磁钢磁性测量结果的标准不确定度分析

磁性、电涡流式覆层厚度测量仪校准用厚度片实际厚度值测量结果不确定度评定一、概述1、测量方法：依据JJG 818-2005《磁性、电涡流式覆层厚度测量仪》检定规程；2、环境条件：温度（20±2）℃，相对湿度≤75%，温漂≤1℃/h ；3、测量用标准：3等量块、数显电感测微仪；4、被检对象：磁性、电涡流式覆层测厚仪校准用厚度片；5、测量过程：按仪器所规定的程序进行校准。

用数显电感测微仪和3等量块，在平面工作台上用比较法或直接法测量。

取中心点五次测得值的平均值作为该校准用厚度片的实际值。

6、评定结果的使用在符合上述条件下的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。

二、数学模型示值误差计算公式： i i i H h δ+=式中：i δ——数显电感测微仪的读数（μm ）；i h ——被检厚度片的实际值（μm ）； i H ——相当于被检厚度片厚度值的3等量块的实际值或两块3等量块的厚度差（μm ）。

方差和灵敏系数)()()()()(22222122i i i i i c H u H c u c h u u +==δδ 式中：1)(1)(21=∂∂==∂∂=i i i i i i H h H c h c ，δδ则)()(222i i c H u h u u +=三、计算标准不确定度分量1、3等量块或3等量块厚度差引入的不确定度分量1u根据JJG146-2011《量块》检定规程规定，≤10mm3等量块中心长度的测量不确定度为0.11μm ，包含因子7.2=k ，根据k U u /=，则检定50μm 厚度片时，用1.05mm 和1mm3等量块，则： m 058.027.2/11.01μ≈⨯=u 检定100μm 厚度片时，用1.1mm 和1mm3等量块，则： m 058.027.2/11.01μ≈⨯=u检定250μm 厚度片时，用1.25mm 和1m2m3等量块，则：m 058.027.2/11.01μ≈⨯=u检定500μm 厚度片时，用0.5mm3等量块，则：m 041.07.2/11.01μ≈=u 检定1000μm 厚度片时，用1mm3等量块，则：m 041.07.2/11.01μ≈=u 检定1250μm 厚度片时，用1.25mm3等量块，则：m 041.07.2/11.01μ≈=u 检定2000μm 厚度片时，用2mm3等量块，则：m 041.07.2/11.01μ≈=u2、数显电感测微仪引入的标准不确定度分量2u2.1、电感测微仪示值误差引入的不确定度分量21u由于在检定被检厚度片时，无论是比较法还是直接法都是要使用电感测微仪的0.01μm 的档位，根据JJF1331-2011《电感测微仪校准规范》的规定，这一档位的MPE ：±0.08μm ，按照均匀分布分析，取包含因子3=k ，则，m 046.03/08.021μ==u2.2、电感测微仪示值变动性引入的不确定度分量22u根据JJF1331-2011《电感测微仪校准规范》的规定，电感测微仪示值变动性是在连续吃了9次，取其中最大值与最小值之差确定，数显电感测微仪该值不超过0.03μm ，根据极差法，C=2.97m 01.097.203.022μ≈=u2.3、电感测微仪的漂移引入的不确定度分量23u由于检测是在两三分钟内完成的，经试验，数显电感测微仪的温漂不超过0.04μm ，按照均匀分布分析，取包含因子3=km 023.0304.023μ==u由以上分析，用数显电感测微仪的0.01μm 档检定厚度片的实际厚度值时，由数显电感测微仪引入的标准不确定度分量为：m 053.0023.001.0046.02222232222212μ≈++=++=u u u u3、由被检厚度片引入标准不确定度分量3u被检厚度片的工作区域大小为30mm ×30mm ，根据JJG818-2005《磁性、电涡流式覆层测厚仪》检定规程要求，AA 级厚度片的均匀性为0.3%h ，h 为厚度片的实际值，按照服从均匀分布分析，包含因子3=k 。

磁性、电涡流式覆层测厚仪示值误差测量结果的不确定度评定一、概述1、测量方法：依据JJG 818-2005磁性、电涡流式覆层厚度测量仪检定规程；2、环境条件：温度（20±2）℃，相对湿度＜75%，温漂≤1℃/h ；3、测量用标准：标准厚度片，AA 级；4、被检对象：磁性、电涡流式覆层测厚仪；5、测量过程：按仪器所规定的程序进行校准。

