JJG242-1995特斯拉計(jì).pdf

署 暑 督中華人民共和國國家計(jì)量檢定規(guī)程 J J G 2 4 2 - 1 9 9 5特斯拉計(jì)1 9 9 5 一0 5 一3 1 發(fā)布1 9 9 6 一0 5 一0 1 實(shí)施國 家 技 術(shù) 監(jiān) 督 局發(fā)布J J G 2 4 2 -1 9 9 5特斯拉計(jì)檢定規(guī)程J J G 2 4 2 - 1 9 9 5產(chǎn).。.。.。.令.心.。.。V e r i f i c a t i o n Re g u l a t i o n o f代替 J J G 2 4 2 -1 9 8 2Te s l a一M e t e r伊.、.0. o . o.o. 0.o. o . o.o. o . 0.o. 口 . o.口 本檢定規(guī)程經(jīng)國家技術(shù)監(jiān)督局于 1 9 9 5 年0 5 月3 1 日 批準(zhǔn)， 并自1 9 %年0 5 月 0 1日起施行 。歸口單位 :起草 單位 :中國計(jì)量科學(xué)研究院中國計(jì)量科學(xué)研究院本規(guī)程技術(shù)條文由起草單位負(fù)責(zé)解釋J J G 2 4 2 - 1 9 9 5本規(guī)程主要起草人: 劉恒基 參加起草人: 鄒 顯安( 中國計(jì)量科學(xué)研究院)( 中國計(jì)量科學(xué)研究院)J J G 2 4 2 - 1 9 9 5目錄一 技 術(shù) 條 件和 檢 定 項(xiàng)目 一 ( 川二檢定裝置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 2 )三檢定方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 3 )四檢定結(jié)果處理和檢定周期 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 5 )附錄 1 核磁共振標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置 ( 7)附錄 2 霍爾效應(yīng)特斯拉計(jì)的工作原理 ( 9 )附錄 3 線圈法特斯拉計(jì)的工作原理 ， ( 1 1 )附錄4 主要術(shù)語和定義 ， ( 1 3 )附錄5 特斯拉計(jì)檢定原始記錄格式 ， ( 1 5 )附錄6 檢定證書 ( 背面)格式 ( 1 6 )7 .1 G 2 4 2 - 1 9 9 5特斯拉計(jì)檢定規(guī)程 本規(guī)程適用于新生產(chǎn)的、使用中和修理后的霍爾效應(yīng)法特斯拉計(jì)、 旋轉(zhuǎn)線圈法特斯拉計(jì) 一 及其它測量恒定磁場用的指針式、數(shù)字式和智能特斯拉計(jì)的檢定。一技術(shù)條件和檢定項(xiàng) 目1 特斯拉計(jì)的量值檢定范圍為 0 . 0 1 - 2 . 0 T 02 檢定溫度為 ( 2 0 士 5 ) C 。相對濕度 簇8 0 %。準(zhǔn)確度優(yōu)于 0 . 5 %的特斯拉計(jì)應(yīng)帶有恒溫探頭或給出探頭溫度修正系數(shù)。3 檢定環(huán)境的機(jī)械振動和外磁場干擾 ，以不影響對基本誤差的檢定為宜。4 特斯拉計(jì)機(jī)體與標(biāo)準(zhǔn)磁場應(yīng)保持一定距離 ( 如 0 . 5 m以上) ，以不影響對基本誤差檢定為宜 。5 進(jìn)行外觀檢查 :特斯拉計(jì)的外殼、外露開關(guān)、功能旋鈕、相應(yīng)標(biāo)志應(yīng)完備無損、清晰無誤 。6 特斯拉計(jì)的零位漂移:零位漂移應(yīng)不超過表 1 規(guī)定?；菊`差0 . 5 %的特斯拉計(jì)其零位漂移的考察時間為 3 0 m i n o7“ 校準(zhǔn)磁場” :“ 校準(zhǔn)磁場”誤差不應(yīng)超過允許基本誤差的 1 / 3 08 示值變動性:示值變動性不應(yīng)超過表 1 規(guī)定。9 探頭正反向示值差值 :在同一磁場下正、反示值差值不應(yīng)超過允許基本誤差1 0 特斯拉計(jì)基本誤差1 0 . 1 指針表讀數(shù)的特斯拉計(jì)，基本誤差以引用誤差表示。