超導(dǎo)線NbTi與Nb3Sn復(fù)合超導(dǎo)線扭距測量-編制說明

1、實用超導(dǎo)線的扭距測量NbTi 與 Nb 3Sn 復(fù)合超導(dǎo)體的扭距測量方法編制說明1. 工作簡況1.1 任務(wù)來源鈮鈦（ NbTi ）與鈮三錫（ Nb3Sn）材料是目前最重要的實用低溫超導(dǎo)材料，在核磁共振成像儀（ MRI ）、核磁共振譜儀（ NMR ）、大型粒子加速器及超導(dǎo)儲能系統(tǒng)（SMES），磁約束核聚變裝置（ Tokamak）等多個領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用。它們在生產(chǎn)過程中必然會有扭轉(zhuǎn)這一道工序，其主要目的是為了降低超導(dǎo)線材的交流損耗。因而，扭距是實用低溫超導(dǎo)線一項非常重要的參數(shù)。目前，國內(nèi)外尚無實用低溫超導(dǎo)線扭距相關(guān)的測量方法標準。為了更好的規(guī)范實用低溫超導(dǎo)線的扭距測量，2018 年 4 月

2、8 日全國超導(dǎo)標準化技術(shù)委員會（SAC/TC265 ）向國家標準化管理委員會提出自主制定我國實用超導(dǎo)線的扭距測量 NbTi 與 Nb3Sn 復(fù)合超導(dǎo)體的扭距測量方法的國家標準。2019年7月8日國家標準化管理委員會關(guān)于下達第二批國家標準計劃項目的通知中，正式批準將其列入國家標準制修訂計劃項目，項目編號20191891-T-491。1.2 起草單位及主要起草人2019 年 1 月正式成立標準起草工作組。實用超導(dǎo)線的扭距測量NbTi 與 Nb3Sn復(fù)合超導(dǎo)體的扭距測量方法標準由西部超導(dǎo)材料科技股份有限公司負責(zé)起草，參加起草人員由西部超導(dǎo)材料科技股份有限公司的郭強、王菲菲、高慧賢、閆果、王大友，中國

3、科學(xué)院電工研究所的程軍勝、王秋良、孫萬碩，中國科學(xué)院物理研究所的李潔，中國科學(xué)院等離子體物理研究所的劉方共四個單位的十名專家構(gòu)成，郭強任組長。1.3 主要工作過程2019 年 1 月2019 年 6 月，工作組成員完成了40 個扭距測量輔助工裝的制作；2019 年 7 月 2019 年 9 月完成了不確定度實驗及評定；2019 年 10 月 2019 年 11月完成了我國四家實驗室的循環(huán)比對實驗及數(shù)據(jù)分析，測量結(jié)果穩(wěn)定、可靠。測量報告見附件。 2019 年 12 月2020 年 2 月，形成標準征求意見稿和編制說明。2. 編制原則2.1 本標準的起草原則：11）按照 GB/T 1.1-2009

4、 給出的規(guī)則起草；2）對于引用的國際標準尋求相對應(yīng)的我國國家標準：GB/T2900.100-2017電工術(shù)語超導(dǎo)電性（ IEC 60050-815:2015,IDT ）；3）通過實踐實驗，編寫超導(dǎo)線扭距樣品測量過程。2.2 主要內(nèi)容標準適用范圍采用本標準測量的上千個ITER 線材的扭距結(jié)果，測試數(shù)據(jù)穩(wěn)定（圖2.1圖2.2），并已經(jīng)成功交付了 ITER 項目，兩種線材的芯絲直徑分別為 6 m和 7.8 m，扭距為 15mm。為了進一步確定標準的適用范圍，取各類線材進行實驗。 通過腐蝕芯絲確定芯絲直徑的適用范圍；通過扭距測量確定線材規(guī)格及適用范圍。圖 2.1 ITER NbTi扭距測量結(jié)果2圖 2

