GB/T 40661-2021 工频磁场测量仪校准规范

　　ICS 17 . 220 . 20 CCS A 75

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 40661—2021

　　工频磁场测量仪校准规范

　　Calibrationspecificationofmeasurementinstrumentforpower

　　frequencymagneticfield

　　2021-10-1 1 发布 2022-05-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 40661—202 1

　　GB/T 40661—202 1

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1 . 1—2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。 本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由全国电磁兼容标准化技术委员会(SAC/TC 246)提出并归口 。

　　本文件起草单位：中国电力科学研究院有限公司、中国合格评定国家认可中心、国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司。

　　本文件主要起草人：邬雄、张建功、王延召、陈迪、吴永康、万皓、张泽平、路遥、李妮、张广洲、贺伟。

　　GB/T 40661—202 1

　　工频磁场测量仪校准规范

　　1 范围

　　本文件规定了工频磁场测量仪的-般要求、校准参数要求、校准条件、校准项目和校准方法、校准结果、校准间隔等要求。

　　本文件适用于新制造、使用中和修理后的测量额定频率为 50 Hz 的工频磁感应强度的磁场测量仪的校准。

　　注：测量工频电场强度的工频电场测量仪的校准方法见附录 A。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中，注 日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 17626 . 8 电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验

　　3 概述

　　工频磁场测量仪由传感单元、信号处理与显示单元组成。 可以是分体式，也可以是整体式。 测量时传感单元通过支架、支座固定在测量位置。

　　常用的工频磁场测量仪有电磁感应型和霍尔效应型。 电磁感应型根据交流磁通在检测线圈中产生感应电势的原理工作，适用于测量大功率源产生的磁场。 霍尔效应型根据电流在半导体材料流过时，受垂直于表面的磁场作用而在两端面产生电压的原理工作，适用于测量各种功率源产生的磁场。

　　4 一般要求

　　4 . 1 工频磁场测量仪壳体应有足够的机械强度，与支架、支座、手柄的结合应可靠，无松动。

　　4 . 2 工频磁场测量仪工作单元间用于插接信号传输线的插头插座应有锁定机构。

　　4 . 3 使用电池的测量仪单元，当电池电量不足时应有更换电池的指示。

　　4 . 4 工频磁场测量仪壳体上应有铭牌标志，内容包括：

　　— 名称;

　　— 型号规格;

　　— 制造厂;

　　— 产品编号;

　　— 误差限值(也可包含在说明书中);

　　— 灵敏方向(如无标示则为法线方向)。

　　GB/T 40661—202 1

　　5 校准参数要求

　　5 . 1 测量范围

　　工频磁场测量仪测量范围应覆盖 100 nT~1 mT 区间。

　　5 . 2 基本误差

　　工频磁场测量仪，按测量误差分为 5%、10%、20%三级，测量误差分别应不超过量程满度值的 5%、 10% 、20% 。

　　6 校准条件

　　6 . 1 环境条件

　　6 . 1 . 1 大气条件

　　环境气温 15 ℃ ~25 ℃ ,相对湿度 30%~60%。

　　6 . 1 . 2 场地条件

　　对于工频磁场测量仪校准，在场源线圈最小直径或最小边长的 1 . 5 倍周边范围内，除校准装置外不应有影响其正常工作的其他物体。

　　6 . 1 . 3 接地条件

　　试验区域内应有单独的接地装置，接地电阻应不大于 4 Ω。

　　6 . 1 . 4 机械振动

　　试验区域内应无可察觉的机械振动。

　　6 . 2 校准用设备

　　6 . 2 . 1 工频磁场测量仪校准装置

　　工频磁场测量仪使用近似均匀磁场校准。 校准使用的均匀磁场用图 1 所示的载流线圈产生，线圈形状可以是矩形、正方形或圆环形，数量可以是单个或多个。 校准装置主要技术指标应满足：

　　a) 可提供的工频磁感应强度应包括 100 nT~1 mT 区间;

　　b ) 有效工作区尺寸应大于被校工频磁场测量仪探头的尺寸，干扰磁场不大于 10 nT;