1 0 . 2 數(shù)字表讀數(shù)的特斯拉計(jì)，基本誤差以相對誤差表示。1 0 . 3 特斯拉計(jì)的基本誤差、回程誤差、示值變動性不應(yīng)超過表 1 規(guī)定。表1 特斯拉計(jì)的允許基本誤差、回程誤差、示值變動性及零漂名義準(zhǔn)確度 ( %)0 . 0 10 . 10. 20. 51 . 01 . 52 . 5允許基本誤差 ( %)- 0 . 0 1士 0 . 1士0 . 2士0. 5- 1 . 0士 1 . 5士2 5指針表 回程誤差 ( %)- 0. 0 1士0. 1士0 . 2士0 . 5- 1 . 0士 1 . 5士2 . 5數(shù)字表示值變動性 ( %)士 0 . 0 1-0. 1,0 . 2士0.5士 1 . 0士 1 . 5士2 . 5零漂0 . 2 ( a B)注:a 特斯拉計(jì)的名義準(zhǔn)確度; B 特斯拉計(jì)測量檔的上限或數(shù)字特斯拉計(jì)的起始檢定示值。J J G 2 4 2 -1 9 9 5二檢 定 裝 置1 1 檢定裝置分為核磁共振標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置和其它標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置。檢定裝置測量不確定度不應(yīng)超過被檢特斯拉計(jì)允許誤差的 1 / 3 01 2 核磁共振標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置一般含有:標(biāo)準(zhǔn)磁感應(yīng)量具 ( 可以是電磁鐵、永磁鐵或其它各種類型的線圈形式的磁感應(yīng)量具) 、核磁共振特斯拉計(jì)和其它輔助設(shè)備。 核磁共振檢定裝置檢定 0 . 0 1 %一 0 . 5 %準(zhǔn)確度的特斯拉計(jì)，其允許極限誤差應(yīng)不大于 0 . 0 0 3 % 一0 . 1 %。1 2 . 1 在一般情況下，標(biāo)準(zhǔn)磁場的不穩(wěn)定度在檢定單個示值的時間內(nèi)，不應(yīng)超過被檢特斯拉計(jì)允許誤差的 1 / 1 0 一1 / 5 。用替代比較法檢定時，探頭范圍的磁場不均勻度應(yīng)不超過被檢特斯拉計(jì)允許誤差的1 / 5 。用同時比較法檢定時，標(biāo)準(zhǔn)和被檢探頭之間的磁場不均勻度，應(yīng)不超過被檢特斯拉計(jì)允許誤差的 1 / 5 ，如果兩點(diǎn)磁場差值已知，則列入差值修正后所引起的誤差應(yīng)不超過允許誤差的 1 / 5 01 2 . 2 核磁共振特斯拉計(jì)采用 H ( 質(zhì)子)和 L i z( 鏗核)作為標(biāo)準(zhǔn)共振核子，其旋磁比值 Y 。 和 Y , ， 以 優(yōu)于0 . 0 0 1 % 的準(zhǔn)確度測出: Y P = 2 . 6 7 5 1 5 4 x 1 了 T 一 5 一 ， Y U = 1 . 0 3 9 6 5 x 1 0 T 一s 一 1 如果使用其它核物質(zhì)，旋磁比誤差應(yīng)不大于被檢特斯拉計(jì)允許誤差的 1 / 1 0 0 核磁共振特斯拉計(jì)共振頻率的測量誤差 ( 包括共振點(diǎn)的不確定誤差)不大于被檢特斯拉計(jì)允許誤差的1 / 1 0 0 如果使用直讀磁感應(yīng)值的核磁共振特斯拉計(jì)，其讀數(shù)誤差不大于被檢特斯拉計(jì)允許誤差的1 / 5 01 3 其它標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置一般含有:標(biāo)準(zhǔn)磁感應(yīng)量具 、標(biāo)準(zhǔn)特斯拉計(jì)和其它輔助設(shè)備。 標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置檢定 0 . 1 %及其以下準(zhǔn)確度的特斯拉計(jì)。1 3 . 1 標(biāo)準(zhǔn)磁場的要求和 2 .中相同。1 3 . 2 標(biāo)準(zhǔn)特斯拉計(jì)分為旋轉(zhuǎn)線圈法特斯拉計(jì)和霍爾效應(yīng)法特斯拉計(jì)，旋轉(zhuǎn)線圈法特斯拉計(jì)可檢定0 . 