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砝码磁性(磁化率)测量能力的评定
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砝码磁性(磁化率)测量能力的评定

JJG 99-2006《砝码检定规程》中首次将砝码的磁性作为检测项目进行首次检定,磁性检测是衡量砝码材料的一个重要方法,准确提供砝码磁性数据是砝码在量值传递中的重要支撑

一、砝码磁性(磁化率)测量能力概述

1.测量方法:JJG 99-2006《砝码检定规程》、《砝码磁性测量比对细则》。

2.环境条件:

温度:(19.5~20.0)℃;相对湿度:(46.6~50.4)%RH。

3.测量设备:

磁性测量装置

质量比较仪:UMX5(5.1g/0.1μg);

磁体:圆柱体,磁矩md为0.08432Am2

4.被测对象:符合JJG 99-2006形状要求的1kg砝码。

5.测量方法:

采用磁化率计法:即由磁体的南、北极与被测砝码之间的作用力所引起的衡量仪器示值差异,计算得到被测砝码的磁性。本测量方法与砝码形状有一定的关系,通过几何修正可以计算出纯圆柱体的磁性。而JJG 99-2006形状的砝码不是单一的圆柱体(见图1),可以把它看成内切和外切两个由若干个圆柱体累加而成的圆柱体,因此砝码的实际磁性在内切磁性和外切磁性之间。

2.重力加速度g引入的不确定度:

已知南京的重力加速度为9.79494m/s2

,因此 u(g)=g/1000=9.79 ×10-3m/s2

3.磁偶极距md引入的不确定度:

查磁体的测试报告,Urel=3%(k=2),因此u(md)=0.08432×3%/2=1.27×10-3Am2

4.砝码底部到磁体中心的距离Z0引入的不确定度:

通过生产商提供的标准样块,进行 6 次测量测得Z0变化为:(单位为mm)

20.84 20.85 20.83 20.84 20.81 20.84

取20.84mm为Z0的结果值,其不确定度为

u(Z0)=s(Z0)=0.0138mm。

5.砝码几何尺寸测量参数半径 r,高度 h 引入的不确定度:

游标卡尺的示值误差的允差为±0.05mm,用均匀分布估算 u®=u(h)=0.03mm。

四、灵敏系数的计算

1.通过对磁化率计算公式求偏导,得到灵敏系数公式,由于在计算 时,采用分别计算内切圆柱体和外切圆柱体的方法,因此也需分别计算出内模和外模时的灵敏系数

五、5公斤不锈钢砝码磁化率扩展不确定度

U内=2×χ内=0.000189(k=2)

U外=2×χ外 =0.000185(k=2)

日常工作中通常采用取绝对值较大的磁化率值是否超过允差来判断砝码是否满足相应的准确度等级的要求。因此本砝码的磁化率可表示为(0.0031±0.0002)(k=2)。JJG 99-2006《砝码检定规程》

中规定,如果测量砝码的极化强度和磁化率小于规程规定的极限值,则可以认为砝码磁性引起的不确定度分量在砝码的不确定度评定时可忽略不计。 

砝码磁性(磁化率)测量能力的评定

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