中華人民共和國國家計量技術規范JJF1692—2018渦流電導率儀校準規范CalibrationSpecificationforEddyCurrentConductivityMeters2018-02-27發布2018-05-27實施國家質量監督檢驗檢疫總局發布JJF1692—2018渦流電導率儀校準規范JJF1692—2018CalibrationSpecificationforEddyCurrentConductivityMeters歸口單位:全國電磁計量技術委員會主要起草單位:中國計量科學研究院遼寧省計量科學研究院鎮江市計量檢定測試中心參加起草單位:北京東方計量測試研究所本規范委托全國電磁計量技術委員會負責解釋JJF1692—2018本規范主要起草人:鄭聯英(中國計量科學研究院)梁國鼎(遼寧省計量科學研究院)曹劍秋(鎮江市計量檢定測試中心)參加起草人:金海彬(北京東方計量測試研究所)趙雅婷(中國計量科學研究院)陳薇(中國計量科學研究院)JJF1692—2018目錄引言………………………(Ⅲ)范圍……………………(1)引用文件………………(1)術語和計量單位………………………(1)123國際退火銅標準…………………(1)渦流…………………(1)標準滲透深度………………………(1)提離效應……………(1)邊緣效應……………(1)3.13.23.33.43.5概述……………………(2)計量特性………………(2)45電導率儀誤差限……………………(2)5.1校準條件………………(2)6環境條件……………(2)測量標準及其他設備………………(2)6.16.2校準項目和校準方法…………………(2)7校準項目……………(2)校準方法……………(3)7.17.2校準結果表達…………(4)8校準證書……………(4)8.1復校時間間隔…………(4)9附錄A渦流電導率校準結果測量不確定度評定示例………………(5)附錄B校準原始記錄格式……………(8)附錄C校準證書內頁格式……………(9)ⅠJJF1692—2018引言本規范依據國家計量技術規范JJF1071—2010《國家計量校準規范編寫規則》、JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》編制。本規范為首次發布。ⅢJJF1692—2018渦流電導率儀校準規范范圍1本規范適用于量程為0.58MSm~58MSm1%IACS~100%IACS)的測量非//(鐵磁金屬電導率的渦流電導率儀校準。引用文件2本規范引用了下列文件:GBT12966/—2008鋁合金電導率渦流測試方法渦流法測定材料電導率[StandardTestMethodforDeterminingASTME1004-09ElectricalConductivityUsingtheElectromagnetic(Eddy-Current)Method]凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本規范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規范。術語和計量單位3國際退火銅標準InternationalAnnealedCopperStandard(IACS)在溫度為20℃時,當均勻橫截面為1mm,長度為1m的銅線具有的電阻為(/158)Ω時,規定它是100%的國際退火銅標準(即100%IACS———100PercentInterna-tionalAnnealedCopperStandard),與國際單位制的換算公式如式():3.121/100%IACS=58MSm()1渦流3.23.3eddycurrent由于外磁場在時間或空間上的變化而在導體表面及近表面產生的感應電流。標準滲透深度standarddepthofpenetration在渦流檢測中,渦流密度降至樣塊表面層渦流密度的1e/(e為自然常數,數值約為2.71828)時的深度δ稱為標準滲透深度,可用式()計算21()2δ=μ0μrπfσ式中:———標準滲透深度,m;δ———樣塊(標準塊與儀器自校標準塊)電導率,/Sm;———測試(探頭激勵源)頻率,Hz;σf———真空磁導率(μ),/;0=4π×10-7Hmμ0———相對磁導率,對于非鐵磁金屬材料μr近似為1(實際按1計算),無量綱。