计量方法与误差理论CH3_2_电磁计量讲述.ppt

磁学计量 3、材料磁特性计量 抗磁材料、顺磁材料、铁磁材料 直流磁特性：直流磁场中表现的特性，磁化曲线、磁滞回线、矫顽力、剩磁感应强度、起始磁导率、最大磁导率、最大磁能积等 交流磁特性：交变磁场中表现的特性，交流磁化曲线、交流磁滞回线、损耗、起始磁导率、最大磁导率、最大磁能积等 材料磁特性计量的基本原理：法拉第电磁感应定律（磁计量的基本定律），数字积分法、伏安法、冲击法等 * 比例常数（磁导系数） * 定义了磁场和感应电压之间的关系 * 阻抗分析仪 * 直接测和比较法测 * W旋进频率，只要测出旋进频率即可 * 康贝尔线圈 基准 * 抗磁性物质，如超导体，磁阻非常大，不允许磁力线通过。 金属铂、锂、钠等顺磁材料，弱磁 铁磁在弱磁场中表现很强磁性 第三章 各种物理量的测试计量 第1节 时间频率计量测试 第2节 电磁学计量测试 第3节 电子计量测试 第4节 温度计量测试 第5节 光学计量测试 第6节 其他计量测试 （几何、力学、声学、电离辐射、物质的量） 第2节 电磁学计量测试 电磁计量：应用电磁测量仪器、仪表和设备，采用相应的方法对被测量进行定量分析，研究和保证电磁量测量的统一和准确的计量学分支。 主要研究内容：精密测定与电磁量有关的物理常数，确定电磁学单位制，按定义研究、复现和保存电磁学单位的计量基准和标准，研究电磁量的测量方法，研究进行电磁量量值传递的标准量具和专用测量装置，以及研究制定相应的检定系统、检定规程、技术规范等技术法规。 第2节 电磁学计量测试 电学量计量 磁学量计量 直流计量 交流计量 电压、电流、电能（功率）、电阻等 电压、电流、功率、电能（功率）、阻抗等 磁通、磁矩、磁感应强度 基本量 材料电磁特性 电导率、体电阻、绝缘强度、介电常数、介质损耗因数、磁化率、饱和磁矩等 电磁学计量 电磁计量从直流、低频段逐步发展到高频、微波、毫米波、亚毫米波。世界上不少国家已将以电子学领域中电磁量为对象的计量分离出来，成为计量学的另一分支——电子计量。 第2节 电磁学计量测试 第2节 电磁学计量测试 第2节 电磁学计量测试 一、电学计量单位及标准 电流 安培 在真空中，截面积可以忽略的两根相距1m的无限长平行圆直导线内通过等量恒定电流时，若导线间相互作用力在每米长度上为2*10-7N，则每根导线中的电流为1A。 电流单位复现 电流天平(直接测量法) 核磁共振 欧姆定律 电流天平 安培秤:F?I 固定线圈A、B,活动线圈C A、B、C通相同的电流I B、C电流流向相同 A、C电流流向相反 C线圈受力垂直向下 比例常数（磁导系数） 核磁共振 nuclear　magnetic　resonance——NMR 核磁共振：在恒定磁场中，磁矩不为零的原子核受射频场激励后发生的能级间共振跃迁现象（共振吸收现象）。 1946年美国科学家布洛赫和珀塞尔发现，两人获得1952年度诺贝尔物理学奖。 核磁共振成像：利用水分子中氢原子的核磁共振现象，获取人体内水分子分布信息，从而精确绘制人体内部结构。其基本原理：将人体置于特殊的磁场中，用无线电射频脉冲激发人体内氢原子核，引起氢原子核共振，并吸收能量。在停止射频脉冲后，氢原子核按特定频率发出射电信号，将吸收的能量释放出来，被体外的接受器收录，经电子计算机处理获得图像。 核磁共振确立磁场强度的标准：I?B，复现安培 由于直接由定义复现电流很难实现（其它方法单位精度不高，且很难进行保存）。因此，国际上常用的复现电流单位的方法是根据电学中的欧姆定律，即用电压和电阻两个电学量导出电流。 因此在实际量值传递中，电压和电阻起到了电学基本量的作用，用于保存和复现电流量值。 【说明】： 电压单位伏特以及电阻单位欧姆恰好是电磁测量技术中需要而且复现准确度最高的两个单位，有合适的实物基准来保存它们的单位量值。 电压 伏特： 导出单位，SI单位制中的定义为两点间的电位差，在载有1A规定电流导线的这两点间消耗1W的功率。 标准电池： 利用化学反应产生稳定的电动势（1.01860V） 惠斯登1890发明的镉电池。由H型或单管型玻璃容器内装入硫酸镉溶液等制成。（20世纪60年代以前各国家标准） 缺点：电池自发扩散作用，电动势也会随时间下降，对外界环境条件的影响非常敏感，国家基准若随时间变化就难以复现，不同国家间更难于统一电磁测量的结果。因此实物基准有必要向自然基准（或称量子基准）过渡。 约瑟夫森电压基准： 量子隧道效应：在两片金属间夹有极薄的绝缘层（厚度大约