ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

НПО «ВНИИМ им. Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА.

МЕТОДИКА

ПОВЕРКИ ОБРАЗЦОВЫХ И РАБОЧИХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ МАГНИТНОГО МОМЕНТА

МИ 191-79

М ос к■а ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ <980

РАЗРАБОТАНА НПО «ВНИИМ им Д И Менделеева»

Генеральный директор Ю. В. Тарбеев Руководитель темы А. П. Щелкни Исполнители: Т. Г. Родичеаа, В. Н. Хореи

ПОДГОТОВЛЕНА К УТВЕРЖДЕНИЮ лабораторией законодательной метрологии

Руководитель лаборатор^- Н Селиванов Исполнитель ведущий ин    Е    А    Соколова

УТВЕРЖДЕНА научно-техническим советом НПО «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» 29 сентября 1978 г. (лротокол № 19)

УДК 539.143.43

ИГЕТ О Д И К А

ПОВЕРКИ ОБРАЗЦОВЫХ И РАБОЧИХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИИ МАГНИТНОГО МОМЕНТА

МИ 191—79

Настоящая методика распространяется на образцовые меры магнитного момента 1-го и 2-го разрядов с номинальным значением постоянных магнитов от 1-10”¹ до 10 А-м² или с постоянными катушек, обеспечивающими воспроизведение магнитного момента в диапазоне от М0“⁴ до МО-¹ А-м², на рабочие меры магнитного момента с номинальным значением от МО^-1 до 100 А-м² или с постоянными, обеспечивающими воспроизведение магнитного момента в диапазоне от МО^-4 до МО^-1 А-м², а также на рабочие приборы для измерении магнитного момента в диапазоне от 1-10"* до 1 А-м* н устанавливает методы н средства их периодической поверки.

1. ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

1.1.    При проведении поверки мер магнитного момента следует выполнить следующие операции:

внешний осмотр (п. 5.1.1);

опробование (и. 5.2.1);

определение действительного значения меры магнитного момента (постоянного магнита) или действительного значения постоянной меры (катушки) (п. 5.3; 5.4; 5.5).

1.2.    При проведении поверки приборов для измерения магнитного момента выполняют следующие операции:

внешний осмотр (п. 5.1.2);

опробование {и. 5.2.2.);

определение цепы деления (п. 5.6).

2 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

2.1.    Образцовые меры магнитного момента 1-го разряда поверяют по государственному первичному эталону единицы магнитного момента по ГОСТ 8.231—77.

2.2.    При проведении поверки образцовых мер магнитного момента 2-го разряда магнитометрическим методом необходимо применять следующие средства поверки.

2.2.1. Образцовые меры магнитного момента 1-го разряда (катушки) с номинальным значением постоянной, обеспечивающим воспроизведешь.- магнитного момента в диапазоне МО^-* — МО-¹ А-м³.

© Издательство стандартов, 1980

\

2.2.2.    Образцовые меры магнитного момента 1 -го разряда (постоянные магниты) с номинальными значениями Ы0“¹—1,6 А-м¹.

2.2.3.    Неастатический компаратор магнитного момента, состоящий из: магнитомеханического тесламетра с постоянной не более 100 нТл/дел; предметного стола (шины), позволяющего устанавливать меру в определенном фиксированном положении по отношению к тесламетру; специального приспособления (контейнера), предназначенного для установки сличаемых мер на предметном столе и совмещения их магнитных осей в процессе сличения; отсчетного устройства, включающего зрительную трубу и шкалу.

2.2.4.    Астатический компаратор магнитного момента, состоящий из: магнитомеханического астатического тесламетра с постоянной не более ЫО^-2 нТл/дел.; стабилизированных источников тока, предназначенных для питания мер магнитного момента (катушек) и обеспечивающих нестабильность тока не более 0,01 % за время поверки; потенциометра типа Р345 класса точности 0,001 с усилителем по ГОСТ 9245-68; двух образцовых сопротивлений типа Р321 по ГОСТ 6864^_69, аттестованных с погрешностью не более 0,001 %; предметного стола с перемещаемой кареткой и микроскопом, позволяющего устанавливать сличаемую меру магнитного момента в определенное фиксированное положение-по отношению к астатическому тесламетру; специального приспособления (контейнера), предназначенного для установки сличаемых мер магнитного момента в каретке и совмещения их магнитных осей в процессе сличения; компенсирующей катушки, предназначенной для компенсации магнитной индукции, создаваемой сличаемыми мерами магнитного момента; колец Гельмгольца, обеспечивающих изменение чувствительности астатического-магнитомеханического тесламетра; отсчетного устройства, включающего зрительную трубу и шкалу.

2.3. При проведении поверки рабочих мер магнитного момента магнитометрическим методом необходимо применять следующие средства поверки.

2.3.1.    Образцовые меры магнитного момента 1-го разряда (постоянные магниты) с номинальными значениями Ы0^-1 —1,6 А-м¹.