　　c) 校准装置的扩展不确定度应不大于被校工频磁场测量仪最大允许误差绝对值的三分之- 。

　　GB/T 40661—202 1

　　符号说明：

　　B— 载流线圈中央工频磁感应强度。

　　图 1 用载流线圈产生校准磁场

　　6 . 2 . 2 试品夹持器具

　　工频磁场测量仪的传感单元应按使用方式用试品夹持器具固定在校准场中，夹具应采用非导磁材料，并具有足够的强度，可实现支撑功能。

　　6 . 2 . 3 电流源

　　校准使用的电流源频率应为(50±0 . 5) Hz,波形失真度不大于 1%,在任-测量点使用时 10 min 内电压或电流的漂移应不超过 ±1%。

　　6 . 2 . 4 电流表

　　测量电流线圈中电流的电流表应使用准确度不低于 0 . 2 级的交流有效值表，且使用时的实际测量误差应不超过 ±0 . 5% 。

　　7 校准项目和校准方法

　　7 . 1 校准项目

　　校准项目如表 1 所示。

　　表 1 校准项目

　　7 . 2 校准方法

　　7 . 2 . 1 外观及标志检查

　　用目测法检查仪器外观是否完好，固定装置是否符合 4 . 1 的要求，插头插座与信号线是否符合 4 . 2

　　GB/T 40661—202 1

　　的要求，铬牌标志是否清晰正确并符合 4 . 4 的要求。 检查情况及结论记录在附录 B 的表 B. 1 中 。

　　7 . 2 . 2 通电试验

　　仪器通电前应对仪器进行干燥处理。

　　仪器按说明书通电，预热 5 min后，仪器应有正常示值。 使用电池的场强仪单元应检查电池储量标示，观察电量是否充足。 通电试验情况及结论记录在表 B. 2 中 。

　　7 . 2 . 3 基本误差试验

　　基本误差试验应包括以下内容。

　　a) 按照相应的试验配置布置好试验现场，所有测量用设备通电，按技术说明书规定时间预热。

　　b ) 将测量仪用夹持器具固定在校准装置产生的均匀场区中央，且灵敏方向与校准场方向-致，设置测量仪为开关开启的工作状态。

　　c) 用校准装置产生等于每个量程 10%、20%、50%、80%、100%满度值的标准场，用于公众曝露电磁环境监测及评价的工频磁场测量仪，需要包含 100 μT 校准点，也可以根据用户要求选择校准点。 由电流表测量电流，并记录到表 B. 4 中，校准装置产生的场强按均匀校准场的中央取值，其量值按 GB/T 17626 . 8 推荐的磁场计算方法取值。

　　d) 记录场强设定值和测量仪示值在表 B. 4 中 。

　　e) 有多个灵敏方向的工频磁场测量仪，重复 b) ~d) 的步骤对每个灵敏方向分别校准。

　　f) 将设定值减去工频磁场测量仪示值，计算得到工频磁感应强度修正值，并记录在表 B. 4 中 。

　　7 . 2 . 4 温度附加误差试验

　　对于新加工或者修理后的工频磁场测量仪，应在 100 μT 校准点处进行温度附加误差试验。 温度附加误差试验在专用的温湿度试验室内进行，试验室内有工频磁场校准装置。

　　进行试验时，调节场强校准装置使仪器显示接近设定值，然后保持场强不变，在选择的温度点停留到仪器示值稳定，或 1 min 内仪器示值无显著变化，记录下仪器示值并填入表 B. 5 。试验的温度范围为

　　-20 ℃ ~40 ℃ ,选择温度间隔不应超过 10 ℃ ,宜选择- 10 ℃、0 ℃、10 ℃、20 ℃、30 ℃共 5 个点作为温度点，也可根据用户要求选择温度点。 试验时注意保持相对湿度 30%~60%。

　　7 . 2 . 5 湿度附加误差试验

　　对于新加工或者修理后的工频磁场测量仪，应在 100 μT 校准点处进行湿度附加误差试验。 湿度附加误差试验在专用的温湿度试验室内进行，试验室内有工频磁场校准装置。

　　进行试验时，调节场强校准装置使仪器显示接近设定值，然后保持场强不变，在选择的相对湿度点停留到仪器示值稳定，或 1min 内仪器示值无显著变化，记录下仪器示值并填入表 B. 5 。试验的相对湿度范围为 30%~60%,选择湿度间隔不应超过 10%, 宜选择 30%、40%、50%、60%共 4 个点作为湿度点，也可根据用户要求选择湿度点。 试验时注意保持环境温度 20 ℃ ~25 ℃ 。

