。按图1所示连接仪器,由恒流源给被校磁场线圈供电。c)根据磁场校准点选择恒流源的输出电流。d)标准磁强计为质子磁强计时,记录恒流源未输出电流时的背景磁场示值B0。e)恒流源输出选定的电流,记录电流测试仪示值Ix,标准磁强计的示值B+。f)将恒流源输出的电流大小保持不变,改变电流方向,记录标准磁强计的示值B-。g)标准磁强计为质子磁强计时,按公式(3)计算线圈常数:KB x=1IxB2+B2-2B202(3)式中:B+恒流源电
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