5、.2 ITER Nb 3Sn 扭距測量結(jié)果1）實驗樣品信息（表2.1）表 2.1 實驗樣品信息樣品編號樣品類別線號規(guī)格芯絲直徑芯數(shù)名義扭距1#NbTi 實驗線 11012-18252C-1-10.2mm6 m630152#青銅法 Nb3Sn2102-17008B-1-10.82mm2 m9805153#ITER Nb3Sn（內(nèi)錫）2013-149380.82mm6 m3040154#ITER NbTi1012-14119J0.73mm7.8 m2630155#NbTi 實驗線 21012-170441.966mm198 m55506#NbTi 實驗線 31013-19001A-6-10.5mm

6、8 m170552）芯絲直徑范圍確定：取表 2.1 中的實驗樣品編號為 1#， 2#，5#，對樣品進行芯絲腐蝕，觀察腐蝕芯絲，若能明確看到一束束芯絲，則可以測量，若芯絲是棉絮狀無法剝離則無法測量。芯絲腐蝕結(jié)果見（圖2.3圖 2.5），可以看出， 1#與5#樣品均可用肉眼觀測到一束束清晰可見的芯絲，而2#樣品的芯絲是棉絮狀無法剝離。故將芯絲直徑范圍定位6m198m。圖 2.3 編號 1#樣品（芯絲直徑 6m）圖 2.4 編號 2#樣品（芯絲直徑 2m）3圖 2.5 編號 5#樣品（芯絲直徑198m）3）線材規(guī)格與扭距范圍確定編號 1#和編號 5#樣品在測量過程中能夠劃出一束束清晰可見的芯絲，表明

7、本標準線材規(guī)格范圍為0.2mm2mm。此時扭距范圍是15mm50mm。為了進一步驗證扭距的最小適用范圍，取表2.1 中編號 6#的加工后的 10 個樣品進行扭距測量。測量結(jié)果如表2.2 所示：表 2.2編號 6#樣品扭距結(jié)果重復(fù)次數(shù)規(guī)格Lp（ mm）10.5mm5.1220.5mm5.1030.5mm5.1540.5mm5.0850.5mm5.0560.5mm5.0970.5mm5.1080.5mm5.1490.5mm5.12100.5mm5.11通過表 2.2 中數(shù)據(jù)計算，標準偏差 s=0.029,標準不確定度 u=0.01,相對標準不確定度 ur=0.18%。滿足使用需求。因此進一步確定扭

8、距的范圍確定為5mm50mm。通過實驗，本標準的適用范圍確定為直徑在0.2 mm2 mm，芯絲直徑在 6 m200m，扭距在 5mm50 mm 的多芯 NbTi 與 Nb3Sn 復(fù)合超導(dǎo)體扭距與扭轉(zhuǎn)方向的測量。測量原理1）超導(dǎo)線材結(jié)構(gòu)分析： NbTi 與 Nb3Sn 復(fù)合超導(dǎo)線屬于分散穩(wěn)定型和外穩(wěn)定型超導(dǎo)線，雖然有上千根超導(dǎo)芯絲，但穩(wěn)定的拉伸工藝使得芯絲變形均勻，成熟的扭轉(zhuǎn)工藝使扭轉(zhuǎn)過程中所有芯絲扭轉(zhuǎn)方向，扭轉(zhuǎn)節(jié)距具有一致性。2）NbTi 復(fù)合超導(dǎo)體測量原理： NbTi 復(fù)合超導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)決定了可以通過腐蝕穩(wěn)定基體銅來獲得規(guī)律性扭轉(zhuǎn)的超導(dǎo)芯絲，可以通過反方向扭轉(zhuǎn)退扭轉(zhuǎn)使芯絲呈4互相平行狀態(tài)，測量

9、退扭轉(zhuǎn)過程芯絲轉(zhuǎn)過的角度 并計算出扭轉(zhuǎn)圈數(shù) n(n=/360)，測量芯絲腐蝕的長度 l。扭距 Lp 可以通過腐蝕長度 l 除以扭轉(zhuǎn)圈數(shù) n 來獲得 。得出扭距測量公式：l(2.1)L pnn(2.2)360式中：Lp 扭距（ mm） 腐蝕部分長度（ mm）n 扭轉(zhuǎn)圈數(shù) 扭轉(zhuǎn)角度（ °）3） Nb3Sn 復(fù)合超導(dǎo)體測量原理：與 NbTi 復(fù)合超導(dǎo)線不同的是內(nèi)錫法 Nb3Sn 是外穩(wěn)定型超導(dǎo)線， 用 HNO 3 腐蝕穩(wěn)定體銅之后， 所有芯絲被鉭阻隔層包裹， 因此使用 1）中的方法進行 Nb3Sn 的扭距測量， 必須去除鉭阻隔層。 一種是用硝酸與氫氟酸的混合溶液腐蝕鉭阻隔層，一種是通過打磨

