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影響砝碼的精度的因素講述

閱讀:719        發(fā)布時(shí)間:2022-6-23

影響砝碼的精度的因素講述

  九津砝碼

砝碼影響的因素從如下幾個(gè)方面來考慮

隨著科技的不斷發(fā)展,計(jì)量學(xué)領(lǐng)域的長度、時(shí)間、質(zhì)量、電流、溫度、光度、物質(zhì)量等七個(gè)基本國際單位中,六個(gè)基準(zhǔn)都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了用微觀量來重新定義,如用銫原子的振動(dòng)頻率來定義“s", 用光在真空中的行進(jìn)距離來定義“m", 等。用這些微觀量進(jìn)行的重新定義不僅準(zhǔn)確度比實(shí)物計(jì)量基準(zhǔn)高出幾個(gè)數(shù)量級(jí),而且可以復(fù)現(xiàn),穩(wěn)定性高。但只有質(zhì)量單位“kg" 仍沿用傳統(tǒng)的砝碼原器作為實(shí)物基準(zhǔn),質(zhì)量計(jì)量方面更加值得努力探索。

在涉及貿(mào)易結(jié)算中,砝碼是最重要的實(shí)物量具,其質(zhì)量的合格與否關(guān)系到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科研、醫(yī)藥衛(wèi)生以及人們的日常生活等方方面面。

實(shí)驗(yàn)室的溫度、濕度、振動(dòng)、氣壓、清潔度及磁性都會(huì)影響砝碼計(jì)量的準(zhǔn)確性。下文主要從空氣浮力、磁力和表面吸附三方面因索來闡述對砝碼質(zhì)量計(jì)量產(chǎn)生的影響。

1、空氣浮力

在砝碼質(zhì)量計(jì)量中,其體積值需要準(zhǔn)確測量,以便進(jìn)行砝碼質(zhì)最值的浮力修正。根據(jù)阿基米德原理,物體所受浮力等于排開氣體的質(zhì)量,日前測量砝碼體積四的方法主要有兩種:液體靜力法和聲學(xué)測量法。液體靜力法具有較高的測量準(zhǔn)確度,但也存在缺陷,溯源至純水的密度,一級(jí)純水較 難保存,液體密度的穩(wěn)定性也難以控制,測量過程復(fù)雜,需要清洗砝碼,效率低下。非接觸式聲學(xué)測體積法測量快速、無污染,利用正弦信號(hào)驅(qū)動(dòng)相位相反的兩個(gè)聲壓信號(hào),并基于氣體壓縮定律的原理來設(shè)計(jì)完成。溫度還會(huì)導(dǎo)致金屬熱脹冷縮,使得體積發(fā)生略微的變化

2、磁力在高精度鑄鐵砝碼計(jì)量領(lǐng)域,電子天平和質(zhì)量比較儀已經(jīng)獲得了越來越廣泛應(yīng)用,而共原理采用電磁力補(bǔ)償原理,稱量過程中砝碼與天平的磁缸及線圈產(chǎn)生的歐場泄露不可避免地會(huì)產(chǎn)生相互作用力,影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。砝碼磁性通過磁化率國久極化強(qiáng)度來描述。磁化率反映砝碼材料本身對周圍磁場的一種反應(yīng)能力, 磁化強(qiáng)度是表述砝碼在沒有外界磁場時(shí)做性狀態(tài)的參數(shù)。磁性和砝碼高度、半徑、砝碼底部到磁鐵中心距離、砝碼頂部到磁鐵中心距離、當(dāng)?shù)氐闹亓?加速度值、磁鐵磁矩的模當(dāng)?shù)氐呢Q直向地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度分量、材料、表面狀況,密度都有直接關(guān)系。

3、表面吸附

放在空氣中的砝碼,它的表面會(huì)吸附一定厚度的水分子層,空氣中水蒸氣的分子有一部分被吸附在砝碼表面上,并形成一層“水膜",“水膜" 的厚度與物體表面性質(zhì)、環(huán)境溫度有相當(dāng)大的關(guān)系,表面越粗糙、溫差越大,吸附“水膜"的厚度越大。干燥的環(huán)境和穩(wěn)定的溫度對高精度砝碼測量都至關(guān)重要。有證據(jù)表明,保存在國際計(jì)量局的鉑銥合金砝碼原器,由于表面吸附物的影響,其真實(shí)質(zhì)量不斷隨著歲月而發(fā)生變化, 累計(jì)的誤差已達(dá)到10*量級(jí)。利用X射線光電波譜儀、Auger電 子顯微鏡、橢圓

測量過程中磁力會(huì)產(chǎn)生負(fù)面的影響,這種力在質(zhì)量測量中無法與重力相區(qū)別。磁力可以引起兩個(gè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)之間的相互作用,也可引起質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)或測量中使用的衡器儀器與周圍相近的其他磁性物體之間的相互作用。一般通過磁化率計(jì)測量磁化率和磁化強(qiáng)度,測量原理是通過放置在天平秤盤上的磁鐵與其上方的砝碼會(huì)產(chǎn)生磁性作用力的測量,得到磁力值。市場上主要有梅特勒的YSZ型磁化率計(jì)和賽多利斯UMX型磁化率計(jì),均依照RI11建議的測量原理來進(jìn)行的。


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