　　8 校准结果处理

　　8 . 1 校准数据处理

　　校准数据记录在表 B. 6,计算出平均值和误差并记录在表 B. 4 中 。对于每个校准点，平均值和误差由公式(1)和公式(2)进行计算：

　　……………………( 1 )

　　GB/T 40661—202 1

　　ε = -B0 ……………………( 2 )

　　式中：

　　—五次测量平均值，单位为特斯拉(T) ;

　　B1 , B2 , B3 , B4, B5— 分别为五次测量值，单位为特斯拉(T) ;

　　ε —误差，单位为特斯拉(T) ;

　　B0 — 工频磁场测量仪校准装置输出的标准值，单位为特斯拉(T) 。

　　8 . 2 校准结果

　　校准结果应记录在校准证书或校准报告上。 校准证书或报告至少包括以下信息：

　　a) 标题，如“校准证书”或“校准报告”;

　　b ) 承担校准任务的实验室名称和地址;

　　c) 校准地点;

　　d) 证书或报告的唯-性标识(如编号)，每页及总页数的标识;

　　e) 申请校准单位名称及地址;

　　f) 被校工频磁场测量仪的主要技术参数及编号;

　　g) 校准日期;

　　h) 校准依据的技术规范;

　　i ) 校准用标准仪器设备的准确度、证书号、检定(或校准)单位和有效期限;

　　j) 校准环境的描述;

　　k) 按第 7 章内容给出校准结果及测量不确定度(测量不确定度的评估见附录 C) ;

　　l ) 校准证书或校准报告签发人的签名及日期;

　　m ) 校准结果仅对被校对象有效的声明;

　　n) 未经承担校准任务的实验室批准，不得部分复制证书或报告的声明。

　　9 校准间隔

　　工频磁场测量仪校准间隔不宜超过 1 年 。

　　GB/T 40661—202 1

　　附 录 A

　　(资料性)

　　工频电场测量仪校准方法

　　A.1 概述

　　常用的工频电场测量仪有悬浮体型、地参考型和光电型。 悬浮体型根据电偶极子原理工作，适用于测量空间电场。 地参考型根据屏蔽电容器原理工作，适用于测量地面或大电极表面的电场。 光电型根据电光效应(Pockels)原理工作，对电场扰动小，适用于各种电场测量。

　　A.2 通用技术要求

　　通用技术要求参照 4 . 1 、4 . 2、4 . 3 和 4 . 4 执行。

　　A.3 校准参数要求

　　A.3 . 1 测量范围

　　工频电场测量仪测量范围应覆盖 10 V/m~50 kV/ m 区间。

　　A.3 . 2 基本误差

　　工频电场测量仪，按测量误差分为 5%、10%、20%三级，测量误差分别不超过量程满度值的 5%、 10% 、20% 。

　　A.4 校准条件

　　A.4 . 1 环境条件

　　A.4 . 1 . 1 大气条件

　　大气条件参照 6 . 1 . 1 执行。

　　A.4 . 1 . 2 场地条件

　　场地条件校准装置可以放置在其电极极板间距 1 . 5 倍的周边范围内没有影响其正常工作的其他物体的地方。

　　A.4 . 1 . 3 接地条件

　　接地条件参照 6 . 1 . 3 执行。

　　A.4 . 1 . 4 机械振动

　　机械振动参照 6 . 1 . 4 执行。

　　A.4 . 2 校准用设备

　　A.4 . 2 . 1 工频电场测量仪校准装置

　　工频电场测量仪使用近似均匀电场校准。 校准使用的均匀电场用图 A. 1 所示的平行极板产生，平行极板之-应接地。 校准装置主要技术指标应满足：

　　GB/T 40661—202 1

　　a) 可提供的工频电场强度应包含 10 V/m~50 kV/ m 区间;

　　b ) 有效工作区尺寸应大于被校工频电场测量仪探头的尺寸，干扰电场不大于 1 V/ m ;

　　c) 校准装置的扩展不确定度应不大于被校工频电场测量仪最大允许误差绝对值的三分之- 。

　　符号说明：

　　E— 平行板中央工频电场强度;

