JJF 1829-2020永磁材料磁性测量仪校准规范-(高清版).pdf
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1、中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 8 2 92 0 2 0永磁材料磁性测量仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rM a g n e t i cM e a s u r i n gI n s t r u m e n t sf o rP e r m a n e n tM a g n e tM a t e r i a l s 2 0 2 0-0 1-1 7发布2 0 2 0-0 4-1 7实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局 发 布永磁材料磁性测量仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c
2、 i f i c a t i o nf o rM a g n e t i cM e a s u r i n gI n s t r u m e n t s f o rP e r m a n e n tM a g n e tM a t e r i a l sJ J F1 8 2 92 0 2 0 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浙江省计量科学研究院 参加起草单位:宁波市计量测试研究院 本规范委托全国电磁计量技术委员会负责解释J J F1 8 2 92 0 2 0本规范主要起草人:许志一(中国计量科学研究院)虞志书(浙江省计量科学研究院)参加起草人:李小菊(中
3、国计量科学研究院)孙梦翔(宁波市计量测试研究院)J J F1 8 2 92 0 2 0目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 术语和计量单位(1)3.1 线圈常数(1)3.2 电磁铁磁场不均匀性(1)4 概述(1)5 计量特性(2)5.1 磁通(2)5.2 磁场强度H(2)5.3 电磁铁磁场不均匀性(2)5.4 线圈常数K(2)5.5 磁特性参数(2)6 校准条件(3)6.1 环境条件(3)6.2 测量标准及其他设备(3)7 校准项目和校准方法(3)7.1 校准项目(3)7.2 校准方法(4)8 校准结果表达(7)9 复校时间间隔(8)附录A 不确定度评定示例(9)附录B 校准原始记
4、录格式(1 2)附录C 校准证书内页格式(1 4)J J F1 8 2 92 0 2 0引 言本规范依据J J F1 0 5 9.12 0 1 2 测量不确定度评定与表示、J J F1 0 7 12 0 1 0 国家计量校准规范编写规则编制。本规范为首次发布。J J F1 8 2 92 0 2 0永磁材料磁性测量仪校准规范1 范围本规范适用于基于电磁铁的常温扫描法永磁材料磁性测量仪的校准,规定了永磁材料磁性测量仪的计量特性及校准方法。2 引用文件本规范引用了下列文件:J J G3 5 2 永磁材料标准样品磁特性试行检定规程J J G8 7 2 磁通标准测量线圈J J G2 0 2 1 磁通计量
5、器具检定系统J J F1 0 1 3 磁学计量常用名词术语及定义(试行)J J F1 0 9 4 测量仪器特性评定J J F1 8 3 2(1mT2.5T)磁强计校准规范G B/T3 2 1 72 0 1 3 永磁(硬磁)材料 磁性试验方法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 术语和计量单位J J F1 0 1 3界定的以及以下术语适用于本规范。3.1 线圈常数 c o n s t a n to f s e a r c h i n gc o i l线圈匝数与面积的乘积,符号记作K,单位:平方米(m2)。3.2
6、电磁铁磁场不均匀性 m a g n e t i c f i e l d i n h o m o g e n e i t yo f e l e c t r o m a g n e t电磁铁极面中心一定区域内磁场强度与中心处磁场强度相对偏差的绝对值,符号记作。4 概述永磁材料磁性测量仪(以下简称磁测仪)也称为B H仪(B Ht r a c e r)、磁滞回线测量仪(h y s t e r e s i s g r a p h)等,其组成如图1所示。磁化电源和电磁铁组成磁化装置,通过转换开关S改变磁场方向,对被测样品进行磁化和退磁。磁化电源输出连续变化的电流在电磁铁极头间产生磁场,测量过程中采用准静态
7、扫描的方法缓慢变化电流,避免测量时在样品中产生涡流。B(或J)线圈与B(或J)通道磁通计相连,用来测量磁通密度B(或磁极化强度J);H探头可以是霍尔探头或H线圈,用来测量磁场强度H。1J J F1 8 2 92 0 2 0图1 磁测仪组成图XH(磁场强度)测量装置;YB(磁通密度)或J(磁极化强度)测量装置;R计算机或X-Y记录仪;E磁化电源;S转换开关5 计量特性5.1 磁通测量范围:(110 0 0)mWb。最大允许误差:0.5%。5.2 磁场强度H使用霍尔探头时,磁场强度6 0 0k A/m,最大允许误差:1%。5.3 电磁铁磁场不均匀性在测量空间范围内,电磁铁磁场不均匀性不超过1%。5