10、去除鉭阻隔層。鑒于安全考慮，建議選用砂紙打磨的方式去除阻隔層。 嘗試用 300 目 800 目砂紙打磨阻隔層， 打磨效果見圖 2.6。能明顯看見樣品表面呈銅色，再次進行腐蝕后，芯絲清晰可見。也可以使用退扭轉(zhuǎn)的方式進行測量。圖 2.6 內(nèi)錫法 Nb 3Sn 打磨鉭阻隔層后扭距測量輔助工裝1）工裝材料選定：測量腐蝕過程需用到HNO 3，因此工裝制作要選用耐酸的不銹鋼，聚四氟乙烯等材料。制作方便及成本等方面考慮，本標準建議采用聚四氟乙烯制作扭距測量工裝。工裝的作用主要是測量過程用來固定超導(dǎo)體和讀取角度。參考專利 ZL 2012 1 0278929.1測量低溫超導(dǎo)線材扭距的裝置設(shè)計制作扭距工裝見圖 2

11、.7。5(a)（b）（ c）圖 2.7 用于測量扭距的輔助工具的一種設(shè)計（a ）該工具的示意圖：A- 滑塊， B- 可旋轉(zhuǎn)的旋鈕， C- 角度刻度， D- 導(dǎo)軌；（b ）設(shè)計圖；（ c） C- 的角度刻度盤用設(shè)計出的工裝固定打磨好的Nb3Sn 樣品進行腐蝕，腐蝕出的樣品如圖2.8所示：圖 2.8 扭距工裝腐蝕樣品結(jié)果圖使用組件 B 旋轉(zhuǎn)結(jié)合組件 C 上的刻度來讀取旋轉(zhuǎn)角度，用游標卡尺能夠測量出樣品腐蝕的長度。即可計算出扭距，具體工裝的使用見測量報告。3. 主要驗證實驗及分析本標準的實驗測量工作在四家實驗室完成，分別是西部超導(dǎo)材料科技股份有限公司（ WST），中國科學(xué)院電工研究所（ IEE, C

12、AS），中國科學(xué)院高能物理研究所 (IHEP) ，中國科學(xué)院等離子體物理研究所 (IPP, CAS) 。測量試樣為西部超導(dǎo)為ITER 項目生產(chǎn)的 NbTi 與內(nèi)錫法 Nb3Sn 超導(dǎo)線材。1）樣品準備：在樣品扭轉(zhuǎn)穩(wěn)定區(qū)分別取1 個 NbTi 與 1 個 Nb3Sn 樣品實驗用6來進行不確定度評定； 分別取 40 個 NbTi 與 40 個 Nb3Sn 樣品在四家實驗室進行循環(huán)比對實驗（每個實驗室 10 個 NbTi 與 10 個 Nb3Sn 樣品），測量樣品信息如下：NbTi 樣品信息： 樣品類型： NbTi/Cu 復(fù)合超導(dǎo)線 樣品編號： 1012-14119J 線徑： 0.73 mm 標稱銅

13、與非銅體積比： 2.35 平均芯絲直徑：約7.8 m 芯絲數(shù)量：約 2630Nb3Sn 樣品信息： 樣品類型： Nb3Sn/Cu 復(fù)合超導(dǎo)線 樣品編號： 2013-14938 線徑： 0.82mm 標稱銅與非銅體積比： 1.0 平均芯絲直徑：約6.0 m 芯絲數(shù)量：約 30402）化學(xué)試劑及裝置：化學(xué)試劑： 無水乙醇（質(zhì)量分數(shù) 99.7%）； 硝酸（推薦硝酸的體積比為40% 60%）； 自來水； 去污劑（可采用濃度3%5%的 RSB-102T 清洗劑）。裝置： 扭距測量輔助工裝，角度測量器分辨率應(yīng)等于或優(yōu)于 5°； 游標卡尺（精度為 0.02mm，量程范圍為 0mm300mm）； 耐

