特斯拉计测量不确定度的评估

特斯拉计测量不确定度的评估

1、 概述

1.1、测量依据：JJG242-1996《特斯拉计检定规程》

1.2、计量标准：主要计量标准设备为高精度特斯拉计、亥姆霍兹线圈、标准磁场线圈、电磁铁、零高斯屏蔽腔，测量范围（0~

2.0）T 。

表1. 实验室的计量标准器和配套设备

1.3、被测对象：

表2. 被测特斯拉计的分类

待标准磁场和特斯拉计零位稳定后，将标准特斯拉计探头与被检特斯拉计探头放入标准磁场中，并对探头进行对位调整，找出读数最大值的位置固定位置，标准特斯拉计示值即为磁场实际值。调节特斯拉计检定装置输出至检定点，指针表各量程选取满量程、1/2量程和7/10量程值作为检定点进行检定，数字特斯拉计每个量程均匀取5个点进行检定，量程之间需衔接。 2、数学模型

0A A -=∆

式中：∆—特斯拉计示值误差；

A —被检特斯拉计示值； A 0—标准特斯拉计示值。 3、不确定度传播率

2222222c 1S 2S 12()()()()()u y c u t c u t u y u y =+∆=+

式中，灵敏系数1/1s c x t =∂∂=，2/1s c x t =∂∂∆=。 4、标准不确定度评定

4.1 由特斯拉计检定装置准确度引入的标准不确定度1u 。用B 类标准不确定度评定。特斯拉计检定装置的扩展相对不确定度为U rel =1.0×10-3，k =2，以30mT 为例：

1u =mT 0087.03）30%05.0（≈⨯

4.2 由被检特斯拉计的读数分辨力（估读）引入的标准不确定度2u ，用B 类标准不确定度评定。

被检特斯拉计的分辨力为0.01mT ，则不确定度区间半宽为0.005mT ，按均匀分布计算：

2u =3005

.0≈0.0029 mT

4.3由测量重复性引入的标准不确定度3u 。

用A 类标准不确定度评定。以校准30mT 为例，待示值稳定后，重复测量10次如下：

∑==

11

i i

10

1x

x =30.269mT

采用贝塞尔公式计算标准偏差

1

-10）

-（）（10

1

i 2

i

∑

==

x x x u ≈0.0074mT

10

）

（3x u u =

≈0.0023mT 由于重复性分量包含人员读数引入的不确定度分量，为避免重复计算， 为避免重复计算，只计最大影响量2u ，舍弃3u 。 5、合成标准不确定度 5.1、主要标准不确定度汇总表

5.2、合成标准不确定度计算

以上各项标准不确定度分量是互不相关的，所以合成标准不确定度为：

2221c u u u +=

≈0.011mT

5.3、扩展标准不确定度计算

取包含因子k ＝2，则：

()022.0==x ku U c mT

6.对使用特斯拉计检定装置校准特斯拉计的测量不确定度评估 6.1 根据JJG242-1996的规定，其测量不确定度见下表：

7.校准和测量能力（CMC ）

等级为1级的特斯拉计是使用特斯拉计检定装置可校准的最佳被校特斯拉计，

因此该项目的CMC 为：

B ：（6～2000）mT ，U =（0.007～1.3）mT ，k =2。