1 %及以下準(zhǔn)確度的特斯拉計(jì) ，霍爾效應(yīng)法特斯拉計(jì)只允許檢定 0 . 5 %及以下準(zhǔn)確度的特斯拉計(jì)。 標(biāo)準(zhǔn)特斯拉計(jì)的分辨力不能低于被檢特斯拉計(jì)，其實(shí)際誤差應(yīng)不超過被檢特斯拉計(jì)允許誤差的 1 / 5 。標(biāo)準(zhǔn)特斯拉計(jì)依讀數(shù)類型可分為: 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字特斯拉計(jì)檢定數(shù)字特斯拉計(jì)時，與被檢特斯拉計(jì)的準(zhǔn)確度之比不大于 1 / 5 0 標(biāo)準(zhǔn)指針式特斯拉計(jì)在檢定指針表讀數(shù)的特斯拉計(jì)時，其準(zhǔn)確度之比不大于 1 / 5 a在檢定數(shù)字特斯拉計(jì)時，應(yīng)在量限的3 / 4以上進(jìn)行。 準(zhǔn)確度之 比大于 1 / 5 的標(biāo)準(zhǔn)特斯拉計(jì)應(yīng)引人修正值使用。1 3 . 3 標(biāo)準(zhǔn)特斯拉計(jì)的年變化不應(yīng)超過被檢特斯拉計(jì)允許誤差的 1 / 1 0 ，或不超過 自身準(zhǔn)確度的 1 / 3 。如果沒有足夠時間考察，則應(yīng)縮短檢定周期。1 4 若標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置不含標(biāo)準(zhǔn)特斯拉計(jì) ，而標(biāo)準(zhǔn)磁感應(yīng)量具的磁場值由其磁通密度線圈 2 J J G 2 4 2 -1 9 9 5常數(shù)或由其電流一磁場曲線而測得.其常數(shù)或曲線要經(jīng)過高一級標(biāo)準(zhǔn)定標(biāo) ，定標(biāo)誤差不大于被檢特斯拉計(jì)允許誤差的 1 / 5 01 4 . 1 磁感應(yīng)量具的磁場穩(wěn)定度應(yīng)小于被檢特斯拉計(jì)允許誤差的 1 / 5 01 4 . 2 磁感應(yīng)量具電流的測量誤差應(yīng)小于被檢特斯拉計(jì)的 1 / 5 0巧檢定裝置通常應(yīng)具有調(diào)節(jié)探頭位置的設(shè)施，保證探頭能夠精細(xì)調(diào)整到最佳位置，其對位誤差應(yīng)不大于被檢特斯拉計(jì)允許誤差的 1 / 5 0三檢 定 方 法( 一)外觀檢查1 6 先對特斯拉計(jì)的外殼、外露開關(guān)以及標(biāo)志等項(xiàng)目進(jìn)行檢查，新生產(chǎn)的和外國進(jìn) 口的驗(yàn)收檢定應(yīng)要求全部完好 ，其它特斯拉計(jì)也不應(yīng)有可能引起測量錯誤或使特斯拉計(jì)損壞的缺陷。如發(fā)現(xiàn)有此類缺陷，則應(yīng)修復(fù)后方可檢定，自制或改制的特斯拉計(jì)亦要有相應(yīng)的標(biāo)志 。1 7 特斯拉計(jì)與探頭必須配套，再次送檢時需持上一次檢定結(jié)果。( 二)零位測定1 8 按照被檢特斯拉計(jì)的使用說明和操作規(guī)定依次進(jìn)行預(yù)熱、調(diào)零和校準(zhǔn) ，將探頭置于“ 零磁場中” ，“ 零磁場”值不應(yīng)超過被檢特斯拉計(jì)最低檢定示值允許誤差的 1 / 3 。量程開關(guān)撥至被檢最低量程擋 ( 如 l O m T 擋) ，調(diào)零并進(jìn)行測量，以后每隔 5 m i n 測量一次零磁場值，連續(xù) 6次，觀察最大零位改變是否符合表 1 的規(guī)定。如超過規(guī)定，則應(yīng)將指針表量程開關(guān)撥至上一擋 ( 如 5 0 m T擋) ，或調(diào)整數(shù)字表的起始檢定示值，同上方法觀察零漂直至符合表 1 的規(guī)定后，即從該擋 ( 該點(diǎn))開始進(jìn)行基本誤差檢定。( 三)“ 校準(zhǔn)磁場”的測定或重新定標(biāo)1 9 帶有 “ 校準(zhǔn)磁場”的特斯拉計(jì)，直接對其 “ 校準(zhǔn)磁場”進(jìn)行測量或重新定標(biāo)。1 9 . 