　　d—上 、下平行板间距离。

　　图 A.1 用平行极板产生校准电场

　　A.4 . 2 . 2 试品夹持器具

　　工频电场测量仪的传感单元应按使用方式用试品夹持器具固定在校准场中，夹持器具所用材料的介电常数应尽可能低，可实现支撑功能。

　　A.4 . 2 . 3 电压源

　　电压源参照 6 . 2 . 3 执行。

　　A.4 . 2 . 4 电压表

　　电压表参照 6 . 2 . 4 执行。

　　A.5 校准项目和校准方法

　　A.5 . 1 校准项目

　　校准项目参照 7 . 1 执行。

　　A.5 . 2 校准方法

　　A.5 . 2 . 1 外观及标志检查

　　外观及标志检查参照 4 . 1 执行。

　　A.5 . 2 . 2 通电试验

　　通电试验参照 4 . 2 执行。

　　A.5 . 2 . 3 基本误差试验

　　工频电场测量仪的基本误差试验按如下步骤进行。

　　GB/T 40661—202 1

　　a) 按照相应的试验配置布置好试验现场，所有测量用设备通电，按技术说明书规定时间预热。

　　b ) 将测量仪用夹持器具固定在校准装置产生的均匀场区中央，且灵敏方向与校准场方向-致，设置测量仪为开关开启的工作状态。

　　c) 用校准装置产生等于每个量程 10%、20%、50%、80%、100%满度值的标准场，用于公众曝露电磁环境监测及评价的工频电场测量仪，包含 4 kV/ m 校准点，也可以根据用户要求选择校准点 。 由电压表测量电压，并记录，校准装置产生的场强按均匀校准场的中央取值，其量值按GB/T 12720 推荐的电场公式计算。

　　d) 记录场强设定值和测量仪示值。

　　e) 有多个灵敏方向的工频电场测量仪，重复 b) ~d) 的步骤对每个灵敏方向分别校准。

　　f) 将设定值减去工频电场测量仪示值，计算得到工频电场强度修正值。

　　A.5 . 2 . 4 温度附加误差试验

　　对于新加工或者修理后的工频电场测量仪，在 4 kV/ m 校准点处进行温度附加误差试验。 温度附加误差试验在专用的温湿度试验室内进行，试验室内有工频电场校准装置。

　　进行试验时，调节场强校准装置使仪器显示接近设定值，然后保持场强不变，在选择的温度点停留

　　到仪器示值稳定，或 1 min 内仪器示值无显著变化，记录下仪器示值。 试验的温度范围为- 20 ℃ ~ 40 ℃ ,选择温度间隔不应超过 10 ℃ ,选择- 10 ℃ 、0 ℃ 、10 ℃ 、20 ℃ 、30 ℃共 5 个点作为温度点，也可根据用户要求选择温度点。 试验时注意保持相对湿度 30%~60%。

　　A.5 . 2 . 5 湿度附加误差试验

　　对于新加工或者修理后的工频电场测量仪，应在 4 kV/ m 校准点处进行湿度附加误差试验。 湿度附加误差试验在专用的温湿度试验室内进行，试验室内有工频电场校准装置。

　　进行试验时，调节场强校准装置使仪器显示接近设定值，然后保持场强不变，在选择的相对湿度点停留到仪器示值稳定，或 1 min 内仪器示值无显著变化，记录下仪器示值。 试验的相对湿度范围为30%~60%,选择湿度间隔不应超过 10%,选择 30%、40%、50%、60%共 4 个点作为湿度点，也可根据用户要求选择湿度点。 试验时注意保持环境温度 20 ℃ ~25 ℃ 。

　　A.6 校准结果处理

　　校准结果处理参照 8 . 1 和 8 . 2 执行。

　　A.7 工频电场测量仪校准不确定度评估

　　A.7 . 1 测量模型

　　根据校准方法，被校工频电场测量仪示值误差的计算按公式(A. 1) :

　　Δ犈= 犈-犈0 ……………………( A. 1 )

　　式中：

　　Δ犈 —被校测量仪的示值误差，单位为千伏每米(kV/m) ;

　　犈 —被校工频电场测量仪读取示值，单位为千伏每米(kV/m) ;

　　犈0 —工频电场测量仪校准装置输出的标准值，单位为千伏每米(kV/m) 。

　　A.7 . 2 不确定度传播律和灵敏系数

　　由于以上各分量互不相关，故按公式(A. 2)计算合成标准不确定度：

　　狌c ( Δ犈)=槡[犮1狌(犈)]2 +[犮2狌(犈0)] 2 ……………………( A.2 )