在仪器的测量范围逐一测量各标准厚度块，每块连续测量5次，取平均值作为仪器在该厚度块的示值。

同一台测厚仪每一量程均应进行示值误差的校准。

仪器平均测量值i h 与标准厚度块的标称值i H 之差即为示值误差i δ。

6、评定结果的使用在符合上述条件下的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。

二、数学模型 示值误差计算公式：i i i H h -=δ式中：i δ——测厚仪在某点的示值误差；i h ——该点仪器的平均测量值；iH ——标准厚度块的标准厚度值。

方差和灵敏系数)()()()()(22222122i i i i i c H u H c h u h c u u +==δ 式中：1-)(1)(21=∂∂==∂∂=ii i i i i H H c h h c δδ，则)()(222i i c H u h u u +=三、计算标准不确定度分量1、标准厚度片引入的不确定度分量1uAA 级标准厚度片的厚度测量结果不确定度见规程，其中k=3，根据k U u /=，则 50μm 标准厚度片：m 05.03/15.01μ==u 100μm 标准厚度片：m 1.03/100%3.01μ=⨯=u250μm 标准厚度片：m 25.03/250%3.01μ=⨯=u 500μm 标准厚度片：m 5.03/500%3.01μ=⨯=u 1000μm 标准厚度片：m 0.13/1000%3.01μ=⨯=u 2000μm 标准厚度片：m 0.23/2000%3.01μ=⨯=u 2、测量力及其变动性引入的不确定度分量2u测量力及其变动性不超过1/3F （F 是十次测量力的平均值）时，对测量结果的影响可忽略不计，取02=u3、仪器分辨力引入的不确定度分量3u由仪器分辨力d 引入的不确定度分量3u 呈均匀分布，由此带来的标准不确定度为：d d x u 3.0312)(≈⨯=则0.1μm 分辨力（测量范围＜1000μm ）时，m 03.01.03.031μ=⨯=u1μm 分辨力（测量范围≥1000μm ）时，m 3.013.031μ=⨯=u4、仪器测量重复性引入的不确定度分量4u按AA 级仪器测量重复性规定同一点测量10次，取极差值情况，极差系数为C≈3，不超过相应示值最大允许误差的五分之一，按正态分布计算：31)%5.03.05141⨯+=H u （，则：50μm 受检点：m 037.03/)50%5.03.0(514μ=⨯+=u 100μm 受检点：m 053.03/)100%5.03.0(514μ=⨯+=u250μm 受检点：m 103.03/)250%5.03.0(514μ=⨯+=u500μm 受检点：m 187.03/)500%5.03.0(514μ=⨯+=u1000μm 受检点：m 353.03/)1000%5.03.0(514μ=⨯+=u2000μm 受检点：m 687.03/)2000%5.03.0(514μ=⨯+=u在各受检点由测量重复性引入的不确定度分量大于由仪器分辨力引入的不确定度分量，则后者已经包括在重复性不确定度分量中。

