影响特斯拉计测量的不确定因素
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-3
2 ∑( xi -x)
n
n -1
= 0. 092 ×10
-3
, 测量结果由
( 3) 合成不确定度的计算 由于各项不确定度分量彼此独立 , 互不相关 , 灵敏度 系数绝对值均为 1 。 因此将各项不确定度分量代入上 ( 下转第 64 页)
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参考文献 [ 1] JJG 242 -1995《 特斯拉计》 . [ 2] F. W. BELL7010 型特斯拉计使用说明书 . [ 3] JJF1059 . 12012《 测量不确定度评定与表示》 .
ucrel =
பைடு நூலகம்
i =1
∑ ureli = urel1 +urel2 +urel3 +urel4
2
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计算得 : 1000mT , u crel = 0. 070 % ( 4) 扩展不确定度的评定 根据 JJG1059 -1999《测量不确定度评定与表示》 要 求 , 这里 υ 2 , 所以测量相对扩 eff1 充分大 , 取包含因子 k = 展不确定度为 : 对于名义值点 1000mT : urel =k ×ucrel = 2× 0. 070 %=0. 14 % ( 5) 测量不确定度报告 对于名义值点 1000mT : U rel = 0. 14 %, k = 2。
i =1
单次测量获得 , 所以标准不确定 urel1 ≈ 0. 092 ×10 -3 。 ② 标准特斯拉计引入的不确定度分量 urel2 , 采用 B 类方 法评定 。 F. W. BELL 公司生 产 7010 GAUSS/TESLA METER 准确度等 级为 ±0. 05 %, 得 到半宽区 间为 a 2 = 0. 05 %, 它属于均匀分布 , 取包含因子 k = 3 , 不确定度 分量 : a 2 0. 5× 10 -3 urel 2 = = = 0. 29 ×10 -3 k 3 ③ 探 头体 积 磁场 不均 匀 度引 入 的 不确 定 度 分量 urel3 , 采用 B 类方法评定 。 据 JJG242 1995《特斯拉计》 检 定规程规定 , 实测该项误差为 : 1. 6 ×10 -3 。 因此该项误 差的半宽区间为 : a 3 =1. 6 ×10 它属于正态分布 , 取包 含因子 k = 2. 58 , 不确定度分量 : a 3 1. 6× 10 -3 urel 3 = = = 0. 62 ×10 -3 k 2. 58 ④ 磁场不稳定度引入的不确定度分量 urel4 , 采用 B 类方法评定 。 据 JJG242 1995《特斯拉计》 检定规程规定 情况下 , 实测该项误差为 : 0. 1 ×10 -3 的该误差的半宽区 3 间为 : a 4 =0. 1 ×10 , 它属于均匀分布 , 且互不相关 , 取 包含因子 k = 3 , 不确定度分量 a 4 0. 1× 10 -3 3 urel 4 = k = = 0. 06 ×10 3 ( 2) 标准不确定度汇总 , 见表 1 :
力承担计量检定费用 。 现代医学技术发展迅猛 , 而乡镇卫生院在用的医用 计量器具大部分是上世纪七 、 八十年代的产品 , 性能开始 老化 ; 有一部分是城市医院调拨支援的设备 , 而这部份的 设备本是三级或二级医疗机构本身将要淘汰的 , 其性能 就不稳定 。 由于乡镇卫生院缺乏资金 , 很难对在用的设 备进行升级换代 , 导致性能不良的医用计量器具继续“ 带 病” 坚持工作 。 由于乡镇医疗机构的经济普遍不太景气 , 个别卫生 院工资发放都不正常 , 无力承担医用计量器具强制性计 量检定所发生的费用 , 导致医用计量器具强制性计量检 定无法正常进行 , 无法全面判定在用医用计量器具的计 量性能指标是否符合要求 , 设备状况令人堪忧 。 再加上 医用诊断仪器设备的实际利用率与市级医院的同类设备 无法比拟 , 从利益回报的角度看 , 在一定程度上也影响了 乡镇医疗计量器具的受检率 。 