1 用標(biāo)準(zhǔn)特斯拉計(jì)測量 “ 校準(zhǔn)磁場”值，測量值與給出值之間的誤差不應(yīng)超過允許誤差的 1 / 3 ;如超過 1 / 3 ，則連測 3 次，將 3 次測量的平均值作為 “ 校準(zhǔn)磁場”的重新定標(biāo)值。1 9 . 2 如果標(biāo)準(zhǔn)特斯拉計(jì)探頭不便于直接測量 ，則可依下述方法測量 “ 校準(zhǔn)磁場”值。 按照使用說明書調(diào)好被檢特斯拉計(jì)，將量程開關(guān)撥至適當(dāng)位置 ( 以獲得最大示值) ，測量 “ 校準(zhǔn)磁場” ，調(diào)節(jié) “ 校準(zhǔn)”旋鈕，使其讀數(shù)等于 “ 校準(zhǔn)磁場”的給出值。然后將探頭移到標(biāo)準(zhǔn)磁場中，調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)磁場使被檢特斯拉計(jì)具有同一讀數(shù) ，而由標(biāo)準(zhǔn)特斯拉計(jì)測量標(biāo)準(zhǔn)磁場的實(shí)際值，被檢特斯拉計(jì)的指示值與實(shí)際值之間的誤差不應(yīng)超過允許誤差的 1 / 3 ，如果超過 1 / 3 ，則如上反復(fù)測量 3 次，取 3 次實(shí)際值的平均值作為 “ 校準(zhǔn)磁場”的重新定標(biāo)值。2 0“ 校準(zhǔn)線”的測定 對于帶有 “ 校準(zhǔn)磁場”而沒有給出值但表面刻有 “ 校準(zhǔn)線”的 ( 如 C T 一 3型)和只帶 “ 校準(zhǔn)線”的 ( 如 C T 一 5型)指針表讀數(shù)的特斯拉計(jì)，對 “ 校準(zhǔn)線”的測定和定標(biāo)方法如下 : 37 J G 2 4 2 - 1 9 9 5 按照使用說明調(diào)零和校準(zhǔn)，量程開關(guān)撥至儀器的校準(zhǔn)量程 如 0 . 2 5 T )擋，測量標(biāo)準(zhǔn)磁場。調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)磁場使標(biāo)準(zhǔn)特斯拉計(jì)指示滿量程 ( 如 0 . 2 5 T ) ，此時被檢特斯拉計(jì)指示值與標(biāo)準(zhǔn)特斯拉計(jì)測得的實(shí)際值之間誤差應(yīng)符合允許基本誤差的規(guī)定。如超差，則調(diào)節(jié) “ 校準(zhǔn)”旋鈕，使被檢特斯拉計(jì)指示滿量程 ( 即0 . 2 5 T ) ，然后將方式開關(guān)撥至 “ 校準(zhǔn)”( 帶有校準(zhǔn)磁場的特斯拉計(jì)要將探頭移人 “ 校準(zhǔn)磁場”中) ，檢查指針對校準(zhǔn)線的偏離，如此反復(fù) 3 次，將 3 次偏離的格值的平均值作為 “ 校準(zhǔn)線”的修正值。 如果用戶要求把新校準(zhǔn)值按原來 “ 校準(zhǔn)線”調(diào)整，則在可能條件下給予調(diào)整，但不作為檢定的必須內(nèi)容。2 1 校準(zhǔn)常數(shù)的測定 將被檢特斯拉計(jì)按使用說明調(diào)零和校準(zhǔn) ，然后測量合適的標(biāo)準(zhǔn)磁場，使其示值接近滿雖程值，此示值與用標(biāo)準(zhǔn)特斯拉計(jì)測得的實(shí)際值之間的誤差應(yīng)不超過允許的基本誤差， 否則應(yīng)調(diào)節(jié) “ 校準(zhǔn)”旋鈕 ，使示值等于實(shí)際值，重新檢查校準(zhǔn)常數(shù)實(shí)際值，經(jīng)過 3次這樣測量 ，取其平均值作為被檢特斯拉計(jì)的常數(shù)重新定標(biāo)值。( 四)特斯拉計(jì)探頭正、反向示值差值的測定2 2 對于雙向指示的特斯拉計(jì)，在使示值大于 3 / 4 滿量程值的同一磁場下測量被檢特斯拉計(jì)探頭正向示值和反向示值，反向示值減去正向示值，其差值 表示方法與基本誤差形式相同)不應(yīng)超過特斯拉計(jì)的允許誤差。( 五)基本誤差，示值回程誤差的測定2 3 一般對指針表只檢滿量程、1 / 2 量程和 7 / 1 0量程值。