2.3.2.    Образцовые меры магнитного момента' 1-го разряда (катушки) с номинальными значениями постоянных, обеспечивающими воспроизведение магнитного момента' в диапазоне 1-10~^а— Ы0-¹ А-м¹.

2.3.3.    Образцовые меры магнитного момента 2-го разряда (постоянные магниты) с номинальными значениями Ы0^-1 —10 А-м¹.

2.3.4.    Образцовые меры магнитного момента 2-го разряда (катушки) с номинальными значениями постоянных, обеспечивающими воспроизведение магнитного момента в диапазоне ЫО^-4 — Ы0-¹ А-м¹.

2.3.5.    11еастатический 'компаратор магнитного момента по и. 2.2.3 или астатический компаратор магнитного момента по п.2.2.4.

2-4. При проведении поверки рабочих мер магнитного момента индукционно-баллистическим методом должны применяться следующие средства поверки.

2.4.1.    Образцовые меры магнитного момента 2-го разряда по пп.

2.3.3, 2.3.4.

2.4.2.    Поверочная баллистическая установка со всеми входящими в ее состав элементами. Установка описана в МИ 110—76.

2.4.3.    Рабочая мера магнитной индукции по ГОСТ 8.095-73. Значение ее постоянной должно быть таким, чтобы в совокупности с помещенной внутри нее сличаемой мерой магнитного момента она создавала меру магнитного потока, обеспечивающую приращение потока, достаточное для отклонения указателя баллистического гальванометра не менее чем иа 2/3 шкалы.

Неоднородность маппгтного поля, создаваемого мерой магнитной индукции и объеме сличаемых мер, не должна превышать 1/3 доверительной погрешности образцовой меры магнитного момента.

2.4.4.    Вспомогательные средства поверки: источник питания постоянного тока напряжением 120 В и емкостью не менее 120 А*ч или стабилизированный выпрямитель типа ВС-26 .класса 1,5; приспособление для установки мер магнитного момента внутри меры магнитной индукции и совмещения направлений магнитной оси меры магнитного момента с направлением вектора магнитной индукции в мере магнитной индукции; приспособление для поворота иа 180^е меры магнитного момента (постоянного магнита), расположенной внутри меры магнитной индукции.

2.5.    При поверке приборов для измерений магнитного момента следует применять образцовые меры магнитного момента 2-го разряда (катушки) по п. 2.3.4 и амперметр типа Ml 104 класса 0,2 по ГОСТ 8711—GO.

2.6.    При поверке образцовых и рабочих средств измерений магнитного момента необходимо использовать следующие вспомогательные средства поверки: лабораторный термометр группы 2 по ГОСТ 215-73; аспирационный психрометр по ГОСТ 6353-52; прибор типа Ц435 по ГОСТ 10374-74.

.2.7. При поверке образцовых и рабочих мер магнитного момента допускается применять другие средства поверки с метрологическими параметрами, удовлетворяющими требованиям настоящей методики.

3. УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ

3.1. При проведении поверки необходимо соблюдать следующие условия: температура помещения (20±5)°С; относительная влажность воздуха (60±15)%; напряжение питающей сети (200±4,4) В; частота питающей сети 50 Гц. ²

3.2.    Компараторы магнитного момента и баллистический гальванометр должны быть установлены на фундаменте.

3.3.    В процессе поверки не допускается перемещение магнитных масс, если оно приводит к изменению показаний тесламетров, входящих в состав компараторов или к изменению показаний баллистического гальванометра.

4. ПОДГОТОВКА К ПОВЕРКЕ

4.1.    Перед проведением поверки должны быть выполнены следующие подготовительные работы.

4.1.1.    Приборы и меры, подлежащие поверке, должны быть выдержаны в условиях, соответствующих требованиям п. 3 1 настоящей методики, не менее 4 ч до начала работы.

4.1.2.    Меры магнитного момента, поверяемые магнитометрическим методом с помощью компараторов, должны быть помещены в специальные приспособления (контейнеры), позволяющие совместить направления магнитных осей сличаемых мер в процессе сличения.

4.1.3.    Рабочие меры магнитного момента, поверяемые индук-ционно-баллистпческим методом, должны быть помещены в приспособление, позволяющее установить их внутри рабочей меры магнитной индукции и совместить направление магнитной оси меры магнитного момента с направлением вектора магнитной индукции.

4.1.4.    Компаратор магнитного момента или баллистическая установка должны быть приведены в рабочее состояние (прогрев приборов под током, установка нулевого сигнала тесламетра или баллистического гальванометра и т. д.), предусмотренное инструкциями по эксплуатации.

5. ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

5.1.    Внешний осмотр

5.1.1.    При внешнем осмотре мер магнитного момента должно быть установлено соответствие их следующим требованиям: на каждой мере должен быть указан ее номер или должна быть прикреплена этикетка с номером; витки мер магнитного момента (катушек) должны быть намотаны плотно.