综上所述 , 不管何种原因 , 医疗机构医用计量器具的 计量检定状况如果不加以改变 , 不仅会阻止城乡社区卫 生服务质量的进一步提高 , 也会阻碍政府提出的“ 有地方 看病 、看得起病 、 加强预防少生病”卫生工作目标的实现 , 更是对患者生命健康的极不负责任 。 因此 , 质监部门应 重点做好以下几方面的工作 : ( 1) 利用各种舆论宣传工具 , 建立并加强医疗卫生单 位计量器具的检定结果定期通报制度 , 提高医院领导的 责任心和法律意识 。 使其充分认识到遵守计量法律 、法 规在医院建设中的重要性 , 不断强化计量法制意识 , 把计 量监督纳入医院质量管理的轨道 , 推进医院质量管理 。 ( 2) 质监部门作为执法部门 , 要加强对医疗机构强制 检定的医用计量器具监督检查 , 必要时要将监督检查结 果通报给各级人大 、政府 、 政协 、 政府各有关部门 , 特别是 卫生行政主管部门 , 让他们也能充分了解 、 深刻认识医用 ( 上接第 62 页) 式 , 得相对合成标准不确定度为 :
作者简介 : 田晔非 , 男 , 工程师 。 工作单位 : 重庆市计量质量检测研究院电学电 子计量检测研究中心 。 通讯地址 : 401123 重庆市渝北区杨柳北路 1 号 。 收稿日期 : 2013 -07-30
作者简介 : 钱磊 , 男 , 工程师 。 工作单位 : 湖州市 计量检定 测试研究 所 。 通 讯地址 : 313000 浙江省湖州市安吉路 299 号 。 收稿日期 : 2013 -05-07
4 结束语 本文介绍了在进行特斯拉计测量磁场时所采用的方 法 , 并着重介绍了特斯拉计测量的不确定度评定方法 , 对 相关工程人员进行特斯拉计测量时选择方法及评定不确 定度具有重要的参考价值 。
摘 要 : 利用霍尔效应原理制成的特斯拉计 , 是检测空间各类磁场的专用仪器 。 本文 详细介绍了用 特斯拉计标准装 置测量被检 特斯拉计 的结果不 确 定度评定方法 , 分析了影响特斯拉计测量的不确定因素 , 并定量给出了在名义值点的不确定度 。 关键词 : 特斯拉计 ; 磁测量 ; 不确定度
1 引言 特斯拉计也称为高斯计 , 是可用于对永久磁性材料 的表面磁场 、 空间的直流磁场进行测量的专用仪器 。 在 磁性测量领域中用途十分广泛 。 文中试验所用标准特斯 拉计是应用霍尔效应原理制成的高性能测磁仪器 。 2 概述 ( 1) 测量依据 : JJG242 1995《特斯拉计》 检定规程 ; ( 2) 环境条件 : 温度 : ( 20 ± 5) ℃, 相对湿度 ≤80 %; ( 3) 标准器特 斯拉计 : 美国 F. W. BELL 公司生产 的 7010 型特斯拉计 , 测量范围 : ( 0. 01 ～ 2) T; ( 4) 测量辅助设备 : ① 线性直流稳压稳流电源 , 测量范围 : 电压( 0 ～ 150) V 、电流( 0 ～ 15) A; ② 电磁铁 , 测量范围 : 功率 2KW 、 直流电流( 0 ～ 15) A; ( 5) 测量方法 根据霍尔效应的工作原理 , 采用同时比较法 , 经探头 对位调整将标准和被检特斯拉计的探头置于 同一磁场 中 , 读出最大值作为指示值 , 而标准特斯拉计的指示值即 为磁场的实际值 。 再用相对误差表示被检特斯拉计的基 本误差 。 ( 6) 测量建立数学模型 Δ T =T -T0 +δ 式中 : Δ T — 示值误差 ; T — 实际值 ; T0 —名义值 ; δ — 其它因素引起的误差 。 3 测量不确定度的分析 ( 1) 测量结果不确定度的来源 ① 特斯拉计标准装置测量重复 性的标准不确 定度 urel1 , 采用 A 类方法 评定 。 取 HT100G 型 0. 5 级特斯 拉 计 , 在名义值为 1000mT 的点 , 重复连续测量 10 次 , 测量 结果平均 值为 x =997. 501mT 。 算得 : 1000mT 点时的 标 准偏差 s( x) =
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用特斯拉计标准装置测量被检特斯拉计的结果不确定度评定
The Evaluation of Measurement Uncertainty for Tesla Meter Standard Device
计量：ｗｗｗ．ｃｑｓｔｙｑ．ｃｏｍ
田晔非