8、.4 线圈常数KH线圈和B线圈常数范围:(0.0 0 050.1)m2,最大允许误差:0.5%。J线圈常数范围:(31 0-651 0-5)m2,最大允许误差:(2%5 0%)。5.5 磁特性参数磁特性参数包括剩磁Br、内禀矫顽力Hc J、矫顽力Hc B、最大磁能积(BH)m a x。磁测仪测得的磁特性参数示值误差的绝对值应满足公式(1)的要求:y-y0U2+U20(1)式中:y 磁测仪测得的磁特性参数值;y0 标准样品的磁特性参数值;U 磁测仪测得的磁特性参数的扩展不确定度;U0 标准样品磁特性参数的扩展不确定度。注:以上指标不适用于合格性判别,仅供参考。2J J F1 8 2 92 0 2
9、 06 校准条件6.1 环境条件环境温度:2 35。相对湿度:7 0%。供电电源:电压变化不超过额定电压的1 0%,频率范围为5 0H z 0.5H z。6.2 测量标准及其他设备6.2.1 特斯拉计测量范围:(0.0 52)T。最大允许误差:0.0 5%。6.2.2 伏秒发生器测量范围:(0.110 0 0)mW b。磁通最大允许误差:0.1%。6.2.3 标准线圈线圈常数最大允许误差:0.3%。6.2.4 磁通计测量范围:(0.44 0 0)mW b。最大允许误差:0.2%。6.2.5 标准磁场源标准磁场源为永磁体或电磁铁,在使用的有效 空间 范 围 内,磁 场 不均 匀 性 优于0.1%
10、。6.2.6 标准样品标准样品磁特性参数的不确定度见表1。表1 标准样品磁特性参数的不确定度Ur(k=2)磁特性参数BrHc JHc B(BH)m a x不确定度Ur0.5%0.9%0.9%1.2%6.2.7 铂电阻温度计在室温范围的最大允许误差:0.1。7 校准项目和校准方法7.1 校准项目校准项目见表2。表2 校准项目一览表序号校准项目计量特性条目校准方法条目1外观及通电检查 7.2.12磁通5.17.2.23J J F1 8 2 92 0 2 0表2(续)序号校准项目计量特性条目校准方法条目3磁场强度5.27.2.34电磁铁磁场不均匀性5.37.2.45线圈常数5.47.2.56磁特性参
11、数5.57.2.67.2 校准方法7.2.1 外观及通电检查7.2.1.1 外观检查a)仪器外观完好,无影响仪器使用性能的损伤,面板、按钮、接线端子无松动破损;b)磁测仪产品名称、制造厂家、仪器型号和出厂编号等均应有明确标记;c)连接线接口无松动,机柜应接地。7.2.1.2 通电检查a)磁测仪通电,所有开关、旋钮及按钮应灵活可靠;b)各指示灯工作正常,数值显示清晰,无影响示值的缺陷;c)测量软件应能正常工作。7.2.2 磁通a)将伏秒发生器的输出端连接到磁通计的输入端;b)调节磁通计漂移小于1W b/m i n,然后磁通计复位;c)设定伏秒发生器输出值为校准点0,磁通计测量值为;d)按公式(2
12、)计算磁通示值误差:=-0(2)式中:磁测仪的磁通示值误差,mWb;0 伏秒发生器输出磁通值,mWb;磁通计测量值,mW b。7.2.3 磁场强度特斯拉计测得的磁场强度通过以下方法校准。7.2.3.1 恒定磁场测量法a)使用标准磁场源产生恒定磁场;b)对磁测仪所配置的特斯拉计和标准特斯拉计进行调零;c)将特斯拉计探头置于磁场均匀区内;d)标准特斯拉计探头的测量值为H0,磁测仪所配置特斯拉计的测量值为H;e)按照公式(3)计算磁场强度示值误差:H=H-H0(3)4J J F1 8 2 92 0 2 0 式中:H 磁测仪的磁场强度示值误差,k A/m;H0 标准特斯拉计的测量值,k A/m;H 磁
13、测仪所配置特斯拉计的测量值,k A/m。7.2.3.2 磁场扫描测量法a)固定电磁铁极面间距;b)对磁测仪所配置的特斯拉计和标准H探头进行调零;c)将特斯拉计探头和标准H探头置于磁场均匀区内;d)施加扫描磁场,标准H探头的测量值为H0,磁测仪所配置特斯拉计的测量值为H;e)按照公式(3)计算磁场强度示值误差。7.2.4 电磁铁磁场不均匀性7.2.4.1 恒定磁场H探头扫描法a)固定电磁铁极面间距;b)调节励磁电源输出至给定值,在极面中心产生恒定磁场强度H0;c)将H探头置于极面中心,然后沿中心向外移动,依次测量不同点的磁场强度H;d)按照公式(4)计算磁场不均匀性:=H-H0H01 0 0%(
14、4)式中:磁砀不均匀性,%;H0 极面中心处的磁场强度,k A/m;H 测量点上的磁场强度,k A/m。7.2.4.2 双H线圈磁场扫描法双H线圈为偏心结构,如图2所示,由线圈1、线圈2及骨架组成,线圈1和线圈2中心间距为L,使用时将线圈1置于极面中心。图2 双H线圈示意图1线圈1;2线圈25J J F1 8 2 92 0 2 0a)固定电磁铁极面间距;b)将双H线圈分别连接标准磁通计;c)调节磁通计漂移小于1W b/m i n,然后复位,将双H线圈放置到电磁铁极面间;d)施加扫描磁场,磁通计测量值分别为0和,按照公式(5)和公式(6)分别计算磁场强度H0和H:H0=00K1(5)H=0K2(
15、6)式中:0 磁通计测量值,W b;磁通计测量值,W b;K1 线圈1的线圈常数,m2;K2 线圈2的线圈常数,m2;0 真空磁导率。e)按照公式(4)计算磁场不均匀性。7.2.4.3 霍尔阵列磁场扫描法a)固定电磁铁极面间距;b)将霍尔阵列置于电磁铁极面中心位置;c)施加扫描磁场,霍尔阵列同时测量各点磁场值H;d)以极面中心霍尔探头测量值H0为基准,按照公式(4)计算磁场不均匀性。7.2.5 线圈常数7.2.5.1 恒定磁场直接计算法a)使用标准磁场源产生恒定磁场;b)将被校线圈连接标准磁通计,调节磁通计漂移小于1W b/m i n,然后复位;c)将特斯拉计探头和被校线圈置于标准磁场源的均匀
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