　　GB/T 40661—202 1

　　式中：

　　uc(ΔE)—被校工频电场测量仪示值误差的合成标准不确定度，单位为千伏每米(kV/m) ;

　　c1 —灵敏系数，为公式(A. 1)对输入量 E 的偏导数;

　　u(E)—被校工频电场测量仪引入的标准不确定度，单位为千伏每米(kV/m) ;

　　c2 —灵敏系数，为公式(A. 1)对输入量 E0 的偏导数;

　　u(E0) —工频电场测量仪校准装置引入的标准不确定度，单位为千伏每米(kV/m) 。

　　灵敏系数分别按公式(A. 3)和公式(A. 4)计算：

　　c1 =cE …………………………( A.3 )

　　c2 =cE …………………………( A.4 )

　　A.7 . 3 标准不确定度来源

　　被校工频电场测量仪引入的标准不确定度 u(E)来源如下：

　　a) 被校工频电场测量仪电场测量分辨力引入的标准不确定度 u1(E);

　　b ) 被校工频电场测量仪电场测量重复性引入的标准不确定度 u2(E)。

　　注 ：当 u2(E)>u1(E)时，u1(E)可以不重复计入。

　　工频电场测量仪校准装置引入的标准不确定度 u(E0)来源如下：

　　a) 数字仪表测量上极板交流电压时产生的误差引入的标准不确定度 u1(E0) ;

　　b ) 数字仪表测量上极板交流电压时分辨力引入的标准不确定度 u2(E0) ;

　　c) 交流分压器分压比例误差引入的标准不确定度 u3(E0) ;

　　d) 平行极板间距引入的标准不确定度 u4(E0) ;

　　e) 电压源稳定性引入的标准不确定度 u5(E0) ;

　　f) 计算工频电场测量仪校准装置输出的标准值时，数值修约引入的相对标准不确定度u6(E0) ;

　　g) 校准环境中背景波动引入的标准不确定度 u7(E0) 。

　　A.7 . 4 标准不确定度评定

　　A.7 . 4 . 1 被校工频电场测量仪电场测量分辨力引入的标准不确定度

　　设定因被校工频电场测量仪电场测量分辨力产生的误差，其区间半宽度为 dE/2,服从均匀分布，其标准不确定度由公式(A. 5)计算：

　　u1(E)=dE/(2) …………………………( A.5 )

　　A.7 . 4 . 2 被校工频电场测量仪电场测量重复性引入的标准不确定度

　　测量结果的重复性引入的标准不确定度通过多次重复测量进行 A类评定，当用算数平均值E作为被测量估计值时，其标准不确定度由公式(A. 6)计算：

　　u2(E)=s() …………………………( A.6 )

　　A.7 . 4 . 3 被校工频电场测量仪引入的标准不确定度

　　被校工频电场测量仪引入的标准不确定度 u(E)可以由公式(A. 7)计算：

　　u(E)= …………………………( A.7 )

　　A.7 . 4 . 4 数字仪表测量上极板交流电压时产生的误差引入的标准不确定度

　　如果数字仪表校准证书中给出了交流电压测量的扩展不确定度 U 及包含因子k，其标准不确定度

　　GB/T 40661—202 1

　　按公式(A. 8)计算：

　　u1(E0) =U/K …………………………( A.8 )

　　如果数字仪表有检定证书，设定其最大允差区间内服从均匀分布，由此引入的标准不确定度按公式(A. 9)计算：

　　u1(E0) =|MPE |/槡3 …………………………( A.9 )

　　A.7 . 4 . 5 数字仪表测量上极板交流电压时分辨力引入的标准不确定度

　　设定因数字仪表测量上极板交流电压时分辨力产生的误差，其区间半宽度为 dU/2,服从均匀分布，其标准不确定度由公式(A. 10)计算：

　　u2(E0) =dU/ (2槡3 ) …………………………( A.10 )

　　A.7 . 4 . 6 交流分压器分压比例误差引入的标准不确定度

　　如果交流分压器校准证书中给出了分压比例的扩展不确定度 U 及包含因子K，其标准不确定度按公式(A. 11)计算：

　　u3(E0) =U/K …………………………( A.11 )