14、酸鑷子； 烘箱或吹風(fēng)機； 橡膠手套； 通風(fēng)廚； 300800目砂紙。73）實驗步驟：首先對樣品進行打磨（僅外穩(wěn)定型Nb3Sn 需要此操作步驟），將樣品兩端固定，把樣品中間部分用硝酸腐蝕掉銅基體后留下一束清晰可見、被扭轉(zhuǎn)的芯絲，旋轉(zhuǎn)樣品一端，直至被扭轉(zhuǎn)的芯絲呈互相平行的狀態(tài)時，記錄扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角度并計算出扭轉(zhuǎn)圈數(shù)，測量被腐蝕部分的長度。腐蝕長度除以扭轉(zhuǎn)圈數(shù)確定扭距。具體驗證實驗過程及測量結(jié)果詳見測量報告。4. 采用國際標準和國外先進標準的程度目前，國內(nèi)與國際上尚無相關(guān)的檢測標準。5. 與有關(guān)的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強制性國家標準的關(guān)系；經(jīng)查，本標準可能涉及到 ZL 2012 1 0278929.1 測量低溫

15、超導(dǎo)線材扭距的裝置相關(guān)專利的使用。該專利的持有人已向本文件的發(fā)布機構(gòu)保證，他愿意同任何申請人在合理且無歧視的條款和條件下，就專利授權(quán)許可進行談判。該專利持有人的聲明已在本文件的發(fā)布機構(gòu)備案。相關(guān)信息可以通過以下聯(lián)系方式獲得：專利持有人：西部超導(dǎo)材料科技股份有限公司地址：陜西省，西安市，經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)明光路 12 號本標準與有關(guān)的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強制性國家標準無沖突。6. 重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)；本標準的制定過程中不存在重大意見分歧。7. 作為強制性國家標準或推薦性國家標準的建議；建議該標準為推薦性國家標準。8. 貫徹國家標準的要求和措施建議可積極向生產(chǎn)廠家及用戶推薦采用本標準。9. 廢止

16、現(xiàn)行有關(guān)標準的建議；無。10. 其他應(yīng)予說明的事項無。11. 預(yù)期效果本標準根據(jù)我國NbTi 與 Nb3Sn 復(fù)合超導(dǎo)線材生產(chǎn)的檢驗市場需求制定的。 本8標準的實施， 為我國NbTi 與 Nb3Sn 復(fù)合超導(dǎo)線材的扭距測量提供依據(jù)， 不僅有助于提高國內(nèi)扭距檢驗技術(shù)水平，更為我國復(fù)合超導(dǎo)線材的生產(chǎn)提供有力支持，對我國的經(jīng)濟起到一定的促進作用。2020年2月 27日9實用超導(dǎo)線的扭距測量NbTi 與 Nb 3Sn 復(fù)合超導(dǎo)體的扭距測量方法測量報告1 前言鈮鈦（ NbTi ）與鈮三錫（ Nb3Sn）材料是目前最重要的實用低溫超導(dǎo)材料，在核磁共振成像儀（ MRI ）、核磁共振譜儀（ NMR ）、大型粒

17、子加速器及超導(dǎo)儲能系統(tǒng)（SMES），磁約束核聚變裝置（ Tokamak）等多個領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用。它們在生產(chǎn)過程中必然會有扭轉(zhuǎn)這一道工序，其主要目的是為了降低超導(dǎo)線材的交流損耗。因而，扭距是實用低溫超導(dǎo)線一項非常重要的參數(shù)。為了適應(yīng)國內(nèi)超導(dǎo)技術(shù)發(fā)展的需要，統(tǒng)一和規(guī)范國內(nèi)的 NbTi與 Nb3Sn復(fù)合超導(dǎo)體的扭距測量方法， 國家標準委下達國家標準制修訂計劃的通知，批準正式將實用超導(dǎo)線的扭距測量 NbTi與 Nb3Sn復(fù)合超導(dǎo)體的扭距測量方法列為國家標準化管理委員會制修訂計劃項目，由超導(dǎo)標委會組織，西部超導(dǎo)材料科技股份有限公司牽頭，中國科學(xué)院電工研究所，中國科學(xué)院物理研究所，中國科學(xué)院等離子體