如果兩相鄰量程的示值檢定點(diǎn)不銜接，可在高量程適當(dāng)增加檢定點(diǎn)，也可以根據(jù)使用單位要求增加檢定點(diǎn)。 表2 列出對P G 一 5 型特斯拉計(jì)采取的 示值檢定點(diǎn)。 表 2 PG一5型特斯拉計(jì) 示值檢 定點(diǎn)( mT ) 對于數(shù)字特斯拉計(jì)，每個量程應(yīng)均勻檢定 5 點(diǎn)，其起始檢定點(diǎn)的有效位數(shù)字應(yīng)能分辨該點(diǎn)的允許誤差，量程之間需銜接。 基本誤差檢定通常采用同時比較和替代比較兩種方法。2 4 同時比較法是將標(biāo)準(zhǔn)和被檢探頭置于同一磁場中，這一方法對標(biāo)準(zhǔn)磁場的穩(wěn)定度要求較低 ( 0 . 2 耐 ，但兩探頭須有一定距離，對磁場均勻度要求較高2 4 . 1 替代比較法是用標(biāo)準(zhǔn)和被檢探頭輪換測量同一位置的標(biāo)準(zhǔn)磁場，因此對磁場的均勻度要求較低 ，而對磁場的穩(wěn)定度要求較高 ( 0 . 1 a ) .2 5 基本誤差測定程序2 5 . 1 先將檢定裝置和被檢特斯拉計(jì)的電源接通 ( 須注意被檢特斯拉計(jì)的電源方式和外 4J J G 2 4 2 -1 9 9 5電源電壓) ，使全部工作儀器預(yù)熱，預(yù)熱時間按使用說明書的要求或根據(jù)特斯拉計(jì)的類型和環(huán)境溫度等實(shí)際條件而定。2 5 . 2 按照儀器操作規(guī)定，特斯拉計(jì)經(jīng)過調(diào)零和校準(zhǔn)等步驟，待標(biāo)準(zhǔn)磁場和特斯拉計(jì)的零位穩(wěn)定后方可檢定。2 5 . 3 如標(biāo)準(zhǔn)特斯拉計(jì)不用核磁共振原理 ，也須經(jīng)過以上步驟，如是核磁共振特斯拉計(jì)，則將振蕩頻率調(diào)成與檢定示值相對應(yīng) ( 具體操作方法見附錄 1 ) 02 5 . 4 將標(biāo)準(zhǔn)和被檢特斯拉計(jì)的探頭放人磁場中，按使用說明進(jìn)行操作， 并經(jīng)過探頭對位調(diào)整，讀出最大值作為指示值，而標(biāo)準(zhǔn)特斯拉計(jì)的指示值即為磁場的實(shí)際值。2 5 . 5 對零位漂移較大的，每檢一個量程后應(yīng)檢查其零位改變，如發(fā)現(xiàn)已超出表 1 規(guī)定，則需重新調(diào)整零位，對后兩個示值重新檢定一次。 當(dāng)零位很穩(wěn)定或在檢定高量程時，可在全部檢定完成后再逐一檢查2 5 . 6 使用磁感應(yīng)量具作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢定時，可用被檢特斯拉計(jì)直接測量標(biāo)準(zhǔn)磁場。2 6 指針式特斯拉計(jì)應(yīng)進(jìn)行磁場上升和下降兩次測量 對雙向指示的指針式特斯拉計(jì) ，應(yīng)在指示為正的方向上作磁場_ L 升和磁場下降的測量 。 對數(shù)字特斯拉計(jì)，應(yīng)在示值為正的方向上作磁場上升或下降的示值檢定。2 7 示值回程誤差和 示值變動性的 檢定2 7 . 1 在任一量程同一探頭方向上的每一檢定示值 ( 磁場上升和下降)兩次測量結(jié)果差值中，取最大一個作為被檢特斯拉計(jì)的回程誤差 ，表示方法與基本誤差相同。2 7 . 2 在接近最低量程上限的同一磁場中，考察 5 m i n內(nèi)數(shù)字特斯拉計(jì)示值變化的最大差值，作為特斯拉計(jì)的示值變動性。表示方式與基本誤差相同。2 8 對智能特斯拉計(jì)只檢定基本誤差，不作其它功能檢定。四檢定結(jié)果處理和檢定周期2 9 特斯拉計(jì)的檢定數(shù)據(jù)應(yīng)有原始記錄 ( 格式見附錄 5 ) ，對于標(biāo)準(zhǔn)特斯拉計(jì)的原始記錄，一般保存一年。3 0 原始數(shù)據(jù)須經(jīng)數(shù)據(jù)處理 ( 包括標(biāo)準(zhǔn)特斯拉計(jì)示值的修正)后，才能作為檢定結(jié)果填人檢定證書，所有的數(shù)據(jù)須經(jīng)四舍五人法化整 ( 計(jì)算后的數(shù)據(jù)比計(jì)算前多取一位) ，實(shí)際化整后，其末位有效數(shù)字所引人的誤差不大于測量誤差的 1 / 1 0 。