JJF 1962-2022 磁悬浮转子真空计校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范2磁悬浮转子真空计校准规范rs9发布 9实施国家市场监督管理总局 发布2磁悬浮转子真空计校准规范rcs

2归 口 单 位:全国压力计量技术委员主要起草单位:中国计量科学研究院参加起草单位:兰州空间技术物理研究所本规范委托全国压力计量技术委员会负责解释本规范主要起草人:于红燕中国计量科学研究院)王金库中国计量科学研究院)参加起草人:冯 焱兰州空间技术物理研究所)成永军兰州空间技术物理研究所)目 录引言………………………

Ⅱ)1范围……………………2引用文件………………3术语和计量单位………………………1术语…………………2计量单位……………4概述……………………5计量特性………………6校准条件………………1环境条件……………2测量标准及其他设备………………7校准项目和校准方法…………………1校准项目……………2校准方法……………1准备工作…………2残余阻尼…………3适应系数…………4拆卸………………8校准结果表达…………9复校时间间隔…………

1)1)1)1)1)2)2)3)3)3)3)3)3)3)4)5)5)5)5)附录A 磁悬浮转子真空计校准记录格式……………

6)附录B 校准证书内页)格式………

7)附录C 适应系数校准的测量不确定度评定示例……

8)Ⅰ引 言0国家计量校准规范编写规则1通用计量术语及定义2测量不确定度评定与表示》和T7真空技术术语》共同构成本规范制定的基础性系列规范。本规范参考了T7真空计与标准真空计直接比较校准B7真空技术真空计与标准真空计直接比较校准结果的不确定度评定》制定,采用了其中的基本原则对具体方法和技术指标进行了细化、补充和修改。本规范为首次发布。Ⅱ磁悬浮转子真空计校准规范范围本规范适用于测量范围在4a以内的磁悬浮转子真空计的校准。引用文件本规范引用了下列文件:8压力计量名词术语7真空技术 术语7真空技术 图形符7真空计 与标准真空计直接比较校准7真空技术 真空计 与标准真空计直接比较校准结果的不确定度评定凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本规范凡是不注日期的引用文件,其最新版本包括所有的修改单适用于本规范。术语和计量单位术语真空计 me测量低于大气压力的气体或蒸汽压力的一种仪器。,定义]磁悬浮转子真空计 e根据磁悬浮转子转速的衰减与其周围气体分子的外摩擦有关的原理制成的真空测量仪表。,定义]校准室r标准装置中用于安装被校准仪器的真空室。残余压力e,校准室内所能达到的最低压力。1定义],适应系数rσ 。磁悬浮转子真空计压力测量值与标准压力值之比残余阻尼s磁悬浮转子真空计测量压力时,由于转子的磁场不均匀而产生的涡流造成转子转速下降,引起的真空计显示压力值。计量单位1磁悬浮转子真空计所测量的压力使用的计量单位为帕斯卡。概述磁悬浮转子真空计以下简称转子真空计是基于在一定条件下转子转速的衰减与其周围气体分子的外摩擦有关的原理制成的真空测量仪器。转子真空计由转子压力传感器、线圈和电子显示单元组成。转子真空计的结构如图1所示。水平方向的真空管2通过法兰连接在真空系统校准室上,转子1位于真空管内部与校准室联通。转子通常为不锈钢材质直径约可自由悬浮于由永磁体3提供的磁场中。叠加稳定线圈4和8产生的磁场用于降,转子的相对减速率-为测量信号,该信号由信号线圈6获得。转子真空计测量固定转子在适当的位置。四个驱动线圈5产生旋转磁场,使得转子以0降,转子的相对减速率-为测量信号,该信号由信号线圈6获得。转子真空计测量ωω的压力值是相对减速率的函数,可以通过数学模型计算得到。由于转子的磁场不均匀会产生残余阻尼,因此需要残余阻尼减去。图1磁悬浮转子真空计结构图转子真空管永磁体两个竖直方向的稳定线圈四个驱动线圈;两个信号线圈旋转轴四个水平方向的稳定线圈计量特性残余阻尼残余阻尼不大于3。适应系数 。适应系数为52校准条件环境条件

( , 。校准的环境温度为

3℃

校准过程中

环境温度波动度不超过1℃环境相对湿度不大于0。校准设备周围应无影响测量结果的热源振动。测量标准及其他设备测量标准装置

磁场等外界干扰,

周围不应有明显的标准装置采用静态膨胀法真空标准装置,在4a的相对扩展不确定度应不大于0 5n内校准室静态升压量应小于6。其他设备 。其他配套设备见表1

表1配套设备序号仪器设备名称技术要求用途1电离真空计范围72a在4a量级不确定度l优于0 )监测真空系统残余压力2不间断电源)容量大于00输出电压不超过5C用于给转子真空计持续供电并稳定电压3温度记录仪测量范围分辨力不大于1℃最大允许误差优于5℃用于测量校准室及环境温度4氮气源气体纯度9或以上提供校准用气体注:根据客户要求也可采用其他气体。校准项目和校准方法校准项目 。。残余阻尼。适应系数校准方法准备工作安装将转子所在法兰安装于静态膨胀法真空标准装置校准室竖直方向活套法兰上,如图2和图3所示。3 图2静态膨胀法真空标准装置校准转子真空计安装图 图3转子规安装示意图安装注意事项:转子旋转轴线圈轴向)与竖直方向的夹角应小于;安装用螺钉应采用无磁不锈钢螺钉。标准装置检查安装完毕后应尽快对真空系统抽气,

