天平砝碼計(jì)量的三大影響因素

0-一引言

隨著科技的不斷發(fā)展，計(jì)重學(xué)領(lǐng)域的長(zhǎng)度、時(shí)間、質(zhì)量、電流、溫度、光度、物質(zhì)重等七個(gè)基本國(guó)際單位中，六個(gè)基準(zhǔn)都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了用微雙里來(lái)重新定義，如用銫原子的振動(dòng)頻率來(lái)定義“s"，用光在真空中的行進(jìn)距離來(lái)定義“m"，等。用這些微觀里進(jìn)行的重新定義不僅準(zhǔn)確度比實(shí)物計(jì)里基準(zhǔn)高出幾個(gè)數(shù)重級(jí)，而且可以復(fù)現(xiàn)，穩(wěn)定性高。但只有質(zhì)里單位"kg"仍沿用傳統(tǒng)的天平砝碼原器作為實(shí)物基準(zhǔn)，質(zhì)里計(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)里的合格與否關(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、天平砝碼清潔度及磁性都會(huì)影響砝碼計(jì)里的準(zhǔn)確性。下文主要從空氣浮力、磁力和表面吸附三方面因素來(lái)闡述對(duì)砝碼質(zhì)里計(jì)里產(chǎn)生的影響。

1--空氣浮力

在天平砝碼質(zhì)里計(jì)量中，其體積值需要準(zhǔn)確測(cè)童，以便進(jìn)行砝碼質(zhì)里值的浮力修正。根據(jù)阿基米德原理，物體所受浮力等于排開(kāi)氣體的質(zhì)量，目前測(cè)量砝碼體積川的方法主要有兩種液體靜力法和聲學(xué)測(cè)量法。液體靜力法具有較高的測(cè)里準(zhǔn)確度，但也存在缺陷，溯源至純水的密度，-級(jí)純水較難保存，液體密度的穩(wěn)定性也難以控制，測(cè)堡過(guò)程復(fù)雜，需要清洗砝碼，效率低下。非接觸式聲學(xué)測(cè)體積法測(cè)量快速、無(wú)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(lái)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。

壓縮系數(shù)Z從潮濕空氣的維里系數(shù)導(dǎo)出:Z=1-P[(a0+a1+a.2+(b+b2)x.p2+(Co+q1)x3]+z(d+ex?)(6)式中:a0、a、a2、bo、b、b2、Co、C1、do、e一常數(shù)在空氣密度近似公式中，C02含 里參數(shù)被忽略不計(jì)，如增加C02含重參數(shù)的測(cè)里，對(duì)提高空氣密度計(jì)算的精度是非常重要的。

2-一磁力

在高精度砝碼計(jì)童領(lǐng)域，電子天平和質(zhì)量比較儀已經(jīng)獲得了越來(lái)越廣泛應(yīng)用，而其原理采用電磁力補(bǔ)償原理，稱重過(guò)程中砝碼與天平的磁缸及線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)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(guò)磁化 率(2]和極化強(qiáng)度來(lái)描述。磁化率反映砝碼材料本身對(duì)周圍磁場(chǎng)的--種反 應(yīng)能力，磁化強(qiáng)度是表述砝碼在沒(méi)有外界磁場(chǎng)時(shí)茲性狀態(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?nbsp;速度值、磁鐵磁矩的模、當(dāng)?shù)氐呢Q直向地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度分里、材料、表面狀況、密度都有直接關(guān)系。1+2031a;(o,h)=(-1)*{1-(, -)4.ntpZo+h[1+/-a;取 決于砝碼形狀，取+1;h;為砝碼高;1 ;為砝碼半徑。磁化率只要遵循國(guó)際建議0IM1R111-1(2004)和國(guó)際慣例，即可保證砝碼質(zhì)量值的準(zhǔn)確可靠。

3--表面吸附放在空氣中的砝碼，它的表面會(huì)吸附-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(duì)高精度砝碼測(cè)量都至關(guān)重要。有證據(jù)表明，保存在國(guó)際計(jì)里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)里不斷隨著歲月而發(fā)生變化，累計(jì)的誤差已達(dá)到10-8重級(jí)。利用x射線光電波譜儀、Auger電子顯微鏡、橢圓則量過(guò)程中磁力會(huì)產(chǎn)生負(fù)面的影響，這種力在質(zhì)里測(cè)量中無(wú)法與重力相區(qū)別。磁力可以引起兩個(gè)質(zhì)里標(biāo)準(zhǔn)之間的相互作用，也可引起質(zhì)重標(biāo)準(zhǔn)或測(cè)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。-般通過(guò)磁化率計(jì)測(cè)量磁化率和磁化強(qiáng)度，測(cè)量原理是通過(guò)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(cè)量，得到磁力值。市場(chǎng)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R111建議的測(cè)量原理來(lái)進(jìn)行的。

磁化率計(jì)算公式為-(0m+0m2)e()X= 3m2lo x-x10-+0.4(0m+Am2)g8Z式 中:Am磁體北極向下時(shí)，磁體與砝碼作用力引起的讀數(shù)變化;△m2磁體北極向，上時(shí)，磁體與砝碼作用力引起的讀數(shù)變化;

Zo-砝碼底部到磁體中心的距離ma磁體的磁矩;

g重力加速度值;a-幾何修正因子偏振儀等設(shè)備對(duì)砝碼表面進(jìn)行觀察，可以研究清洗工藝、表面吸附與污染對(duì)砝碼質(zhì)量產(chǎn)生的影響。

4一-結(jié)語(yǔ)

保證天平砝碼質(zhì)里的準(zhǔn)確性，是計(jì)里檢定工作得以順利展開(kāi)的關(guān)鍵因素，隨著計(jì)里儀器設(shè)備的技術(shù)性突破，以及計(jì)里理論知識(shí)的不斷創(chuàng)新，關(guān)于影響砝碼質(zhì)量的各種因素有了更深入的研究，對(duì)進(jìn)一步提高計(jì) 里檢定的質(zhì)里大有裨益。上述是天平砝碼計(jì)量的三大影響因素說(shuō)明的詳細(xì)內(nèi)容，望采納!

天平砝碼計(jì)量的三大影響因素