判定被檢特斯拉計(jì)是否合格時，應(yīng)以化整后的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。3 1 找出各次測量的特斯拉計(jì)示值與實(shí)際值之間的最大差值作為特斯拉計(jì)的基本誤差。對各量程準(zhǔn)確度不同的特斯拉計(jì)，需找出各量程的基本誤差。3 2 計(jì)算被檢特斯拉計(jì)某一示值的修正值時，所取實(shí)際值應(yīng)為該示值下各次檢定所得實(shí)際值的平均值。對于讀取正、反方向平均值的特斯拉計(jì)，需將平均值與正、反差值 1 / 2的代數(shù)和作為實(shí)際值。3 3 新生產(chǎn)的、使用中的和修理后的特斯拉計(jì)，檢定合格的均發(fā)給檢定證書，不合格的發(fā)給檢定結(jié)果通知書。自制的、標(biāo)志明顯的特斯拉計(jì)同樣處理。標(biāo)志不明顯的，只發(fā)給.I J G 2 4 2 - 1 9 9 5測試數(shù)據(jù)。 對于按等級檢定不合格的標(biāo)準(zhǔn)特斯拉計(jì)，允許降級使用，降級后合格的發(fā)給檢定證書，但在證書封面上要載明允許使用等級。3 4 在檢定證書中要載明特斯拉計(jì)的示值和修正值，數(shù)字特斯拉計(jì)要載明探頭正 、反方向示值差。在通知書中還要載明造成儀器不合格的實(shí)際基本誤差，對名義準(zhǔn)確度為一定范圍的特斯拉計(jì) ，要給出各量程基本誤差。3 5 經(jīng)過重新定標(biāo)的數(shù)字特斯拉計(jì)，檢定數(shù)據(jù)以重新定標(biāo)后的結(jié)果給出，但在證書中要給出重新定標(biāo)值。 經(jīng)過 “ 校準(zhǔn)”測定的指針表特斯拉計(jì)以重新定標(biāo)后的檢定結(jié)果處理，發(fā)給檢定結(jié)果通知書，經(jīng)過重新定標(biāo)的指針表特斯拉計(jì)當(dāng)其定標(biāo)值已經(jīng)調(diào)到 “ 校準(zhǔn)線”的，發(fā)給檢定證 書3 6 特斯拉計(jì)的檢定周期定為 1 年，其間如有發(fā)現(xiàn)使用不當(dāng)而致使零件損壞和示值不準(zhǔn)的，或者因故重新修理的特斯拉計(jì)必須隨時送檢。7 T G 2 4 2 - 1 9 9 5附錄核磁共振標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置( 一)測量磁場的基本原理 在恒定磁場中，當(dāng)自旋不為零的原子核受到與其能級躍遷頻率一致的高頻電磁場作用時 ，即發(fā)生核子吸收電磁場能量的物理現(xiàn)象。其基本關(guān)系是:B = 2 7c( 1 )式中:B 被測磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度; f o - 躍遷頻率 ( 等于高頻電 磁場頻率); Y 原子核的旋磁比，對于一定的原子核是不變的常數(shù)。 核磁共振特斯拉計(jì)正是基于這一原理測量磁場。共振核采用水中質(zhì)子 ( H ) , L i C l飽和水溶液中L i ， 或其它旋磁比常數(shù)已知的原子核。高頻電磁場由弱振蕩器產(chǎn)生并供給繞在核試樣容器上的線圈 ( 實(shí)際上是振蕩器諧振回路電感) 。共振時將發(fā)生核子對電磁場能量的吸收，吸收信號由振蕩器取出，經(jīng)過檢波和放大，由電子示波器觀察。( 二)核磁共振檢定裝置操作方法 圖 1 為核磁共振檢定裝置原理圖，其操作方法如下 : 圖 1 核磁共振檢定裝置原理圖1 接通電源、水源，使電磁鐵的磁場升到較高值，預(yù)熱一段時間 ( 如 l 0 m i n )后降至檢定示值附近，繼續(xù)預(yù)熱和穩(wěn)定。其余工作儀器預(yù)熱0 . 5 h 左右。2 按照檢定示值選擇適當(dāng)探頭，調(diào)節(jié)振蕩器頻率和電平使其工作在邊緣狀態(tài)。同時，調(diào)節(jié)低頻調(diào)場電源使其輸出較大。