μr提離效應3.43.5lift-offeffect渦流檢測線圈與被檢試件之間的距離改變時,其阻抗矢量產生變化的效應。邊緣效應edgeeffect1JJF1692—2018在渦流檢測中,由于試件幾何形狀的突變而產生的磁場和渦流的變化。概述4渦流電導率儀是用于測量非鐵磁金屬電導率的儀器,采用電磁感應原理。繞制電感線圈探頭,接觸并施加交變磁場作用于被測金屬表面,使其產生感應渦流,該渦流所產生的磁場又反作用于探頭線圈,使線圈阻抗改變,通過確定阻抗變化量來測定被測金屬電導率。渦流電導率儀測試頻率一般在50kHz~500kHz,常用頻率為60kHz。計量特性5電導率儀誤差限5.1電導率儀誤差限見表1。表1電導率儀誤差限測量范圍誤差限//±(0.4MSm~1.0MSm//)20.3MSm~58MSm//±(0.02MSm~0.4MSm//)0.58MSm~20.3MSm以上指標不是用于合格性判別,僅供參考。校準條件6環境條件6.1a)環境溫度:20℃±2℃b)相對濕度:≤80%;;c)周圍無影響儀器正常工作的電磁干擾和機械振動。測量標準及其他設備6.2標準塊(組)6.2.1標準塊(組)由兩塊及以上非鐵磁金屬樣塊組成,其電導率范圍應均勻覆蓋被校電導率儀的測量范圍,測量不確定度應小于被校電導率儀最大允許誤差絕對值的13/。標準塊表面應保持清潔,不得有油脂、灰塵等附著物。標準塊有效面積的幾何尺寸應大于等于2.5倍探頭直徑,厚度大于等于2.6倍滲透深度,標準塊表面應無鍍層、無劃痕、無凹槽。校準項目和校準方法7校準項目7.1校準項目見表2。2JJF1692—2018表2渦流電導率儀校準項目表項目序號1外觀及通電電導率示值誤差2校準方法7.2外觀及通電檢查外觀檢查7.2.17.2.1.1儀器外觀完好,無機械損傷,調節旋鈕或按鍵無松動現象;面板標識清晰,應標記制造廠、儀器編號、出廠年月等;配套附件(如外附標準塊、測量探頭及電源等)齊全;儀器應附有使用說明書———標明儀器準確度、測量范圍、自校方法及使用條件等。通電檢查7.2.1.2儀器通電后開關、按鍵、調節旋鈕、顯示屏、測量儀表和各種狀態指示燈(標志)應工作正常。電導率示值誤差校準前準備7.2.27.2.2.1標準塊、被校電導率儀探頭應置于同一恒溫環境中至少30min。自校準7.2.2.2參照渦流電導率儀說明書中自校要求設定儀器自校程序,探頭垂直按壓于自校標準塊表面中心位置,使得標準塊按壓范圍內受力均勻且不變形,保證探頭與標準塊表面貼合,執行校準程序。如儀器自帶多個自校標準塊,按以上步驟重復自校程序,完成儀器的自校準,并保存自校結果。電導率示值誤差7.2.2.3被校電導率儀完成自校準后,應迅速開始電導率儀示值誤差校準。一般選擇測量頻率為60kHz,校準點不少于3個且覆蓋電導率儀的測量范圍。校準時將探頭垂直適度按壓于標準塊表面中心位置,使探頭與標準塊表面均勻貼合,待被校渦流電導率儀示值穩定,讀取儀器顯示值并進行記錄,以此方法不間斷進行其他校準點測量得到一組校準值。重復7.2.2.2自校儀器后,再次進行上述校準點校準,共重復10次,得到每個校準點的平均值,計算儀器示值誤差。示值誤差按式()計算:3()3Δσ=σx-σ0式中:Δσ———被校渦流電導率儀示值誤差,/;MSmσx———被校渦流電導率儀校準平均值,MSm/;σ0———電導率標準塊的校準值,MSm/。3JJF1692—2018校準結果表達8校準證書8.1校準結果應在校準證書(報告)上反映,校準證書(報告)應至少包括以下信息:a)標題,如“校準證書”;b)實驗室名稱和地址;c)進行校準的地點(如果與實驗室的地址不同);d)證書或報告的唯一性標識(如編號),每頁及總頁數的標識;e)客戶的名稱和地址;f)被校對象的描述和明確標識;g)進行校準的日期,如果與校準結果的有效性和應用有關時,應說明被校對象的接收日期;h)如果與校準結果的有效性和應用有關時,應對被校樣品的抽樣程序進行說明;i)對校準所依據的技術規范的標識,包括名稱及代號;j)本次校準所用測量標準的溯源性及有效性說明;k)校準環境的描述;l)校準結果及其測量不確定度的說明;m)對校準規范的偏離的說明;n)校準證書和校準報告簽發人的簽名、職務或等效標識;o)校準結果僅對被校對象有效的聲明;p)未經實驗室書面批準,不得部分復制證書或報告的聲明。