稀土永磁磁偶极矩参考样品校准规范

稀土永磁磁偶极矩参考样品校准规范1范围本规范适用于范围为（0.1～10）Wbm的稀土永磁（硬磁）材料磁偶极矩参考样品的校准2引用文件本规范引用了下列文件：GB/T2900.60-2002电工术语电磁学GB/T38437-2019用抽拉或旋转方式测量铁磁材料样品磁偶极矩的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GB/T2900.60-2002界定的及以下术语和定义适用于本规范。3.1磁偶极矩参考样品（Magneticdipolemomentreferencesample）一种复现磁偶极矩轴向矢量的实物量具。3.2亥姆霍兹线圈（Helmholtzcoil）用于检测或测量磁场的导体线圈或回路。4概述4.1用途磁偶极矩参考样品（以下简称样品）是磁偶极矩量值传递与溯源的载体，主要用于磁偶极矩测量仪的校准与期间核查。4.2测量原理采用抽拉方式测量样品的磁偶极矩示值，原理如图1所示。将样品从测试线圈均匀区中抽拉至样品与线圈之间产生的磁耦合可忽略不计为止，采用永磁磁偶极矩测量仪测量样品抽拉引起的磁偶极矩变化量。给永磁磁偶极矩参考样品赋值的永磁磁偶极矩测量仪，主要由磁通积分器和探测线圈组成。图1稀土永磁磁偶极矩测量原理图4.3结构样品一般由温度系数小的永磁体制作而成，通常为圆柱状。5计量特性5.1示值误差样品的磁偶极矩单位为韦伯米（Wbm），样品根据磁偶极矩示值误差扩展不确定度的大小分为1等、2等，见表1。表1准确度等级与扩展不确定度对照表准确度等级1等2等扩展不确定度（k=2）0.5%1.0%注：以上指标不适用于合格判据，仅供参考。5.2稳定度样品相邻两次校准的磁偶极矩示值最大允许变化量见表2。表2工作磁偶极矩的最大允许变化量准确度等级一等二等最大允许变化量±0.25％±0.50％6校准条件6.1环境条件6.1.1环境温度：（20±5）℃；6.1.2相对湿度：≤80％；6.1.3样品应在校准条件下放置不小于2小时；6.1.4测试线圈均匀区工作面应平整、稳定、洁净；6.1.5周围无明显影响正常工作的干扰磁场。6.2测量标准及其他测试设备测量标准与其他设备应经过计量技术机构检定或校准，满足使用要求并在有效期内。6.2.1磁通计磁通计的扩展不确定度应不大于样品示值误差测量扩展不确定度的三分之一。6.2.2探测线圈测试线圈的扩展不确定度应不大于样品示值误差测量扩展不确定度的三分之一。7校准项目和校准方法7.1校准项目校准项目见表3。表3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磁偶极矩示值误差5.12磁偶极矩稳定度5.27.2校准方法7.2.1校准前检查目测观察样品外观。样品说明书或铭牌应有制造商名称或商标、产品名称、型号或规格、磁偶极矩标称示值、编号等主要信息。样品有分辨轴向的标识。样品表面应洁净，不得吸附粉末及油污等杂物。用作校准的端面应平整，不得存在肉眼可见的毛刺等瑕疵。7.2.2磁偶极矩示值误差a）选择合适的磁通计测量仪量程；b）检查测试线圈电阻、线圈常数等参数设置是否正确；c）样品处于探测线圈中心位置，且样品的磁化方向与探测线圈同轴；d）将磁通计置零，再将样品从探测线圈抽拉至一段距离之外的位置，该位置应保证样品与探测线圈产生的磁耦合可忽略不计；e）在校准过程中，不可将样品长时间地拿在手里，避免样品温度发生变化；f）记录磁通计的读数，单次测量的工作磁偶极矩示值依据测试的方式按公式（1）计算。先将试样置于探测线圈径向与轴向的中心位置，与探测线圈同轴。然后将磁通积分器置零，再将试样从探测线圈中抽拉至一段距离之外的位置，该位置应保证试样与探测线圈之间产生的磁耦合可忽略不计，记录磁通积分器的读数，由公式（1）计算磁偶极矩。为消除系统误差，也可将试样极性反转180°，按照上述步骤再测一次，两次取平均值。j=∆∅/R式中：j——磁偶极矩，单位为韦伯米，Wb∙m）；∆∅——试样在探测线圈中抽拉出时，磁通变化量，单位为韦伯，Wb；Rℎ——探测线圈常数，磁场强度与线圈电流之比Rℎ=H/I，单位为每米，m7.2.3磁偶极矩稳定度在稳定度考察期内，样品在不受异常磁场、温度、振动、冲击或机械力影响的环境下，其稳定度按公式（2）计算：（2）式中：jA——相邻两次校准工作磁偶极矩示值的相对变化量；j——样品本次测得的工作磁偶极矩示值，韦伯米，Wb∙m；j1——样品上次测得的工作磁偶极矩示值，韦伯米，Wb∙m。8校准结果表达标准样片校准后，出具校准证书，校准证书至少应包含以下信息:a）标题，如“校准证书”或“校准报告”；b）实验室名称和地址；c）进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）；d）证书的唯一性标识（如编号），每页及总页数的标识；e）客户的名称和地址；f）被校对象的描述和明确标识；g）进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收日期；h）如果与校准结果的有效性应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明；i）对校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；j）本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；k）校准环境的描述；l）校准结果及其测量不确定度的说明；m）对校准规范的偏离的说明；n）校准证书签发人的签名、职务或等效标识，以及签发日期；o）校准结果仅对被校对象有效的说明；p）未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。9复校时间间隔校准周期建议不超过1年。根据使用的频度等情况，使用单位应合理规定复校时间间隔。附录A校准记录参考格式证书编号送校单位器具名称制造单位型号规格器具编号校准地点环境温度℃相对湿度%校准日期校准员核验员校准依据校准依据校准所用的主要计量器具名称型号规格编号测量范围准确度证书编号/有效期上次校准值（Wb∙cm）序号磁偶极矩测量值（Wb∙cm）磁偶极矩平均值（Wb∙cm）123校准结果：磁偶极矩示值：（Wb∙m），磁偶极矩示值误差：（Wb∙m）；不确定度Urel=