3 調(diào)節(jié)電磁鐵電源輸人電源，使磁場達(dá)到被檢特斯拉計(jì)的待檢示值，然后微調(diào)振蕩器頻率，直到示波器屏上出現(xiàn)共振信號，再減小調(diào)場輸出到合適，調(diào)節(jié)移相器使信號位于.1 .1 c 2 4 2 - 1 9 9 5示波器掃描基線的中央。4 用數(shù)字頻率計(jì)測量振蕩器頻率，讀數(shù)的末位數(shù)字引人誤差小于核磁共振特斯拉計(jì)的允許誤差的 1 / l 0 0( 三)核磁共振檢定裝置的誤差1 原子核旋轉(zhuǎn)磁比的誤差 A -/ ;2 振蕩器頻率的 不穩(wěn)定 度 0 f ; ;3 磁場的不穩(wěn)定度 B ; ;4 探頭體積磁場的不均勻度 B;5 共振點(diǎn)位置的確定誤差 勻飛 ;6 頻率測量誤差勻飛 。 其它如順磁離子場及樣品形狀的修正等，在 1 0 - s 以上準(zhǔn)確度的測量中也不可忽略。這里規(guī)定樣品形狀為球狀或圓柱狀， 順磁鹽C U S 0 4 的濃度不超過l 0 0 m o l / m 3 。采用其它物質(zhì)的質(zhì)子樣品，必須進(jìn)行化學(xué)位移的修正。 綜合起來，核磁共振檢定裝置的測量誤差以方和根表示為: S =* 丫 尹+ 酬 + 吠 十 吠 + A B 2 + 4 B ; ( 2 )當(dāng)用同時比較法檢定時，則實(shí)際的裝置檢定誤差應(yīng)考慮核磁共振探頭與被檢探頭之間的磁場不均勻度。用替代比較法檢定時，應(yīng)顧及替代時間內(nèi)磁場的不穩(wěn)定度及替代位置的誤差 。J J G 2 4 2 - 1 9 9 5附錄 2 霍爾效應(yīng)特斯拉計(jì)的工作原理( 一)霍爾效應(yīng)的原理 如圖2 所示，將霍爾傳感器探頭放人 : 方向的磁場中，沿著 x 軸的方向通入控制電流I H ， 其中電子的流動速度為 。 二 。于是， 沿著與 B和I 。 相垂直的方向?qū)a(chǎn)生一個霍爾電 場E , 。 因 為 速 度。 二 移動 的 電 子 在 磁 場 作 用下 將 受力 而 被 推 向 一 邊 ， 使其 聚 積 在 元件一個側(cè)面上 ;而這樣聚積起來的負(fù)電荷又反過來對電子施加一個排斥力，最后兩種力取 得 平 衡， 使電 子 上 所 受 總力F , = 0 ， 即_E,.r ., = “弋 了 一 ” x B z )= 0( 1 )圖2 霍爾效應(yīng)示意圖而 霍 爾電 壓 U= E , - b所 以式中: j , x 方向的電流密度; N 電子密度; 。 電子電荷; b 霍爾片的寬度。 _i , B, bU. , = v _ B_ b = 二 認(rèn) 二 V 己( 2 )所以， 霍爾電 壓 U 。 與磁感 B : 的關(guān)系為B , = U 興 = U 儡 = R U( 3 ) S 。 是霍爾片的截面積， 對于確定的片子， R 。 只與 I 。 有關(guān)， 當(dāng) I 。 選定后， 霍爾電壓 、 與B成正比。( 二)霍爾特斯拉計(jì)的原理電路 圖 3 是霍爾特斯拉計(jì)最基本的原理電路，A , B為霍爾片的控制電流端，由恒流源供電; C , D 為霍爾電壓輸出端， 接到測量電路;R I , R 2 , R 。 與R , W共同組成不等位電勢的補(bǔ)償電路 ( 即調(diào)零電路) 。供電電源可以是直流也可以是交流 ，但必須是恒流。 測量電路繁簡不一，視儀器的靈敏度、量限范圍和測量準(zhǔn)確度等等而有所不同。最 9.I I G 2 4 2 - 1 99 5恒流源接 測 量 線 路 圖3 霍爾特斯拉計(jì)的原理電路簡單的測量電路是一臺電壓表，通常，1 . 0 %以下準(zhǔn)確度的特斯拉計(jì)多是經(jīng)過放大器放大后再行模擬測量，如國產(chǎn)指針表 P G一 5 , C T 一 5型等 ; 0 . 5 %及其以上準(zhǔn)確度的特斯拉計(jì)則多為數(shù)字特斯拉計(jì) ，如國產(chǎn)的H S T- 1 型毫特斯拉計(jì)等。國外還有除進(jìn)行模擬測量外，尚用補(bǔ)償法的零指測量和差值測量，如美國的6 6 0型就是這類撥盤式的數(shù)字高斯計(jì) 。 準(zhǔn)確度優(yōu)于 0 . 5 %時應(yīng)考慮溫度影響，附以探頭恒溫電路或 自動溫度補(bǔ)償電路，否則必須給出準(zhǔn)確的探頭溫度修正系數(shù)。