18、物理研究所等單位制定此標準。按照標準制修訂程序要求，標準制定工作組進行了如下實驗測量及數(shù)據(jù)分析等工作。本標準的實驗測量工作在西部超導(dǎo)材料科技股份有限公司完成，測量試樣為西部超導(dǎo)為 ITER 項目生產(chǎn)的 NbTi 與內(nèi)錫法 Nb3Sn 超導(dǎo)線材。2 樣品信息表 2.1- 樣品信息制造商西部超導(dǎo)材料科技股份有限公樣品類別NbTi/CuNb3Sn線號1012-14119J2013-14938樣品形狀圓形圓形樣品線徑0.73mm0.82 mm芯絲數(shù)量26303040芯絲直徑7.8 m6.0 m銅比2.3251.0103 化學(xué)試劑及裝置3.1化學(xué)試劑a) 無水乙醇（質(zhì)量分數(shù) 99.7%）；b) 硝酸（推

19、薦硝酸的體積比為 40%60%）；c) 自來水；d) 去污劑（可采用濃度 3%5%的 RSB-102T 清洗劑）。3.2裝置a) 扭距測量輔助工裝（圖 1）；b）游標卡尺（精度為0.02mm，量程范圍為 0 300mm）；c）鑷子；d）烘箱或吹風(fēng)機；e）橡膠手套；f ）通風(fēng)廚；g）300-800 目砂紙。ADCa）(a)角度指示盤定位鞘穿線孔緊線螺栓(b)(c)圖 1 扭距測量輔助工裝 . (a)工裝整體圖 ; (b) 設(shè)計圖 ; (c) 工裝刻度盤 . 4 樣品準備4.1 樣品腐蝕與打磨11僅外穩(wěn)定型Nb3Sn 樣品需要進行該處理。由于外穩(wěn)定型 Nb3Sn 線材在芯絲的外面有一層 Nb 或者

20、 Ta 等難溶于酸的阻擋層，當(dāng)外層銅穩(wěn)定體被腐蝕盡后，這一層阻擋層阻礙著硝酸繼續(xù)腐蝕內(nèi)部的銅。阻擋層的去除推薦使用以下方法：（ 1）樣品外銅層腐蝕：取一段樣品，放入體積比為 40%60%硝酸溶液中腐蝕，待表面銅層完全溶解。用鑷子取出樣品，之后用流動水沖洗，無水乙醇脫水并烘干。注意：為安全起見，操作時必須穿長衣長褲并配戴橡膠手套，防止硝酸濺在皮膚上。（ 2）阻隔層打磨：取一張 300 目800 目的細砂紙，均勻打磨需要測量部分，至可見內(nèi)部銅色，停止打磨。（ 3）清潔與干燥：用去污劑除去除樣品上的油污、油跡，再用清水沖洗，用無水乙醇脫水，最后用吹風(fēng)機吹干或者烘箱烘干。4.2樣品固定取合適長度的Nb

21、Ti 或 4.1 中打磨好的 Nb3Sn 樣品，應(yīng)保證被測量部分的長度大于等于 6 倍名義 扭距 ，兩端用夾緊 /壓緊裝置固定，防止測量過程中樣品發(fā)生扭轉(zhuǎn)。樣品保證水平放置，不可彎曲。樣品固定如圖 2 所示。(a) NbTi/Cu(b) Nb 3 Sn/Cu圖 2 樣品固定4.3樣品腐蝕松開固定組件的螺栓，將它推至中間，同時彎曲樣品，將樣品彎曲部分浸入硝酸溶液中，浸泡約20 分鐘后取出，肉眼觀察內(nèi)部芯絲是否完全分散開，且無粘結(jié)，如仍有殘留銅或有芯絲粘結(jié)，則需繼續(xù)浸入硝酸溶液腐蝕。樣品彎曲如圖3所示12(a) NbTi/Cu(b) Nb 3Sn圖 3 樣品彎曲4.4清潔與干燥將腐蝕完的樣品取出，

