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牛艳,马永超,赵星杰,武徽,席启明,黄松岭,赵伟.功率天平磁体系统设计综述[J].电测与仪表,2023,60(6):1-9.
Niu Yan,Ma Yongchao,Zhao Xingjie,Wu Hui,Xi Qiming,Huang Songling,Zhao Wei.Design of the Kibble balance magnet system: A review[J].Electrical Measurement & Instrumentation,2023,60(6):1-9.
功率天平磁体系统设计综述
Design of the Kibble balance magnet system: A review
投稿时间:2022-08-24  修订日期:2022-09-12
DOI:10.19753/j.issn1001-1390.2023.06.001
中文关键词:  功率天平  磁体系统  电磁计量  磁场测量,磁几何因子
英文关键词:Kibble balance, magnet system, magnetic metrology, magnetic field measurement
基金项目:中煤科工天地科技创新创业资金专项项目(2020-TD- QN005),国家重点研发计划资助项目(2021YFF0603702)
                    
作者中文名作者英文名单位
牛艳Niu Yan中煤科工智能储装技术有限公司
马永超Ma Yongchao清华大学
赵星杰Zhao Xingjie中煤科工智能储装技术有限公司
武徽Wu Hui中煤科工智能储装技术有限公司
席启明Xi Qiming中煤科工智能储装技术有限公司
黄松岭Huang Songling清华大学
赵伟Zhao Wei清华大学
摘要点击次数: 170
中文摘要:
      在新国际单位制下,功率天平是复现质量单位千克最重要的实验装置之一。功率天平实验装置的核心部件是提供测量磁场的磁体系统,它在线圈位置处产生的磁通密度沿线圈导线积分形成磁几何因子,构建出电磁功率与机械功率之间的等价关系,继而可确定被测质量的量值。因此,磁体系统产生磁场的性能,对千克量值复现的准确性具有重要影响。文章梳理了功率天平磁体系统对千克复现准确性的影响,盘点了多种功率天平磁体系统设计的特点,分析和评估了不同磁体设计方案的性能。比较发现,以BIPM型磁体系统为代表的基于磁轭的径向磁体系统,在产生磁场的效率、磁屏蔽性能和设计对称性等方面均具有优势,是目前性能最优的功率天平磁体系统之一。
英文摘要:
      The Kibble balance is a device for realization of the mass unit, kilogram, in the new international system of units. A Kibble balance requires a magnet system to supply the magnetic flux that precisely links the electrical power and mechanical power. Therefore, the magnet system is one of the core elements in Kibble measurement, and its performance can significantly affect the final mass measurement accuracy. This paper analyzes how the magnet system affects the Kibble balance uncertainty and reviews the performance of various Kibble balance magnet systems. The comparison of different magnet systems shows that the BIPM magnet design has merits in efficiency of magnetic field generation, magnetic shielding and geometrical symmetry, which can be considered as one of the best Kibble balance magnet designs.
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