JJF(鄂) 185-2026 磁阻式磁传感器校准规范

CalibrationSpecifica磁阻式磁传感器校准规范磁阻式磁传感器校准规范I 1 1 1 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 5 5 5 12 13 18附录C校准证书内页格式 20I本规范依据国家计量技术规范JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、磁阻式磁传感器校准规范凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适3术语和计量单位3.1磁阻式磁传感器magnetoresistivemagneticsensor利用磁阻材料的电阻值、电阻率随外加磁场变化而变3.2灵敏度sensitivity）），3.3线性度linearity在测量范围内，磁传感器输出电压与输入磁通密度（T）之间3.4磁滞hysteresis在测量范围内，随磁通密度增加方向（正行程）和磁通密度（），磁滞的单位为微特(μT），用符号BH表示。—2—3.5磁场噪声magneticnoise磁场噪声的峰峰值单位为纳特（nT用符号BN,PP单位为皮特每根号赫兹（pT/Hz用符号BN,PSD表示。3.6频率响应frequencyresponse3.7时（间）漂（移）timedrift4.1原理磁阻式磁传感器（以下简称磁传感器）用于测量毫特级及以场环境改变时，受外界磁场影响，其阻值随之发生变化，因而可信号实现磁场的测量。磁传感器的输出电压与供电电压及被测磁场的关系如公式（1）所示。U=ksBUs（1）U——磁传感器的输出电压，V；ks——磁传感器的灵敏度，V/（V·TB——被测磁场的磁感应强度，T；Us——磁传感器的供电电压，V。磁阻式磁传感器一般采用推挽式惠斯通全桥结构设计磁阻式磁传感器按极性主要分为单极性和双极性两种，磁阻式磁传感器按敏感元件原理分包括各向异性磁阻（An5计量特性5.1灵敏度5.2线性度线性度不超过2%。5.3磁滞噪声峰峰值不小于0.5nT；5.5频率响应—4—6校准条件6.1环境条件d)供电电源220±22）V50±1）Hz；6.2校准用设备校准用设备应经过计量技术机构检定或校准，满足1)稳定性1×10-5~1×10-3）/30min。1)工作区梯度：≤2nT；f)频谱分析仪（或具有频谱分析功2)电压采集本底噪声：≤10nV/Hz@1Hz。7校准项目和校准方法7.1校准项目1234567.2校准方法d)将被校磁传感器放在磁场复现系统工作区的大磁通密度到负向最大磁通密度（反行程逐一复现所f)记录标准磁场值、被校磁传感器的供电电压和输出电压，按公式（2）计算被（2）k——标准磁场与被校磁传感器输出电压最佳拟合直线的斜率，V/T；g)对于单极性输出的磁阻式磁传感器，其7.2.2线性度（3）Ui—7—L——被校磁传感器的线性度；BS——线性度对应的标称示值区间的量程，T。BH——被校磁传感器的磁滞，T；BN,PP——被校磁传感器的峰峰值噪声，T；Umax——被校磁传感器的最大输出电压，V；Umin——被校磁传感器的最小输出电压，V；Us——被校磁传感器的供电电压，V。e)用频谱分析仪（数据采集器）测量磁传感UN——被校磁传感器输出电压的功率谱密度，μV/Hz；BN,PSD——被校磁传感器噪声的功率谱密度，pT/Hz。7.2.5频率响应rf——在频率fi的磁感应强度衰减量，dB；Ufi——在频率fi的被校磁传感器的输出值，V；Uf1——在初始频率f1的被校磁传感器的输出值，V。b)校准点的选择：在屏蔽装置内磁场校准点为零点，根据被校磁传感器的使用要d)按选定的时间间隔用数字多用表或数字采集器连续记录被式中:a)需要在一定的背景磁通密度下校准时漂时，用磁场线圈复现b)校准点的选择:根据被校磁传感器的使用要求选择磁通密度校准点、漂移时间及c)将被校磁传感器放入磁场线圈工作区，调整探头方向，观察式中:8校准结果的处理校准结果应在校准证书（报告）上反应，校准证书）；g)进行校准的日期，如果与校准结果的有效性有关时，应说p)未经实验室书面批准，不得部分复制证书或报告的声明9复校时间间隔A.2.1测量模型灵敏度校准的测量模型可简化描述为：ks（A.1）ks——被校磁传感器的灵敏度V/（V·TBx——被校磁传感器的输入磁场，T。根据不确定度传递率：∂ks/∂xi称为灵敏度系数，xi分别为Ux、Bx、US，u（xi）为各分量的标准不确定度。使用相对量时，灵敏度的不确定度为：灵敏度的不确定度主要来源有：磁阻式磁传感器的输出电压测量用34420A，经过检定，10V档电压的测量不确定度为0.007%(k=2)，则由数字电压表不准引入的不确定度分量为：b）由最小二乘法线性拟合引入的不确定度分量灵敏度是拟合直线的斜率，由最小二乘法线性拟合引入的不确定度分量为：r——最佳拟合直线的相关系数。根据经验取r=0.99，n为参与拟合曲线的总点数，则urel(r3)=0.005%。磁阻式磁传感器的输出电压幅值与供电电压线性相关，一般恒压源30min内的稳定性为0.01%，假设其服从均匀分布，则由供电电压稳定性引入的不确定度分量为：磁场复现系统经过校准，30min内的最大漂移不超过0.001%。假设其服从均匀分布，则由磁场复现稳定引入的不确定度分量为：b）由磁场复现非均匀性引入的不确定度分量磁场复现系统经过校准，工作区内磁场非均匀性不大于0.01%。假设其服从均匀分布，则由磁场复现非均匀性引入的不确定度分量为：c）由磁阻式磁传感器磁轴与磁场磁轴不平根据经验，磁轴对准误差一般不超过0.5°。其服从均匀分布1-cosθ)服从投影分布，k=10/3，则由磁轴不平行引入的不确定度分量为：假设工作区干扰磁场不超过50nT，服从正态分布，k=3，线性拟合用磁场范围±1mT，则由干扰磁场引入的不确定度分量为：转换系数的测量重复性主要由被校磁阻式磁传感器的测量重复性各个不确定度分量独立不相关，并考虑影响量，灵敏度各不确定度分量的灵敏度系数为1或-1，则被校磁阻式磁传感器灵敏度的相对合成标准不确定度为：取扩展因子k=2，则被校磁阻式磁传感器灵敏度相对扩展不确定度为：A.3.1测量模型BH——被校磁阻式磁传感器的磁滞，μT；u(BH)=0A.3.3.3磁场稳定性引入的不确定A.3.3.4磁场复现重复性引入的不确定B0i/μTks/(V/(V·T))Lks/(V/（V·T）)BH/μTks/(V/(V·T))BN,PP/nT…ks/(V/(V·T))NUN,PSD/μV/Hz@1HzBN,P