　　如果交流分压器有检定证书，设定其最大允差区间内服从均匀分布，由此引入的标准不确定度按公式(A. 12)计算：

　　u3(E0) = MPE/槡3 …………………………( A.12 )

　　A.7 . 4 . 7 平行极板间距引入的标准不确定度

　　平行极板间距可以从近期连续多次检定/校准之后的长度变化中估计出来。 可采用最近两个检定/校准周期中平行极板间距的差值或差值的最大值作为分布区间，设定其区间半宽度为 dL/2,服从均匀分布，其标准不确定度由公式(A. 13)计算：

　　u4(E0) =dL/(2槡3 ) …………………………( A.13 )

　　A.7 . 4 . 8 电压源稳定性引入的标准不确定度

　　如果电压源校准证书中给出了稳定性的扩展不确定度 U 及包含因子 K，其标准不确定度按公式(A. 14)计算：

　　u5(E0) =U/K …………………………( A.14 )

　　如果电压源有检定证书，设定其最大允差区间内服从均匀分布，由此引入的标准不确定度按公式(A. 15)计算：

　　u5(E0) = MPE/槡3 …………………………( A.15 )

　　A.7 . 4 . 9 计算工频电场测量仪校准装置输出的标准值时，数值修约引入的相对标准不确定度

　　设定修约间隔半宽度为 drou/2,服从均匀分布，其标准不确定度由公式(A. 16)计算：

　　u6(E0) =drou/(2槡3 ) …………………………( A.16 )

　　A.7 . 4 . 10 校准环境中背景波动引入的标准不确定度

　　校准环境中背景波动会对校准电场产生影响，如果无法忽略这-影响时，可以通过长期不间断的记录，获得校准环境中背景电场序列 N={ N1 , N2 , N3 ,…, Ni｝，取序列中最大值，并设定服从均匀分布，其标准不确定度由公式(A. 17)计算：

　　u7(E0) = N max / 槡3 …………………………( A.17 )

　　GB/T 40661—202 1

　　A.7 . 4 . 1 1 工频电场测量仪校准装置引入的标准不确定度

　　工频电场测量仪校准装置引入的标准不确定度 u(E0) 由公式(A. 18)计算：

　　u(E0) = 槡u1(E0) 2 + u2(E0) 2 + u3(E0) 2 + u4(E0) 2 + u5(E0) 2 + u6(E0) 2 + u7(E0) 2

　　……………………( A.18 )

　　A.7 . 5 不确定度分量-览表

　　工频电场的不确定度分量汇总如表 A. 1 所示。

　　表 A.1 工频电场不确定度分量汇总表

　　A.7 . 6 合成标准不确定度评定

　　合成标准不确定度由公式(A. 19)计算，式中的全部不确定度分量均互不相关。

　　uc ( ΔE)=

　　槡u1(E)2 +u2(E)2 +u1(E0) 2 +u2(E0) 2 +u3(E0) 2 +u4(E0) 2 +u5(E0) 2 +u6(E0) 2 +u7(E0) 2

　　……………………( A.19 )

　　A.7 . 7 扩展不确定度评定

　　扩展不确定度 U(ΔE)按公式(A. 20)计算。

　　U(ΔE)=kuc(ΔE) ……………………( A.20 )

　　式中：

　　k —包含因子;

　　uc(ΔE)—示值误差的标准不确定度，单位为千伏每米(kV/m) 。

　　包含因子根据实际应用所需的置信水平选择，通常 k 介于 2(置信水平 ≈95%) 到 3(置信水平≈ 99%)之间。 如无其他规定(在使用者和校准实验室间)，取 k= 2 。

　　GB/T 40661—202 1

　　附 录 B

　　(资料性)

　　工频磁场测量仪校准记录表

　　B.1 外观及标志检查

　　外观及标志检查情况及结论记录表如表 B. 1 所示。

　　表 B.1 外观及标志检查记录表

　　B.2 通电试验

　　通电试验结果记录表如表 B. 2 所示。

　　表 B.2 通电试验记录表

　　B.3 校准记录表

　　工频磁场测量仪的原始记录表如表 B. 3 所示，基本误差和温湿度附加试验误差记录表如表 B. 4 和表 B. 5 所示，校准证书内页格式如表 B. 6 所示。

　　表 B.3 工频磁场测量仪原始记录表

　　GB/T 40661—202 1

　　表 B.3 工频磁场测量仪原始记录表(续)