( 三)霍爾特斯拉計(jì)的測量誤差1 非線性誤差 ( 包括霍爾元件及儀器非線性度的綜合影響) 。2 霍爾電壓的不穩(wěn)定度 ( 由控制電流的不穩(wěn)定、溫度變化以及不等位電勢的漂移等的綜合影響) 。3 校準(zhǔn)的誤差 ( 包括定標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的誤差) 。4 對位誤差 ( 等于 1 一 c o s o ，其中，B 為探頭平面法線與磁場方向的夾角) 。5 霍爾電壓的測量誤差。6 磁場不穩(wěn)定度及探頭體積磁場不均勻度。 綜合起來，霍爾特斯拉計(jì)的測量誤差由以上各項(xiàng)的方和根表示。 用霍爾特斯拉計(jì)作標(biāo)準(zhǔn)時，須經(jīng)高一級標(biāo)準(zhǔn)檢定。當(dāng)檢定其它特斯拉計(jì)時 ，用同時比較法應(yīng)考慮標(biāo)準(zhǔn)和被檢探頭之間的磁場不均勻度，用替代比較法應(yīng)考慮替代時間內(nèi)的磁場不穩(wěn)定度及替代位置誤差。.T .I G 2 4 2 - 1 9 9 5附錄 3線圈法特斯拉計(jì)的工作原理( 一)線圈法原理 當(dāng)一個已知面積匝數(shù)乘積為 S N的線圈在磁場中作垂直切割磁力線運(yùn)動時，線圈兩端將產(chǎn)生感應(yīng)電壓。 _dBu =一 5 1 V 麗( 1 )當(dāng)線圈由平行于磁場旋轉(zhuǎn)到與磁場垂直時，則可得到B m = 一 扁 !。 U d t( 2 )通常積分電壓通過 R C積分器得出，如采用密勒積分器，則B , = 一 黯 U oU o = 俞 ! 。 U :d t( 3 ) 圖 4 密勒積分器( 二)旋轉(zhuǎn)線圈法特斯拉計(jì)的工作原理 當(dāng)線圈在均勻磁場中作切割磁場的勻速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時，在線圈兩端則產(chǎn)生交流電壓。 U =一 N S m w c o s c ; t ( 4 ) 可見，旋轉(zhuǎn)線圈特斯拉計(jì)的測量準(zhǔn)確度主要受到電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性的限制。為了克服這一限制，可采用同軸的兩個電機(jī)，電動機(jī)帶動線圈轉(zhuǎn)動，而發(fā)電機(jī)則產(chǎn)生與線圈感應(yīng)電壓反向的標(biāo)準(zhǔn)電壓，該電壓經(jīng)過度盤分壓調(diào)整到與線圈電壓相等，兩電壓經(jīng)過相加器放大和相敏檢波，用一只儀表指示它們相位差，調(diào)整相位使表指零時，度盤示值即表示被測磁場的準(zhǔn)確值。使用這一平衡測量法，可以得到O . O 1 m T的分辨力和 1 x 1 0 - 4 的準(zhǔn)確度 。 當(dāng)無需精密測量時，也可直接將線圈電壓進(jìn)行檢波，用另一儀表測量與磁場相應(yīng)的檢波輸出電壓，但兩種方法均需先調(diào)整線圈與磁場的夾角，以獲得最大值。 近年來，利用鎖相環(huán)把電機(jī)轉(zhuǎn)速鎖定在一個基準(zhǔn)頻率上，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速不變。使得旋轉(zhuǎn)線圈特斯拉計(jì)的結(jié)構(gòu)簡化 ，操作方便，而其測量準(zhǔn)確度也很高。 11J J G 2 4 2 - 1 9 9 5( 三)旋轉(zhuǎn)線圈法特斯拉計(jì)的誤差1 標(biāo)準(zhǔn)電壓的不穩(wěn)定度 ;2 分壓器的校準(zhǔn)誤差 ;3 儀表的讀數(shù)誤差;4 線圈的對位誤差;5 線圈的溫度系數(shù);6 磁場不均勻度;7 磁場的不穩(wěn)定度。 以上諸項(xiàng)誤差的方和根即決定了旋轉(zhuǎn)線圈特斯拉計(jì)的測量不確定度。 J J G 2 4 2 -1 9 9 5附錄 4 主要術(shù)語和定義1 用于直接進(jìn)行測量的特斯拉計(jì)稱為工作特斯拉計(jì)，用于檢定裝置中作標(biāo)準(zhǔn)使用的特斯拉計(jì)稱為標(biāo)準(zhǔn)特斯拉計(jì)。2 在標(biāo)度尺或數(shù)字表盤