附录B校准证书内页参考格式证书编号：校准结果：1.本次校准磁偶极矩示值：（Wb∙m），磁偶极矩示值误差（Wb∙m）；2.本次校准结果的不确定度Ur=

附录C磁偶极矩参考样品示值误差测量结果的不确定度评定示例C.1概述磁偶极矩参考样品为六面体封装的D10mm×1mm圆柱形钴永磁体，标准装置为数字磁通计，不确定度为u=0.1%（k=2）；配套的探测线圈，线圈常数为Kc=0.7626×10-3m，不确定度u=0.2%（k=2）。C.2不确定度分析C.2.1测量模型磁偶极矩参考样品的磁偶极矩示值误差可表示为：∆式中：∆jRℎ∅——样品抽拉引起的轴向磁通变化量，韦伯，Wb；joC.2.2灵敏系数c1=∂∆j∂Rℎ=∅，c2=∂∆j∂∅=C.2.3合成标准不确定度计算公式由于各输入量彼此独立不相关，合成标准不确定度可表示为：C.3不确定度来源不确定度来源主要有线圈常数、磁通计基本误差、测量重复性的影响及样品标称示值引入的不确定度。C.4标准不确定度评定C.4.1线圈常数Kc引入的标准不确定度分量u根据校准证书，线圈常数Rh=0.7626×10-3m，不确定度为u=0.2%，k=2。线圈常数引入的标准不确定度u1（Rh）C.4.2数字磁通计基本误差引入的标准不确定度u21数字磁通计1mWb档的测量不确定度为u=0.1%，k=2。磁通计基本误差引入的标准不确定度u21（∅）为：C.4.3测量重复性引入的标准不确定度u22将磁通计置于1mWb档，以磁芯轴为中心，在重复性条件下周向旋转，每面依次测量各一次，每次测量调整磁通计漂移并置零，且重复旋转3周，共获得一组磁通量测量数据，见表1。表1磁通量测量数据序号123456校准结果（μWb）707.8707.8708.1707.9707.7707.8序号789101112校准结果（μWb）708.1708.1707.8708.0707.6707.8磁通量测量平均值：工作磁偶极矩测量值：按贝塞尔公式计算磁通量单次测量值的实验标准差：