　　表 B.4 工频磁场测量仪校准基本误差试验记录表

　　表 B.5 温度和湿度附加误差试验记录表

　　GB/T 40661—202 1

　　表 B.6 校准证书内页格式

　　× × × × 校准数据

　　GB/T 40661—202 1

　　附 录 C

　　(资料性)

　　工频磁场测量仪校准结果的不确定度评定方法

　　C.1 概述

　　本文件给出了校准工频磁场测量仪时典型情况下合成不确定度的各分量，-些特殊情况下的不确定度源项尚未考虑，估计这些不确定度分量时宜进-步判断，并以本文件所考虑的内容为指导。

　　C.2 工频磁场测量仪校准不确定度评估

　　C.2 . 1 测量模型

　　根据校准方法，被校工频磁场测量仪示值误差的计算见公式(C. 1) :

　　Δ犅= 犅- 犅0 ……………………( C. 1 )

　　式中：

　　Δ犅 — 被校测量仪的示值误差，单位为特斯拉(T) ;

　　犅 — 被校工频磁场测量仪读取示值，单位为特斯拉(T) ;

　　犅0 — 工频磁场测量仪校准装置输出的标准值，单位为特斯拉(T) 。

　　C.2 . 2 不确定度传播律和灵敏系数

　　由于以上各分量互不相关，故按公式(C. 2)计算合成标准不确定度：

　　狌

　　式中：

　　狌c(Δ犅)—被校工频磁场测量仪示值误差的合成标准不确定度，单位为特斯拉(T) ;

　　犮1 —灵敏系数，为公式(C. 1)对输入量 犅 的偏导数;

　　狌(犅)—被校工频磁场测量仪引入的标准不确定度，单位为特斯拉(T) ;

　　犮2 —灵敏系数，为公式(C. 1)对输入量 犅0 的偏导数;

　　狌(犅0) —工频磁场测量仪校准装置引入的标准不确定度，单位为特斯拉(T) 。

　　灵敏系数分别按公式(C. 3)和公式(C. 4)计算：

　　犮1 =犮犅 ……………………( C.3 )

　　犮2 =犮犅 ……………………( C.4 )

　　C.2 . 3 标准不确定度来源

　　被校工频磁场测量仪引入的标准不确定度 狌(犅)来源如下：

　　a) 被校工频磁场测量仪磁场测量分辨力引入的标准不确定度 狌1(犅);

　　b ) 被校工频磁场测量仪磁场测量重复性引入的标准不确定度 狌2(犅)。

　　注 ：当 狌2(犅)>狌1(犅)时，狌1(犅)可以不重复计入。

　　工频磁场测量仪校准装置引入的标准不确定度 狌(犅0)来源如下：

　　a) 数字仪表测量磁场线圈交流电流时产生的误差引入的标准不确定度 狌1(犅0) ;

　　b ) 磁场线圈常数引入的标准不确定度 狌2(犅0) ;

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　　c) 磁场线圈非均匀性引入的标准不确定度 u3(B0) ;

　　d) 电流源稳定性引入的标准不确定度 u4(B0) ;

　　e) 计算工频磁场测量仪校准装置输出的标准值时，数值修约引入的相对标准不确定度u5(B0) ;

　　f) 校准环境中背景波动引入的标准不确定度 u6(B0) 。

　　C.2 . 4 标准不确定度评定

　　C.2 . 4 . 1 被校工频磁场测量仪磁场测量分辨力引入的标准不确定度

　　设定因被校工频磁场测量仪磁场测量分辨力产生的误差，其区间半宽度为 dB/2,服从均匀分布，其标准不确定度由公式(C. 5)计算：

　　u1(B)=dB/(2) …………………………( C.5 )

　　C.2 . 4 . 2 被校工频磁场测量仪磁场测量重复性引入的标准不确定度

　　测量结果的重复性引入的标准不确定度通过多次重复测量进行 A类评定，当用算数平均值 作为被测量估计值时，其标准不确定度由公式(C. 6)计算：

　　u2(B)=s() …………………………( C.6 )

　　C.2 . 4 . 3 被校工频磁场测量仪引入的标准不确定度

　　被校工频磁场测量仪引入的标准不确定度由公式(C. 7)计算。

　　u

　　C.2 . 4 . 4 数字仪表测量磁场线圈交流电流时产生的误差引入的标准不确定度

　　如果数字仪表校准证书中给出了交流电流测量的扩展不确定度 U 及包含因子k，其标准不确定度按公式(C. 8)计算：

　　u1(B0) =U/k …………………………( C.8 )

