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砝碼磁性(磁化率)測量能力的評定
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砝碼磁性(磁化率)測量能力的評定

JJG 99-2006《砝碼檢定規程》中首次將砝碼的磁性作為檢測項目進行首次檢定,磁性檢測是衡量砝碼材料的一個重要方法,準確提供砝碼磁性數據是砝碼在量值傳遞中的重要支撐

一、砝碼磁性(磁化率)測量能力概述

1.測量方法:JJG 99-2006《砝碼檢定規程》、《砝碼磁性測量比對細則》。

2.環境條件:

溫度:(19.5~20.0)℃;相對濕度:(46.6~50.4)%RH。

3.測量設備:

磁性測量裝置

質量比較儀:UMX5(5.1g/0.1μg);

磁體:圓柱體,磁矩md為0.08432Am2

4.被測對象:符合JJG 99-2006形狀要求的1kg砝碼。

5.測量方法:

采用磁化率計法:即由磁體的南、北極與被測砝碼之間的作用力所引起的衡量儀器示值差異,計算得到被測砝碼的磁性。本測量方法與砝碼形狀有一定的關系,通過幾何修正可以計算出純圓柱體的磁性。而JJG 99-2006形狀的砝碼不是單一的圓柱體(見圖1),可以把它看成內切和外切兩個由若干個圓柱體累加而成的圓柱體,因此砝碼的實際磁性在內切磁性和外切磁性之間。

2.重力加速度g引入的不確定度:

已知南京的重力加速度為9.79494m/s2

,因此 u(g)=g/1000=9.79 ×10-3m/s2

3.磁偶極距md引入的不確定度:

查磁體的測試報告,Urel=3%(k=2),因此u(md)=0.08432×3%/2=1.27×10-3Am2

4.砝碼底部到磁體中心的距離Z0引入的不確定度:

通過生產商提供的標準樣塊,進行 6 次測量測得Z0變化為:(單位為mm)

20.84 20.85 20.83 20.84 20.81 20.84

取20.84mm為Z0的結果值,其不確定度為

u(Z0)=s(Z0)=0.0138mm。

5.砝碼幾何尺寸測量參數半徑 r,高度 h 引入的不確定度:

游標卡尺的示值誤差的允差為±0.05mm,用均勻分布估算 u®=u(h)=0.03mm。

四、靈敏系數的計算

1.通過對磁化率計算公式求偏導,得到靈敏系數公式,由于在計算 時,采用分別計算內切圓柱體和外切圓柱體的方法,因此也需分別計算出內模和外模時的靈敏系數

五、5公斤不銹鋼砝碼磁化率擴展不確定度

U內=2×χ內=0.000189(k=2)

U外=2×χ外 =0.000185(k=2)

日常工作中通常采用取絕對值較大的磁化率值是否超過允差來判斷砝碼是否滿足相應的準確度等級的要求。因此本砝碼的磁化率可表示為(0.0031±0.0002)(k=2)。JJG 99-2006《砝碼檢定規程》

中規定,如果測量砝碼的極化強度和磁化率小于規程規定的極限值,則可以認為砝碼磁性引起的不確定度分量在砝碼的不確定度評定時可忽略不計。 

砝碼磁性(磁化率)測量能力的評定

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