第60卷第6期2023年6月15日电测与仪表ElectricalMeasurement&InstrumentationVol.60No.6Jun.15,2023功率天平磁体系统设计综述牛艳12,马永超3,赵星杰1²2,武徽1？,席启明12,黄松岭3，赵伟（1.中煤科工智能储装技术有限公司，北京100013；2.中国煤炭科工集团天地科技股份有限公司，北京100013；3.清华大学电机系，北京100084）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。关键词：功率天平；磁体系统；电磁计量；磁场测量；磁几何因子D0I:10.19753/j.issn1001-1390.2023.06.001中图分类号：TM936ReviewonthedesignoftheKibblebalancemagnetsystemNiuYan'2,MaYongchao',ZhaoXingjie'-2,WuHui'-2,XiQiming'2,HuangSongling”,ZhaoWei?(1.ChinaCoalTechnologyandEngineeringGroupIntelligentStorageTechnologyCo.,Ltd.,Beijing100013,China.3.DepartmentofElectricalEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)Abstract:Inthenewinternationalsystemofunits,theKibblebalanceisoneofthemostimportantexperimentaldevicesforrealizationofthemassunit,kilogram.ThecoreelementoftheKibblebalanceexperimentdeviceisthemagnetsystemthatprovidesthemagneticfieldmeasurement.Themagneticfluxdensitygeneratedatthepositionofthecoilisintegratedalongthecoilwiretoformthemagneticgeometryfactor,andtheequivalentrelationshipbetweentheelectromagneticpowerandthemechanicalpowerisconstructed,andthenthemeasuredmasscanbedetermined.Therefore,theperformanceofthemagneticfieldgeneratedbytheKibblemagnetsystemsignificantlyaffectsthefinalmassmeasurementaccuracy.ThispaperanalyzeshowthemagnetsystemaffectstheKibblebalanceuncertaintyandreviewsth...