　　如果数字仪表有检定证书，设定其最大允差区间内服从均匀分布，由此引入的标准不确定度按公式(C. 9)计算：

　　u1(B0) =|MPE |/ …………………………( C.9 )

　　C.2 . 4 . 5 磁场线圈常数引入的标准不确定度

　　磁场线圈常数引入的标准不确定度 u2(B0) 由公式(C. 10)计算：

　　式中： u2(B0) = …………………………( C.10 )

　　acoil,1 —磁场线圈常数的不确定度，单位为特斯拉每安培(T/A) ;

　　k —包含因子，由校准证书给出。

　　C.2 . 4 . 6 磁场线圈非均匀性引入的标准不确定度

　　磁场线圈非均匀性引入的标准不确定度 u3(B0) 由公式(C. 11)计算：

　　u3(B0) = …………………………( C.11 )

　　式中：

　　acoil,2 —磁场线圈非均匀性的不确定度，单位为特斯拉每安培(T/A) ;

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　　k —包含因子，由校准证书给出。

　　C.2.4.7 电流源稳定性引入的标准不确定度

　　如果电流源校准证书中给出了稳定性的扩展不确定度 U 及包含因子 k，其标准不确定度按公式(C. 12)计算：

　　u4(B0) =U/k …………………………( C.12 )

　　如果电流源有检定证书，设定其最大允差区间内服从均匀分布，由此引入的标准不确定度按公式(C. 13)计算：

　　u4(B0) = MPE/槡3 …………………………( C.13 )

　　C.2.4.8 计算工频磁场测量仪校准装置输出的标准值时，数值修约引入的相对标准不确定度

　　设定修约间隔半宽度为 drou/2,服从均匀分布，其标准不确定度由公式(C. 14)计算：

　　u5(B0) =drou/(2槡3 ) …………………………( C.14 )

　　C.2.4.9 校准环境中背景波动引入的标准不确定度

　　校准环境中背景波动会对校准磁场产生影响，如果无法忽略这-影响时，可以通过长期不间断的记录，获得校准环境中背景磁场序列 N={ N1 , N2 , N3 ,…, Ni｝，取序列中最大值，并设定服从均匀分布，其标准不确定度由公式(C. 15)计算：

　　u6(B0) = N max / 槡3 …………………………( C.15 )

　　C.2.4. 10 工频磁场测量仪校准装置引入的标准不确定度

　　工频磁场测量仪校准装置引入的标准不确定度由公式(C. 16)计算。

　　u(B0) = 槡u1(B0) 2 + u2(B0) 2 + u3(B0) 2 + u4(B0) 2 + u5(B0) 2 + u6(B0) 2

　　…………………………( C.16 )

　　C.2.5 不确定度分量-览表

　　工频磁场的不确定度分量汇总如表 C. 1 所示。

　　表 C.1 工频磁场不确定度分量汇总表

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　　C.2 . 6 合成标准不确定度评定

　　合成标准不确定度由公式(C. 17)计算，式中的全部不确定度分量均互不相关。

　　uc ( ΔB)=、/u1(B)2 + u2(B)2 + u1(B0) 2 + u2(B0) 2 + u3(B0) 2 + u4(B0) 2 +u5(B0) 2 +u6(B0) 2

　　……………………( C.17 )

　　C.2 . 7 扩展不确定度评定

　　扩展不确定度 U(ΔB)由公式(C. 18)计算：

　　U(ΔB)=kuc(ΔB) …………………………( C.18 )

　　式中：

　　k —包含因子;

　　uc(ΔB)—示值误差的标准不确定度，单位为特斯拉(T) 。

　　包含因子根据实际应用所需的置信水平选择，通常 k 介于 2(置信水平 ≈95%) 到 3(置信水平≈ 99%)之间。 如无其他规定(在使用者和校准实验室间)，取 k= 2 。

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　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 12720 工频电场测量

　　[2] DL/T 988—2005 高压交流架空送电线路、变电站工频电场和磁场测量方法

　　[3] ISO/IEC Guide 98-3 : 2008 Uncertainty of measurement—Part 3 : Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM:1995)