磁力式磁强计的测量不确定度评定

磁力式磁强计是测量磁感应强度的仪器，其利用磁力法的原理，通过仪器内置磁极连接的指针指示被测磁场的磁感应强度。磁力式磁强计常用于工业、农业、交通运输、卫生医疗等领域的磁检测和无损探伤检测。本文对JCZ-10型磁力式磁强计开展不确定度评定，给出了具体的评定过程。1测量原理1.1测量依据JJF1656-2017《磁力式磁强计校准规范》。1.2测量设备磁强计校验装置由直流电流源与磁场线圈组成，磁力式磁强计的测量不确定度评定【摘要】本文介绍了磁力式磁强计磁感应强度示值误差校准不确定度的评定方法与评定实例，为评定磁力式磁强计的测量不确定度提供参考。【关键词】磁力式磁强计；示值误差；不确定度【DOI编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2019.01.005魏天舒（辽宁省计量科学研究院，辽宁沈阳110004）EvaluationofUncertaintyinMeasurementofMagnetometerBasedMagneticForceWEITian-shu（LiaoningProvincialInstituteofMeasurement，Shenyang110004，China）Abstract：：Thispaperintroducestheevaluationmethodofuncertaintyinindicationerrorofmagneticinductionofmagnetometerbasedmagneticforceandintroducestheevaluationexample.Itprovidesthereferenceforassessingtheuncertaintyofmagnetometerbasedmagneticforce.Keywords：：magnetometerbasedmagneticforce；indicationerror；uncertainty【作者简介】魏天舒（1988-），男，工程师，硕士，研究方向为电磁学计量。BRAND&STANDARDIZATION2019年第1期品牌与标准化--40校验装置的最大允许误差为±1%。1.3环境条件环境温度：（20±5）℃；相对湿度：不大于80%；供电电源：电压（220±22）V，频率（50±1）Hz。1.4校准方法JCZ-10型磁力式磁强计的量程从负（S）至正（N）方向上示值范围为-1mT~1mT。根据规范要求在磁力式磁强计的正负双方向上分别均匀选取不少于5个点，以及0点上测量磁场强度。将磁力式磁强计置于磁强计校验装置中磁场线圈的中心位置，待磁场系统和磁力式磁强计指针稳定后开始测量。由于地磁场会对磁力式磁强计的测量结果有影响，为减小影响应保证磁力式磁强计在测量时保持在东西方向测量。2测量模型及不确定度传播率2.1测量模型ΔB=B-B0BM×100%式中：ΔB——磁力式磁强计示值相对误差；B——磁力式磁强计的示值，mT；B0——磁场标准值，mT；BM——磁力式磁强计的满度值，即在正（N）或者负（S）方向上示值最大绝对值，mT。2.2不确定度传播率因测量模型中各输入量相互独立，故不确定度传播率为：uc2()ΔB=éëêùûú∂Δ∂Bu()B2+éëêùûú∂Δ∂B0u()B02式中灵敏系数为：c1=∂Δ∂B=1BMc2=∂Δ∂B0=-1BM3标准不确定度的评定3.1被校磁力式磁强计引入的标准不确定度3.1.1被校磁力式磁强计分辨力引入的标准不确定度被校磁力式磁强计分辨力引入的标准不确定度用B类标准不确定度评定。被校磁力式磁强计的最小分度值为0.1mT，分辨力为0.05mT。按均匀分布计算，取包含因子k=3，分辨力引入的不确定度为：u1()B=0.0523=0.014mT3.1.2被校磁力式磁强计重复性引入的标准不确定度被校磁力式磁强计重复性引入的标准不确定度用A类标准不确定度评定。以1mT为例，独立重复测量10次，测量数据见表1。表1独立测量10次的测量值测量次数12345678910测得值1.0131.0171.0101.0121.0121.0141.0161.0161.0131.011单次试验标准偏差为：s()xi=∑()xi-xˉ210-1≈0.002mTu2()B=s()xi=0.002mT由于被校磁力式磁强计分辨力引入的标准不确定度远大于被校磁力式磁强计重复性引入的标准不确定度，为了避免重复计算，只取被校磁力式磁强计分辨力引入的标准不确定度作为被校设备引入的不魏天舒：磁力式磁强计的测量不确定度评定鉴定与检测--41确定度。3.2磁力式磁强计校准装置引入的标准不确定度磁力式磁强计校准装置引入的标准不确定度用B类标准不确定度评定。由于磁强计校验装置的最大允许误差为±1%，按均匀分布计算，取包含因子k=3，磁力式磁强计校准装置引入的不确定度为：u()B0=1×1%3=0.013≈0.006mT4标准不确定度汇总表（见表2）表2标准不确定度汇总表标准不确定度分量来源u()Bu()B0标准不确定度值0.014mT0.006mT概率分布均匀分布均匀分布灵敏系数1BM-1BM不确定度分量0.014mT-0.006mT5合成标准不确定度的评定以上各项标准不确定度分量相互独立，所以合成标准不确定度为：uc2()ΔB=éëêùûú∂Δ∂Bu()B2+éëêùûú∂Δ∂B0u()B02uc()ΔB=()0.01412+()0.00612≈1.5%6扩展不确定度的评定取包含因子k=2，扩展不确定度为：U=3.0%，k=27结语本文详细给出了测量不确定度的评定过程，满足JJF1656-2017《磁力式磁强计校准规范》的要求，为磁力式磁强计的不确定度评定提供借鉴。【参考文献】[1]倪育才.实用测量不确定度评定（第5版）[M].北京：中国质检出版社，2016.[2]磁力式磁强计校准规范：JJF1656-2017[S].[3]测量不确定度评定与表示：JJF1059.1-2012[S].[4]徐昱，李庆先.磁强计检定装置及校准[J].计量技术，2016（2）：48-51.（上接第39页）性和重复性。电动扭矩扳子使用方便、寿命比手动扭矩扳子长，越来越多的企业选择电动扳子作为生产线上的拧紧工具，但是由于其电动加载的特性，施加扭矩时会造成冲击，若使用或检测方法不规范，则可能导致测量结果不准确，所以规范的检测方法是保证测量精度的重要手段，各项数据参数也是评估和监控电动扳子扭矩量值的重要指标。本文对电动扭矩扳子的检测方法和数据处理给出了自己的理解，仅供参考。【参考文献】[1]义婷.电动扭矩扳子检定装置研究[J].计量与测试技术，2018（7）：98-100.[2]王春良，李晓光，吕留付，等.电动液压扭矩扳手的应用[J].机床与液压，2016（16）：38-44.[3]电动、气动扭矩扳子校准规范：JJF1610-2017[S]．2019年第1期品牌与标准化--42