磁力式磁强计的测量不确定度评定

魏天舒

【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

Abstract： This paper introduces the evaluation method of uncertainty in indication error of magnetic induction of magnetometer based magnetic force and introduces the evaluation example. It provides the reference for assessing the uncertainty of magnetometer based magnetic force.

Key words： magnetometer based magnetic force;indication error;uncertainty

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

JJF 1656-2017《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，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-1 mT～1 mT。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

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：

3 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0.1 mT，分辨力为0.05 mT。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：

3.1.2 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1 mT为例，独立重复测量10次，测量数据见表1。

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]，磁力式磁強计校准装置引入的不确定度为：

4 标准不确定度汇总表（见表2）

5 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：

6 扩展不确定度的评定

取包含因子[k=2]，扩展不确定度为：

7 结语

本文详细给出了测量不确定度的评定过程，满足JJF 1656-2017《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：JJF 1656-2017[S].

[3] 测量不确定度评定与表示：JJF 1059.1-2012[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.