22、用流動水反復(fù)沖洗，再以無水乙醇脫水。靜置自然干燥，或用熱風(fēng)吹干。5 測量將扭距測量輔助工裝里的測量樣品恢復(fù)水平固定的初始狀態(tài)，觀察線材扭轉(zhuǎn)方向，沿著扭轉(zhuǎn)反方向旋轉(zhuǎn)，直至線材芯絲扭轉(zhuǎn)被完全解開，即所有芯絲呈平行狀。記錄旋轉(zhuǎn)的角度，計算扭轉(zhuǎn)的圈數(shù)n（ n= /360） 測量被腐蝕部分長度l ，腐蝕長度除以扭轉(zhuǎn)圈數(shù)可計算出扭距Lp6 測量結(jié)果分析與不確定度評定6.1數(shù)學(xué)模型1）扭距計算模型為：LPl/ 360.(6.1)式中：l 游標卡尺測量的樣品腐蝕的長度；扭轉(zhuǎn)角度；Lp 扭距。2）不確定度靈敏度系數(shù)評定：采用本標準測量扭距的的合成標準不確定度（uLp）13為：uLpc12ul2c22u 2.(6

23、.2)式中，uLp 是通過本方法測得的扭距的合成標準不確定度。c1, c2 是靈敏度系數(shù)，可以通過方程（6.1 ）的偏導(dǎo)來獲得：c1LP360l.(6.3)LP360 l.(6.4)c226.2NbTi 復(fù)合超導(dǎo)體扭距測量方法的不確定度評定樣品取一個 NbTi/Cu 復(fù)合超導(dǎo)線用于不確定度評定的實驗：樣品編號：1012-14119J每個變量的合成標準不確定度腐蝕區(qū)長度 l 的合成標準不確定度a) 進行多次測量（表 6.1 ），實驗的 A 類不確定度 uAl 為 0.1mm；表 6.1-NbTi 樣品腐蝕區(qū)長度重復(fù)次數(shù)腐蝕長度 l （mm）1128.182128.403128.084128.44

24、5128.946129.047128.668128.529128.4610128.38b）游標卡尺的分辨率為0.02mm，B類不確定度為uBl =0.01mm；c）腐蝕邊界不清的誤差是0.5mm，則邊界腐蝕不清帶來的長度不確定度是0.29mm。長度 l 的合成標準不確定度是0.304mm。角度 測量的合成標準不確定度14a）進行多次測量退絞角度 （表 6.2 ），實驗的 A 類不確定度 uA 為 9.09°；表 6.2-NbTi 樣品腐蝕區(qū)的扭轉(zhuǎn)角度重復(fù)次數(shù)（°）13 27023 26033 23043 27053 28063 33073 29083 31093 25010

25、3 270b）角度的分辨率 5 度，引入的不確定度為2.9 °；c）平行度觀察的誤差是 20 度，引入的不確定度是 11.765°°；d）樣品彎曲引入的誤差約是 10 度，引入的不確定度是 5.9 °；角 合成標準不確定度 u 是 16.052°。扭距的合成標準不確定度計算將l=128.51mm ，= 3 276°代入公式(6.3)和(6.4) 計算靈敏度系數(shù)c1=0.110和 c2 =-0.004 mm/. 這里用于不確定度靈敏度系數(shù)評定的量僅適用于特定的實驗。這些系數(shù)并非普遍適用的，每次實驗都會不同。p的合成標準不確定度根據(jù)公式（

26、LP 是 0.077。L6.2u）計算，6.2.4確定擴展不確定度 u取包含因子 k=3 時，擴展不確定度 u=k* uLP=0.23，相對擴展標準不確定度是1.63%。6.2.5結(jié)果計算依據(jù)扭矩公式（6.1 ）， l=128.51mm ，= 3 276°計算扭距結(jié)果均值 Lp=14.12 ，則測量結(jié)果 L p =（ 14.12 ± 0.23） mm。6.3Nb3 Sn復(fù)合超導(dǎo)體扭距測量方法的不確定度評定樣品參數(shù)取一個 Nb3Sn/Cu 復(fù)合超導(dǎo)線用于不確定度評定的實驗：樣品編號：2013-1493815每個變量的合成標準不確定度腐蝕區(qū)長度l 的合成標準不確定度a) 取樣品