磁力式磁强计的测量不确定度评定1. 引言1.1 磁力式磁强计的介绍磁力式磁强计是一种用于测量磁场强度的仪器。

它利用磁场对磁性物质的作用力来测量磁场的强度。

磁力式磁强计通常由一个磁铁和一个悬浮于磁场中的磁铁棒组成。

当外加一个待测磁场时，磁铁棒会受到磁力的作用而发生位移，通过测量位移的大小可以计算出磁场的强度。

磁场的强度通常用特斯拉(Tesla)或高斯(Gauss)作为单位。

磁力式磁强计在科研领域和工业生产中有着广泛的应用。

在科研领域，磁力式磁强计可以用来测量磁场在空间中的分布，研究磁场的特性；在工业生产中，磁力式磁强计可以用来监测电机、变压器等电磁设备的磁场强度，确保其正常运行。

磁力式磁强计的准确性对于科研和生产具有重要意义，因此需要对其测量不确定度进行评定和分析，以确保测量结果的准确性和可靠性。

接下来将介绍测量不确定度的重要性及其在磁力式磁强计中的应用。

1.2 测量不确定度的重要性测量不确定度对于磁力式磁强计的测量是非常重要的。

在科学研究和工程领域中，我们经常需要准确地测量物理量，如磁场强度。

而测量结果的准确性直接影响着我们对实验结果的解释和对工程设计的可靠性。

测量不确定度可以帮助我们评估测量结果的可靠程度，即测量值与真实值之间的差异范围。

通过合理评估测量不确定度，我们可以更准确地描述测量结果，并为结果的判断提供可靠依据。

在科学研究中，如果忽视测量不确定度，可能导致对结果的错误解释和结论的错误推断；在工程设计中，如果不考虑测量不确定度，可能导致产品的不合格和安全隐患。

研究和评定磁力式磁强计的测量不确定度对于确保测量结果的准确性和可靠性至关重要。

只有通过深入研究和有效评定测量不确定度，我们才能更好地理解磁场的特性和规律，提高实验结果的可信度，促进科学研究和工程应用的发展。

2. 正文2.1 测量不确定度的定义测量不确定度是指在实际测量过程中，由于测量仪器的精度限制、环境条件的变化以及人为误差等因素导致的测量结果的不确定性程度。

永磁材料标准样品测量不确定度分析摘要：本文详细分析了永磁材料标准样品校准过程中的影响量，分析了各分量引入的测量不确定度，得到了在最佳条件下测量值得测量不确定度，对降低永磁标样的检定/校准过程中的结果的准确度具有一定参考意义。

关键词：永磁材料；标准样品；测量不确定度0 引言永磁材料标准样品检定装置(以下简称检定装置)的建立，是为了统一国防科技工业永磁材料标准样品量值，满足国防装备中永磁材料标准样品的检定与传递的需求。

该检定装置满足JJG 352-1984《永磁材料标准样品磁特性试行检定规程》的要求，可开展铝镍钴及钕铁硼等永磁材料标准样品的检定工作。

该检定装置由霍尔磁强计、磁通计、励磁电源和极头等部分组成，原理如下:图1 永磁材料检定装置原理方框图永磁材料磁性测量设备的基本原理如图1所示。

励磁电源输出磁化电流产生磁化场。

通过将磁场从0逐渐增大到最大磁场强度Hmax后，改变磁场方向，使磁场强度从Hmax逐渐变化到负向最大，然后再从-Hmax回到0。

经过一个周期的变化，用磁通探测线圈与B（J）积分器连接测量B或J，磁场探测线圈与H积分器连接测量H,采用数据采集技术，测量出材料的磁滞回线，然后从定义出发计算出所有磁性参数。

对于铝镍钴、铁氧体等矫顽力较低的磁性材料，磁场的探测常采用基于霍尔效应的高斯计或特斯拉计，磁通量一般由磁通计测量得到。

低矫顽力材料一般用B线圈和Hall探头，高矫顽力材料如钕铁硼一般用J线圈和H线圈。

该检定装置满足JJG 352-1984《永磁材料标准样品磁特性试行检定规程》的要求，可开展铝镍钴及钕铁硼等永磁材料标准样品的检定工作。

1 测量不确定度分析永磁材料标准样品的测量项目包括剩磁，矫顽力和最大磁能积。

下面逐项分析各分量的测量不确定度。

1.1剩磁1.1.1输出量剩磁B r是指样品饱和磁化后，退磁曲线上H=0时的B值，从设备测量原理可以看出，励磁电源输出磁化电流产生磁化场，将磁场从0逐渐增大到最大磁场强度H max后，改变磁场方向，使磁场强度逐渐变化到-H max，然后再逐渐回到0。