( 重庆市计量质量检测研究院 , 重庆 401123)
表1 标准不确 定度分量 urel1 urel2 urel3 urel4 不确定度来源 测量重复性 标准特斯拉计不准 磁场不均匀度 磁场不稳定度 标准不确定度 分量的相对值( % ) 0. 092 × 10 -3 0. 29 ×10 -3 0. 62 ×10 -3 0. 06 ×10 -3 自由度 9 ∞ ∞ ∞
9
计量器具的量值准确与否事关人民群众的身体健康和生 命安全 , 给质监部门执法工作提供支持 。 ( 3) 质监部门应与各级医疗卫生行政主管部门主动 沟通 、 密切配合 , 形成合力 。 医疗计量工 作要想顺利开 展 , 必须由三个部门共同促成 : 一是医疗卫生部门的协调 重视 ; 二是质量技术监督部门的行政管理 ; 三是计量技术部 门的优质服务 。 三者缺一不可 , 否则会产生障碍 , 工作不能 全面展开 。 质监部门自身要明确目标 、 落实责任 、 完善制度 , 与卫生部门共同开展计量达标 、强检备案等多种形式的医 疗卫生计量监督管理工作 。 督促各医疗机构设置专门部门 或专兼职人员依法对医用计量器具进行管理 。 ( 4) 建立医疗卫生计量监管机制 , 并将乡镇卫生院医 用计量器具强制检定的费用纳入财政预算 。 作为民生计 量领域的重点内容 , 政府应推动并健全医疗卫生计量监 管专项经费的落实 , 不仅将乡镇 、 社区卫生院和私人诊所 的在用医用计量器具的检定费用纳入各级财政预算 , 而 且用三到五年的时间完成乡镇卫生院基本医用计量器具 更新 , 切实减轻医疗机构的经济负担 。 ( 5) 各医疗机构要加强计量队伍人才培养 。 医疗机 构设备管理部门所有工程技术人员都应参加医学计量培 训班学习 , 特别是加强医用计量器具使用者的培训 , 掌握 正确的使用方法和基本的维护知识 , 提高在用医用计量 器具的可靠性 。 总之 , 加强医用计量器具管理 , 做好医疗机构计量监 管工作 , 不仅为患者提供科学准确的诊治依据 , 保证医疗 机构医疗工作的正常开展 , 同时在一定程度上也保护了 医疗机构 , 对构建和谐社会 、 维护人民生命健康将有非同 小可的现实意义 。
2 ∑( xi -x)
n
n -1
= 0. 092 ×10
-3
, 测量结果由
( 3) 合成不确定度的计算 由于各项不确定度分量彼此独立 , 互不相关 , 灵敏度 系数绝对值均为 1 。 因此将各项不确定度分量代入上 ( 下转第 64 页)
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参考文献 [ 1] JJG 242 -1995《 特斯拉计》 . [ 2] F. W. BELL7010 型特斯拉计使用说明书 . [ 3] JJF1059 . 12012《 测量不确定度评定与表示》 .
ucrel =
பைடு நூலகம்
i =1
∑ ureli = urel1 +urel2 +urel3 +urel4
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计算得 : 1000mT , u crel = 0. 070 % ( 4) 扩展不确定度的评定 根据 JJG1059 -1999《测量不确定度评定与表示》 要 求 , 这里 υ 2 , 所以测量相对扩 eff1 充分大 , 取包含因子 k = 展不确定度为 : 对于名义值点 1000mT : urel =k ×ucrel = 2× 0. 070 %=0. 14 % ( 5) 测量不确定度报告 对于名义值点 1000mT : U rel = 0. 14 %, k = 2。
i =1