27、2013-14938 進行多次測量（表6.3 ），實驗的A 類不確定度uAl 為0.19mm；表 6.3-Nb 3Sn 樣品腐蝕區(qū)的長度重復(fù)次數(shù)腐蝕長度 l （mm）1139.902139.043138.644138.305138.106139.007138.108138.109138.1210138.30b) 游標卡尺的分辨率為 0.02 mm，引入的不確定度為 0.01mm；c）長度腐蝕邊界模糊的誤差是1mm，引入的不確定度是0.59mm；長度 的合成標準不確定度是0.607mm。角度 測量的合成標準不確定度a) 取樣品 2013-14938 進行多次測量（表 6.4 ），實驗的 A 類不

28、確定度 uA 為20.11°；表 6.4-Nb 3Sn 樣品腐蝕區(qū)的扭轉(zhuǎn)角度重復(fù)次數(shù) （°）132102320033250431505327063090731508327093270103155b）角度 的分辨率為 5 度，引入的不確定度為2.9 °；c）測量平行度觀察誤差是20 度，引入的不確定度是11.764°；d）樣品扭轉(zhuǎn)的誤差約是10 度，引入的不確定度是5.9 °；角度 的合成標準不確定度是24.072°。16扭距的合成標準不確定度計算將l=138.56mmmm，= 3 202° 代入 公式 (6.3)和 (6.4

29、) 計算靈敏度系數(shù)c1 =0.112 and c2=-0.005mm/ . 這里用于不確定度靈敏度系數(shù)評定的量僅適用于特定的實驗。這些系數(shù)并非普遍適用的，每次實驗都會不同。p的合成標準不確定度根據(jù)公式（6.2Lp 是 0.14。L）計算，u6.3.4 確定擴展不確定度取包含因子 k=3 時，擴展不確定度 u=k*u LP=0.41，相對擴展標準不確定度是2.61%。結(jié)果計算依據(jù)扭距公式（6.1 ），l=138.56mm mm， = 3 202°，計算扭距結(jié)果 Lp =15.88，則測量結(jié)果 Lp=（ 15.58± 0.41 ） mm。6.4 循環(huán)比對實驗6.4.1 測量結(jié)果

30、為了評估測量的可靠性與穩(wěn)定性，在國內(nèi)4 個實驗室進行了循環(huán)比對實驗。分別是西部超導(dǎo)材料科技股份有限公司 （WST），中國科學(xué)院電工研究所 （IEE, CAS），中國科學(xué)院高能物理研究所 (IHEP)，中國科學(xué)院等離子體物理研究所 (IPP,CAS)。測量樣品為西部超導(dǎo)為ITER 項目生產(chǎn)的 NbTi 與內(nèi)錫法 Nb3Sn 復(fù)合超導(dǎo)線材。對于每個單獨的實驗室，分別從1012-14119J 和 2013-14938 復(fù)合超導(dǎo)線材樣品的穩(wěn)定扭轉(zhuǎn)區(qū)的一部分連續(xù)采集10 個 NbTi / Cu 和 10 個 Nb3Sn / Cu樣品，并進行了 10 次重復(fù)測量，測量結(jié)果下（表6.5 表 6.6 ）。表

31、6.5- NbTi 樣品循環(huán)比對測量結(jié)果WSTIHEPIEEIPPNo.LP (mm)No.LP (mm)No.LP (mm)No.LP (mm)NT-114.04NT-1114.13NT-2114.01NT-3114.27NT-214.03NT-1213.97NT-2213.98NT-3214.14NT-314.10NT-1314.04NT-2314.11NT-3314.19NT-414.08NT-1414.04NT-2414.04NT-3414.27NT-513.99NT-1513.88NT-2513.98NT-3514.29NT-613.97NT-1614.23NT-2613.91NT-3614.23NT-714.11NT-1714.16NT-2714.03NT-3714.19NT-814.11NT-1814.33NT-2814.04NT-3814.16NT-913.99NT-1914.13NT-2913.98NT-3914.16NT-1014.09NT-2014.28NT-3014.11NT-4014.2617表 6.6- Nb3Sn 樣品循環(huán)比對測量結(jié)果WST