JJF 2229-2025 质子磁强计校准规范

以下是《JJF 2229-2025 质子磁强计校准规范》的详细内容总结：

​​一、规范基本信息​​

1. ​​规范名称​​：质子磁强计校准规范（Calibration Specification for Proton Magnetometers）
2. ​​归口单位​​：全国电磁计量技术委员会
3. ​​主要起草单位​​：
   • 国防科技工业弱磁一级计量站
   • 中国计量科学研究院
4. ​​参加起草单位​​：中国地质大学（武汉）
5. ​​首次发布​​：本规范为首次制定。
6. ​​适用范围​​：磁场测量范围 ​​(20~100) μT​​ 的质子磁强计校准。

​​二、核心术语与定义​​

​​三、计量特性（参考指标）​​

1. ​​探头剩磁​​：≤1 nT。
2. ​​磁感应强度误差​​：±(0.3~3) nT（20~100 μT范围内）。
3. ​​磁场噪声​​：
   • 峰-峰值 ≤1 nT；
   • 有效值 ≤0.3 nT。
4. ​​时漂​​：≤3 nT。
5. ​​梯度容限​​：≤10 μT/m。
6. ​​温漂​​：
   • 线性变化 ≤100 pT/℃；
   • 非线性变化 ≤3 nT（全温度范围内）。

​​注​​：以上指标仅供参考，非合格性判定依据。

​​四、校准条件​​

1. ​​环境条件​​：
   • 温度：(15~25)℃；
   • 相对湿度：≤80%；
   • 电源：(220±22)V，(50±1)Hz。
2. ​​测量标准设备​​：

   ​​设备类型​​	​​关键要求​​
   标准磁强计	误差≤被校设备1/3，分辨力≥0.01 nT。
   标准磁场复现系统	磁场均匀性≤0.1 nT，漂移≤被校时漂的1/3。
   干扰磁场补偿系统	噪声校准波动≤10 pT，其他项目≤100 pT。
   梯度磁场复现系统	梯度误差±0.1 μT/m，噪声≤被校设备噪声。
   无磁恒温系统	温场均匀性≤3℃，磁场均匀性≤1 nT。

​​五、校准项目与方法​​

​​1. 探头剩磁（正反向法）​​

• ​​步骤​​：
  1. 在50 μT点复现标准磁场；
  2. 记录探头正向示值 B_+ 和反向180°示值 B_-；
  3. 计算：B_{/text{PR}} = /frac{B_{+} - B_{-}}{2}。

​​2. 磁感应强度（替代法）​​

• ​​校准点​​：20 μT、30 μT、50 μT、70 μT、100 μT。
• ​​步骤​​：
  1. 用标准磁强计测量磁场值 B_0；
  2. 替换为被校设备，记录示值 B_x；
  3. 若剩磁较大，取正反向平均值 B_x = /frac{B_{x+} + B_{x-}}{2}；
  4. 误差计算：/Delta B = B_x - B_0。

​​3. 磁场噪声（干扰补偿法）​​

• ​​步骤​​：
  1. 在50 μT点复现稳定磁场；
  2. 记录≥10个连续示值 B_{x,i}；
  3. 计算：
     • 峰-峰值 B_{/text{N,PP}} = B_{x,/max} - B_{x,/min}；
     • 有效值 B_{/text{N,RMS}} = /sqrt{/frac{1}{n-1} /sum (B_{x,i} - /bar{B}_x)^2}。

​​4. 时漂（直接测量法）​​

• ​​步骤​​：
  1. 在50 μT点保持恒定磁场；
  2. 以≤3分钟间隔记录≥20个示值；
  3. 计算：/delta B_t = B_{t,/max} - B_{t,/min}。

​​5. 梯度容限（梯度递增法）​​

• ​​步骤​​：
  1. 在50 μT点复现恒定磁场；
  2. 以0.1 μT/m步进增加梯度，直至噪声超标（无梯度时噪声的3倍）；
  3. 记录最大允许梯度值。

​​6. 温漂（恒温法）​​

• ​​步骤​​：
  1. 在50 μT点保持磁场恒定；
  2. 按10℃间隔升温，每点保温≥30分钟；
  3. 计算：
     • 线性温漂：最小二乘法拟合 C_{B T}；
     • 非线性温漂：/delta B_T = B_{T,/max} - B_{T,/min}。

​​六、校准结果与证书​​

1. ​​校准证书内容​​：
   • 16项必填信息（如唯一性编号、环境条件、测量标准溯源说明等）；
   • 具体校准结果及扩展不确定度（k=2）。
2. ​​原始记录格式​​：详见附录B（含探头剩磁、磁感应强度、噪声等数据表）。
3. ​​证书内页格式​​：详见附录C（含校准结果、不确定度声明等）。

​​七、复校时间间隔​​

• ​​建议​​：12个月（送校单位可根据使用情况自主调整）。

​​八、附录内容​​

• ​​附录A​​：磁感应强度不确定度评定示例（以50 μT点为例，U=0.4 /, /text{nT}）。
• ​​附录B​​：校准原始记录格式模板。
• ​​附录C​​：校准证书内页格式模板。

​​规范核心​​：首次系统规定了质子磁强计的校准方法、计量特性及不确定度评定，适用于地质勘探、地震监测等弱磁场测量领域的技术保障。