磁力式磁强计的测量不确定度评定磁力式磁强计是一种测量磁场强度的仪器，可以用于测量磁场强度、磁场分布等。

在进行磁场测量时，我们需要考虑到仪器本身的测量不确定度，以评定测量结果的准确性和可靠性。

下面将详细介绍磁力式磁强计的测量不确定度评定。

磁力式磁强计是通过测量磁力来确定磁场强度的，其测量原理是当被测磁场通过传感器时，将会产生一个与磁场强度成正比的力。

磁力式磁强计的测量不确定度主要包括以下几个方面：1. 传感器的不确定度：传感器是磁力式磁强计的核心部件，其质量和性能将直接影响测量结果的准确性。

在评定传感器的不确定度时，需要考虑以下几个因素：测量范围、灵敏度、线性度、分辨率等。

这些因素将直接影响传感器对磁场的响应能力和测量结果的可信度。

2. 环境条件的影响：磁场测量可能受到环境条件的影响，例如气温、湿度、气压等。

这些因素会导致传感器的性能变化或者产生其他的误差。

为准确评定测量不确定度，我们需要对这些环境条件进行恒温、恒湿等控制，并在测量过程中记录环境参数。

3. 校准的不确定度：磁力式磁强计的测量结果需要通过校准来验证其准确性。

校准的不确定度将直接影响测量结果的可信度。

通常，我们需要使用标准磁场源进行校准，根据校准结果评定磁场测量的不确定度。

标准磁场源的质量和性能将决定校准的准确性和可靠性。

4. 人为误差：在进行磁场测量的过程中，由于人为因素的干扰，可能会引入误差。

操作者的不熟练、读数的不准确等。

为减小人为误差对测量结果的影响，我们需要对操作者进行培训，确保其具备良好的技能和经验。

磁力式磁强计的测量不确定度评定应考虑到传感器的不确定度、环境条件的影响、校准的不确定度和人为误差等因素。

在实际测量中，我们需要通过合理的设计和严格的控制来减小这些误差，以保证测量结果的准确性和可靠性。

还可以通过多次重复测量和数据处理等方法，对测量结果进行统计分析，评定其精度和可信度。

磁力式磁强计的测量不确定度评定
磁力式磁强计是一种测量磁场强度的仪器，其测量结果的准确性与不确定度对磁场研究及应用有重要影响。

本文将介绍磁力式磁强计测量不确定度的评定方法。

1. 磁力式磁强计的原理及特点
磁力式磁强计是利用磁力作用测量磁场强度的一种仪器。

其工作原理是在磁场中悬浮一根或多根磁针或磁片，利用其与磁场的相互作用力测量磁场强度。

其特点是结构简单、经济实用、量程较大、测量精度高等。

磁力式磁强计的测量误差来源主要包括以下几个方面：
（1）仪器本身误差：包括加工误差、装配误差、标定误差等。

（2）磁材料的性能误差：磁性材料的性能随时间、温度、磁场的变化而变化，有磁滞、回磁等影响，影响测量结果。

（3）外界干扰误差：如电磁干扰、振动干扰、温度变化等。

磁力式磁强计的不确定度测定方法主要包括两种：重复测量法和磁场干扰法。

（1）重复测量法：在固定磁场下，分别对待测磁场强度进行多次测量，求出测量值的平均值和标准偏差，得出测量结果的不确定度。

（2）磁场干扰法：在固定测量点附近放置一定数量的磁体，产生比待测磁场强度大的磁场，在此磁场作用下，测量待测磁场强度，分析其测量误差，得到测量结果的不确定度。

为减小磁力式磁强计的测量不确定度，可以从以下几个方面进行控制：
（1）提高仪器的制造精度和调试精度，减小系统本身误差。

（2）选择具有较好稳定性和线性特性的磁材料，减小磁材料的性能误差。

（3）加强对外界干扰的控制，如加装屏蔽罩、改善测量环境等。

（4）增加重复测量次数，提高数据统计精度。

（5）采用多个测量点进行测量，验证测量结果的一致性。

磁力式磁强计的测量不确定度评定磁场是物质在运动过程中产生的一种特殊场，广泛存在于自然界和人造环境中。

磁场的强度对于许多领域都具有重要意义，因此测量磁场强度是科学研究和工程技术中的常见任务。

磁强计是专门用于测量磁场强度的一种仪器，而测量结果的不确定度评定对于仪器的精度和可靠性具有重要意义。

本文将讨论磁力式磁强计的测量不确定度评定。

一、磁力式磁强计原理及特点磁力式磁强计是利用磁铁磁体在磁场中所受的力或力矩与外界磁场强度的关系来测量磁场强度的仪器。

它主要由磁感应强度传感器、转动部件、控制电路和显示器等部分组成。

在测量过程中，磁感应强度传感器通过感应磁场的变化产生电信号，控制电路将电信号转换成磁场强度的数值并显示在显示器上。

磁力式磁强计具有测量范围广、灵敏度高、响应速度快等特点，在科研实验和工程测量中得到了广泛应用。

磁力式磁强计的测量不确定度主要来源于以下几个方面：2. 环境条件的影响磁场的强度受环境条件的影响较大，包括温度、湿度、气压等因素。

这些环境条件的变化会导致磁感应强度传感器的灵敏度、响应速度等性能发生变化，从而影响测量结果的准确性。

3. 操作人员的技术水平磁力式磁强计在使用过程中需要进行校准、调零、位置调整等操作，操作人员的技术水平直接影响了仪器的使用效果。

操作人员的不当操作可能导致测量误差的增加。

1. 校准和检定我们需要对磁力式磁强计进行校准和检定。

校准是指通过对已知磁场强度的标准样品进行比对，确定仪器的灵敏度、线性度、重复性等性能指标；检定是指根据国家相关标准和法规的要求，对仪器的技术性能进行检验，确保其达到国家法定的计量标准要求。

2. 不确定度分析在校准和检定的基础上，我们可以利用不确定度分析方法来评定磁力式磁强计的测量不确定度。

不确定度分析是指通过对仪器各种误差源的分析和计算，确定测量结果的不确定度范围。

在不确定度分析中，我们需要考虑到仪器本身的误差、环境条件的影响以及操作人员的技术水平等因素，并进行合理的误差传递和合成。