并进行检漏

。如果转子保持在真空状态,在校准室压力低于4a后再开启转子阀门。通常情况下,真空系统在安装转子后,不进行烘烤除气,而采用长时间抽气的方式降低放气率,当5n内校准室静态升压量小于4a才可以开始校准实验。注:由于烘烤会造成磁悬浮转子真空计适应系数发生较大变化,因此在真空系统必须烘烤时,需要征得客户同意,并在烘烤后对转子重新进行磁化。磁化后,应按照说明书检查磁化强度是否符合要求,必要时,需要对转子进行优化。转子真空计通电检查待真空系统压力低于4a后,开启转子真空计。待转子正常运转h且真空系统内的残余压力低于6a后,记录转子真空计的气体种类、残余阻尼、适应系数、转子转速、采样时间、温度。残余阻尼按表2对转子真空计进行设置。表2转子真空计参数设置气体种类残余阻尼a适应系数转子转速低)转子转速高)采样时间s温度℃200000实测待真空系统压力值低于6a后,连续记录0个真空计读数,将其平均值作为转子真空计的残余阻尼。注正常情况下,残余阻尼应该在4a量级,若残余阻尼大于3,那么需要检测转子的磁化强度,若达不到说明书要求,则需要重新对转子进行磁化。4适应系数测量残余阻尼s在达到所校准的压力点之前和之后,点的残余阻尼。

分别测量残余阻尼,

用两次平均值作为该压力注若h内真空系统校准室的温度在1℃以内波动,则可采用计算机记录残余阻尼及转速,做出残余阻尼与转速的曲线。标准装置的压力值和转子真空计的压力示值d在测量范围内应至少选择6个压力校准点,每个数量级内校准点应不少于2个,校准点的选取可与客户协商确定。标准装置按压力由低到高的顺序逐个建立所需要校准点,其压力值应在约定校准点的0以内。对每个压力点,稳定1n后开始记录转子真空计的读数,连续记录0个数据,将其平均值作为该压力点的。记录标准装置产生的压力值,记录格式见附录。数据处理转子真空计每个压力点的适应系数σ由式

)

给出。σ ds

)式中:

= d标准装置的压力值;转子真空计的压力示值;转子真空计残余阻尼。通常情况下,适应系数的不确定度应逐点给出,具体评定示例见附录C。拆卸还需要关断阀门。还需要关断阀门。然后依次关停真空系统充气最后将转子从真空系统上拆卸阀,阀

,先对转子减速,

待转子转速为0后

关闭转子真空计电源,

如果带下来。校准结果表达校准记录格式见附录。校准证书出具校准证书

,校准证书应包括信息及校准证书校准

内页

格式见附录。校准结果报告 。校准结果的不确定度评定参照附录C复校时间间隔转子真空计的复校时间间隔建议为2年。由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况

、使用者、

仪器本身质量等诸因素所决定的,因此,送校单位可根据实际情况自主决定复校时间间隔。5附录A磁悬浮转子真空计校准记录格式客户名称:客户地址:器具名称: 生产厂商:数字表型号规格: 出厂编号转子编号:校准日期: 环境温度: ℃ 环境湿度: 校准地点: 校准用气体:证书编号:标准器信息:校准结果:标准压力da转子真空计测量值a适应系数σ不确定度/1d2残余阻尼抽气时间烘烤:阀门:参数设置气体种类残余阻尼a适应系数转子转速低z转子转速高z采样时间s温度℃校准前参数设置校准实验参数设置20000校准后恢复参数设置6附录B校准证书内页)格式环境温度: ℃ 环境湿度: 校准地点: 校准用气体:校准结果:标准压力da转子真空计测量值da适应系数α不确定度/残余阻尼:抽气时间:烘烤:阀门:参数设置气体种类残余阻尼a适应系数转子转速低z转子转速高z采样时间s温度℃校准前参数设置校准实验参数设置20000校准后恢复参数设置说明:转子法兰从真空系统上拆卸、运输、再安装会使得转子适应系数产生3~5的变化量;运输过程中用磁铁长时间固定转子会使得转子适应系数产生1 以的变化量。7附录C适应系数校准的测量不确定度评定示例测量模型磁悬浮转子真空计适应系数:σ

ds

)式中:适应系数;

= d转子真空计压力示值;转子真空计残余阻尼;标准装置的压力值。不确定度来源显示值的相对标准不确定度。残余阻尼的相对标准不确定度。标准压力值的相对标准不确定度。 合成标准不确定度计算公式由公式)可得:=2+2+2)其中相对灵敏系数:d×σ=11σ d σs×σ==1σ s σd×

=1×d=1σ输入量的标准不确定度评定

d σ

d真空计显示值的相对标准不确定度)3真空计通常显示为5位有效数字,分辨力足够小,故而用引入的测量重复性作为该项的不确定度。校准要求取0次数据,如表1所示,以平均值作为该压力点的示值,用贝塞尔公式计算该项不确定度为7,相对标准不确定度=73表1转子真空计示值 单位为a22222222228残余阻尼的相对标准不确定度)测量残余阻尼应包括两项,其一是残余阻尼的测量重复性,用贝塞尔公式计算该项不确定度;其二是残余阻尼变化量,用建立压力点之前和之后测量得到残余阻尼之差的2一半,即112作为该项不确定度。20次残余阻尼数据如表2所示,测量重复性为7。表2残余阻尼 单位为a44444444442两次残余阻尼分别为4a和4112=25。相对标准不确定度为up

=2+24r s