5.1.2.    При внешнем осмотре приборов для измерений магнитного момента должно быть установлено соответствие комплектности, маркировки, обозначений на шкалах и переключателях требованиям технического условия и технического описания поверяемого прибора, а также отсутствие механических повреждений.

5.2.    Опробование

5.2.1. Проверяют целостность обмотки мер магнитного момента при помощи прибора типа Ц435. ³

5.2.2. Проверяют действие органов контроля и регулирования приборов для измерения магнитного момента.

5.3. Определение действительного значения меры магнитного момента (постоянного магнита) пли действительного значения постоянной меры (катушки).

5.3.1. Определение действительных значений образцовых мер магнитного момента 1-го разряда (постоянных магнитов) и действительных значений постоянных образцовых мер магнитного момента 1-го и 2-го разрядов (катушек).

Структурная схема для определения действительного значения постоянной или действительного значения меры магнитного момента нулевым методом разновременного сравнения с помощью астатического компаратора приведена на рис. 1. Поверяемую меру 4, помещенную н контейнер, устанавливают в каретке предметного стола в определенное положение по отношению к астатическому тесламстру 3, которое фиксируют с помощью микроскопа. Если поверяют меру (катушку), то ее обмотку соединяют со стабилизатором тока 7 при помощи разъема и соединительного кабеля.

ных направлениях ее магнитной оси по отношению к тесламетру. При изменении направления магнитной оси меры (развороте контейнера на 180°) одновременно изменяют и направление тока.

Значение силы тока, протекающего по обмотке поверяемой меры, измеряют каждый раз с помощью потенциометра 5 и образцового сопротивления 6.

Затем в каретку устанавливают контейнер с эталоном или образцовой мерой и производят все вышеописанные операции.

При поверке меры магнитного момента (постоянного магнита), регулируя ток в обмотке компенсационной катушки, добиваются вначале грубой, а затем точной взаимной компенсации магнитной индукции, создаваемой поверяемой мерой и компенсационной катушкой в месте расположения астатического тесламетра.

Вместо поверяемой меры (постоянного магнита) в каретку помещают контейнер с катушкой, входящей в состав эталона единицы магнитного момента, и, регулируя ток в ее обмотке, снова добиваются взаимной компенсации магнитной индукции. Эту операцию повторяют восемь раз, последовательно поворачивая катушку, входящую в состав эталона, вокруг своей оси на 90° при двух противоположных направлениях ее магнитной оси по отношению к тесламетру. Значение силы тока каждый раз измеряют с помощью потенциометра и образцового сопротивления.

Затем цикл измерений повторяют еще раз при измененном на противоположное направление магнитной оси поверяемой образцовой меры (постоянного магнита).

Результаты измерений заносят в протокол поверки, форма которого приведена в приложениях 1 и 2.

5.3.2. Действительное значение постоянной поверяемой меры магнитного момента (катушки), являющееся отношением магнитного момента к силе тока, протекающего по обмотке меры, Ksw_x в м⁴ вычисляют по формуле

Ksw~Ksw'j^‘A_v    (1)

! х

где Ksvr_l% — постоянная катушки, входящей в состав эталона, или

момента 1-го разряда _ 1 ^я 'Т.²/'*: '» = “Г²/'о —^сР^еД^ние

значения силы токов, протекающих через поверяемую и образцовую меры, А\ А\ — поправочный коэффициент, обусловленный отличием магнитного поля, создаваемого сличаемыми мерами, от поля диполя.

Значение А\ вычисляют по формуле

где А₀=/₀/Я₀, \_X—IJR_X — отношение половины длины намотки (/„. /_д.) образцовой и поверяемой мер к се радиусу (R₀, R_x)\ г — расстояние от магнитного центра сличаемых мер до геометрического центра преобразователя астатического тесламетра, м; коэффициенты g2 и <*4 определяются отношением Иг и не зависят от формы обмотки катушки

I    -cos^;*0(35 cos*0—3Ocos*04-3)

-i--

I —-^-cos³0(3 co$*0—1)

,    ,    (3)

] _—cos'0(23lcos*0 —3l5cos⁴0-+-lO5cos²0—5)

л- —£-Ц-

1—-7Г COS*0 (3cos²0— 1) где cos*Q = - ._л ^r ; L — расстояние менаду магнитами в магнн-

Г -г L

томеханическом преобразователе, м.

На рис. 2 представлен график зависимости коэффициентов g2 и от отношения Иг.

Верхнюю и нижнюю границы диапазона магнитного момента в А-м² определяют по формуле

in ⁼ K.svr ’ Лп1и)    i 4    \

^тах ⁼ К \чг * ^та х I

где /_|Шп. /|„а\ — допустимые значения силы тока, пропускаемого по обмотке поверяемой меры, А. ⁵

1

2

3

4

5