单次测量获得 , 所以标准不确定 urel1 ≈ 0. 092 ×10 -3 。 ② 标准特斯拉计引入的不确定度分量 urel2 , 采用 B 类方 法评定 。 F. W. BELL 公司生 产 7010 GAUSS/TESLA METER 准确度等 级为 ±0. 05 %, 得 到半宽区 间为 a 2 = 0. 05 %, 它属于均匀分布 , 取包含因子 k = 3 , 不确定度 分量 : a 2 0. 5× 10 -3 urel 2 = = = 0. 29 ×10 -3 k 3 ③ 探 头体 积 磁场 不均 匀 度引 入 的 不确 定 度 分量 urel3 , 采用 B 类方法评定 。 据 JJG242 1995《特斯拉计》 检 定规程规定 , 实测该项误差为 : 1. 6 ×10 -3 。 因此该项误 差的半宽区间为 : a 3 =1. 6 ×10 它属于正态分布 , 取包 含因子 k = 2. 58 , 不确定度分量 : a 3 1. 6× 10 -3 urel 3 = = = 0. 62 ×10 -3 k 2. 58 ④ 磁场不稳定度引入的不确定度分量 urel4 , 采用 B 类方法评定 。 据 JJG242 1995《特斯拉计》 检定规程规定 情况下 , 实测该项误差为 : 0. 1 ×10 -3 的该误差的半宽区 3 间为 : a 4 =0. 1 ×10 , 它属于均匀分布 , 且互不相关 , 取 包含因子 k = 3 , 不确定度分量 a 4 0. 1× 10 -3 3 urel 4 = k = = 0. 06 ×10 3 ( 2) 标准不确定度汇总 , 见表 1 :
力承担计量检定费用 。 现代医学技术发展迅猛 , 而乡镇卫生院在用的医用 计量器具大部分是上世纪七 、 八十年代的产品 , 性能开始 老化 ; 有一部分是城市医院调拨支援的设备 , 而这部份的 设备本是三级或二级医疗机构本身将要淘汰的 , 其性能 就不稳定 。 由于乡镇卫生院缺乏资金 , 很难对在用的设 备进行升级换代 , 导致性能不良的医用计量器具继续“ 带 病” 坚持工作 。 由于乡镇医疗机构的经济普遍不太景气 , 个别卫生 院工资发放都不正常 , 无力承担医用计量器具强制性计 量检定所发生的费用 , 导致医用计量器具强制性计量检 定无法正常进行 , 无法全面判定在用医用计量器具的计 量性能指标是否符合要求 , 设备状况令人堪忧 。 再加上 医用诊断仪器设备的实际利用率与市级医院的同类设备 无法比拟 , 从利益回报的角度看 , 在一定程度上也影响了 乡镇医疗计量器具的受检率 。 综上所述 , 不管何种原因 , 医疗机构医用计量器具的 计量检定状况如果不加以改变 , 不仅会阻止城乡社区卫 生服务质量的进一步提高 , 也会阻碍政府提出的“ 有地方 看病 、看得起病 、 加强预防少生病”卫生工作目标的实现 , 更是对患者生命健康的极不负责任 。 因此 , 质监部门应 重点做好以下几方面的工作 : ( 1) 利用各种舆论宣传工具 , 建立并加强医疗卫生单 位计量器具的检定结果定期通报制度 , 提高医院领导的 责任心和法律意识 。 使其充分认识到遵守计量法律 、法 规在医院建设中的重要性 , 不断强化计量法制意识 , 把计 量监督纳入医院质量管理的轨道 , 推进医院质量管理 。 ( 2) 质监部门作为执法部门 , 要加强对医疗机构强制 检定的医用计量器具监督检查 , 必要时要将监督检查结 果通报给各级人大 、政府 、 政协 、 政府各有关部门 , 特别是 卫生行政主管部门 , 让他们也能充分了解 、 深刻认识医用 ( 上接第 62 页) 式 , 得相对合成标准不确定度为 :
作者简介 : 田晔非 , 男 , 工程师 。 工作单位 : 重庆市计量质量检测研究院电学电 子计量检测研究中心 。 通讯地址 : 401123 重庆市渝北区杨柳北路 1 号 。 收稿日期 : 2013 -07-30
作者简介 : 钱磊 , 男 , 工程师 。 工作单位 : 湖州市 计量检定 测试研究 所 。 通 讯地址 : 313000 浙江省湖州市安吉路 299 号 。 收稿日期 : 2013 -05-07
4 结束语 本文介绍了在进行特斯拉计测量磁场时所采用的方 法 , 并着重介绍了特斯拉计测量的不确定度评定方法 , 对 相关工程人员进行特斯拉计测量时选择方法及评定不确 定度具有重要的参考价值 。
摘 要 : 利用霍尔效应原理制成的特斯拉计 , 是检测空间各类磁场的专用仪器 。 本文 详细介绍了用 特斯拉计标准装 置测量被检 特斯拉计 的结果不 确 定度评定方法 , 分析了影响特斯拉计测量的不确定因素 , 并定量给出了在名义值点的不确定度 。 关键词 : 特斯拉计 ; 磁测量 ; 不确定度