校準原始記錄格式見附錄B,校準證書(報告)內頁格式見附錄C、附錄D。復校時間間隔9建議復校的時間間隔為1年。由于復校時間間隔的長短由儀器使用情況、使用者、儀器本身質量等諸因素所決定的,因此,送校單位可根據實際使用情況自主決定復校時間間隔。4JJF1692—2018附錄A渦流電導率校準結果測量不確定度評定示例概述A.1渦流電導率儀通過比較方法校準。電導率儀預熱后開啟儀器自校程序,自校完成后將探頭與標準塊表面均勻貼合,記錄此時電導率儀上顯示的數值,得到標準塊的電導率值,重復多次測量步驟取其平均值并以此與標準塊的標準值進行比較。測量依據A.2A.3A.4測量依據本規范7.2.2.3。計量標準器電導率標準塊,范圍為//,最大允許誤差為±0.05%。0.58MSm~58MSm測量模型渦流電導率儀的示值誤差校準方法見7.2,其示值誤差校準的測量模型可用式(A.1)表示:(A.1)Δσ=σx-σ0式中:Δσ———被校渦流電導率儀示值誤差,/;MSmσx———被校渦流電導率儀校準平均值,MSm/;σ0———電導率標準樣塊的校準值,MSm/。各不確定度分量不相關,不確定度傳播可用式(A.2)表示:uc(Δσ)=c2u2(σx)+c2u2(σ0)=u2(σx)+u2(σ0)(A.2)12式中,,。c=1c=-112不確定度來源A.5A.5.1uσ(0)的來源電導率標準樣塊引入的標準不確定度u1(σ0)。A.5.2uσ(x)的來源A.5.2.1A.5.2.2被校電導率儀測量重復性引入的標準不確定度u1σ);x(被校電導率儀分辨力引入的標準不確定度u2σ()。x注:當u1(σx)>u2(σx)時,u2(σx)可以不重復計入。標準不確定度分量評定A.6A.6.1電導率標準樣塊引入的標準不確定度u1σ0()標準塊電導率的最大允許誤差為±0.05%,估計服從均勻分布,則引入的標準不確定度為0.05%u1(σ0)==0.029%3則標準塊引入的標準不確定度為uσ(0)=0.029%×57.42MSm=0.017MSm//5JJF1692—2018被校電導率儀引入的標準不確定度()A.6.2uσxA.6.2.1被校電導率儀測量重復性引入的標準不確定度u1σ()x測量結果的重復性引入的標準不確定度通過多次重復測量進行A類評定。以渦流/電導率儀SMP10型號為例,其量程為0.58MSm~58MSm/(1%IACS~100%IACS),最大允許誤差為±0.5%。在相同條件下,渦流電導率儀對同一塊標準塊重復測量10次,測量頻率為60kHz,測量結果見表A.1,測量實驗標準偏差按式(A.3)計算。表A.1渦流電導率儀重復測量數據電導率儀顯示值σi實驗標準偏差()平均值σsσi測量序號i/MSm/MSm/MSm1234567891057.3857.3957.3657.4157.4757.4657.4357.4457.4257.4257.420.031sσ(i)=∑(σi-σ)2(A.3)n-1式中:———第i次電導率測量值,MSm/;σiσ———n次測量的平均值,MSm/;n———重復測量的次數。根據表A.1的數據,得到渦流電導率儀重復性測量實驗標準偏差為0.03MSm/,故測量重復性引入的標準不確定度為u1(σx)=sσ(i)=0.03MSm/A.6.2.2電導率儀分辨力引入的不確定度分量u2σ()x為渦流電導率儀的分辨力δx0.006MSm/,則由此帶來的標準不確定度為u2(σx)=0.29δx=0.29×0.006MSm=0.002MSm//被校電導率儀引入的標準不確定度u(σx)A.6.2.2.1為了避免重復計算,電導率儀測量結果的重復性和電導率儀測量分辨力取其中最大6JJF1692—2018值作為被校電導率儀引入的標準不確定度。u()>u(),故舍去電導率儀分辨σxσx12力引入的標準不確定度分量u2σ()。被校電導率儀引入的標準不確定度為xuσ(x)=u1(σx)=0.03MSm/合成標準不確定度()A.7A.8uΔσc合成標準不確定度按式(A.2)計算。uc(Δσ)=u(σx)+u(σ0)=0.034MSm22/擴展不確定度取包含因子k=2,其擴展不確定