1 引言 特斯拉计也称为高斯计 , 是可用于对永久磁性材料 的表面磁场 、 空间的直流磁场进行测量的专用仪器 。 在 磁性测量领域中用途十分广泛 。 文中试验所用标准特斯 拉计是应用霍尔效应原理制成的高性能测磁仪器 。 2 概述 ( 1) 测量依据 : JJG242 1995《特斯拉计》 检定规程 ; ( 2) 环境条件 : 温度 : ( 20 ± 5) ℃, 相对湿度 ≤80 %; ( 3) 标准器特 斯拉计 : 美国 F. W. BELL 公司生产 的 7010 型特斯拉计 , 测量范围 : ( 0. 01 ～ 2) T; ( 4) 测量辅助设备 : ① 线性直流稳压稳流电源 , 测量范围 : 电压( 0 ～ 150) V 、电流( 0 ～ 15) A; ② 电磁铁 , 测量范围 : 功率 2KW 、 直流电流( 0 ～ 15) A; ( 5) 测量方法 根据霍尔效应的工作原理 , 采用同时比较法 , 经探头 对位调整将标准和被检特斯拉计的探头置于 同一磁场 中 , 读出最大值作为指示值 , 而标准特斯拉计的指示值即 为磁场的实际值 。 再用相对误差表示被检特斯拉计的基 本误差 。 ( 6) 测量建立数学模型 Δ T =T -T0 +δ 式中 : Δ T — 示值误差 ; T — 实际值 ; T0 —名义值 ; δ — 其它因素引起的误差 。 3 测量不确定度的分析 ( 1) 测量结果不确定度的来源 ① 特斯拉计标准装置测量重复 性的标准不确 定度 urel1 , 采用 A 类方法 评定 。 取 HT100G 型 0. 5 级特斯 拉 计 , 在名义值为 1000mT 的点 , 重复连续测量 10 次 , 测量 结果平均 值为 x =997. 501mT 。 算得 : 1000mT 点时的 标 准偏差 s( x) =
计量：ｗｗｗ．ｃｑｓｔｙｑ．ｃｏｍ
用特斯拉计标准装置测量被检特斯拉计的结果不确定度评定
The Evaluation of Measurement Uncertainty for Tesla Meter Standard Device
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田晔非
( 重庆市计量质量检测研究院 , 重庆 401123)
表1 标准不确 定度分量 urel1 urel2 urel3 urel4 不确定度来源 测量重复性 标准特斯拉计不准 磁场不均匀度 磁场不稳定度 标准不确定度 分量的相对值( % ) 0. 092 × 10 -3 0. 29 ×10 -3 0. 62 ×10 -3 0. 06 ×10 -3 自由度 9 ∞ ∞ ∞
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计量器具的量值准确与否事关人民群众的身体健康和生 命安全 , 给质监部门执法工作提供支持 。 ( 3) 质监部门应与各级医疗卫生行政主管部门主动 沟通 、 密切配合 , 形成合力 。 医疗计量工 作要想顺利开 展 , 必须由三个部门共同促成 : 一是医疗卫生部门的协调 重视 ; 二是质量技术监督部门的行政管理 ; 三是计量技术部 门的优质服务 。 三者缺一不可 , 否则会产生障碍 , 工作不能 全面展开 。 质监部门自身要明确目标 、 落实责任 、 完善制度 , 与卫生部门共同开展计量达标 、强检备案等多种形式的医 疗卫生计量监督管理工作 。 督促各医疗机构设置专门部门 或专兼职人员依法对医用计量器具进行管理 。 ( 4) 建立医疗卫生计量监管机制 , 并将乡镇卫生院医 用计量器具强制检定的费用纳入财政预算 。 作为民生计 量领域的重点内容 , 政府应推动并健全医疗卫生计量监 管专项经费的落实 , 不仅将乡镇 、 社区卫生院和私人诊所 的在用医用计量器具的检定费用纳入各级财政预算 , 而 且用三到五年的时间完成乡镇卫生院基本医用计量器具 更新 , 切实减轻医疗机构的经济负担 。 ( 5) 各医疗机构要加强计量队伍人才培养 。 医疗机 构设备管理部门所有工程技术人员都应参加医学计量培 训班学习 , 特别是加强医用计量器具使用者的培训 , 掌握 正确的使用方法和基本的维护知识 , 提高在用医用计量 器具的可靠性 。 总之 , 加强医用计量器具管理 , 做好医疗机构计量监 管工作 , 不仅为患者提供科学准确的诊治依据 , 保证医疗 机构医疗工作的正常开展 , 同时在一定程度上也保护了 医疗机构 , 对构建和谐社会 、 维护人民生命健康将有非同 小可的现实意义 。