隨著電子技術的發(fā)展，在國內外貿易中，使用由稱重傳感器特別是應變式傳感器作為承載元件的地磅越來越多。這些稱重傳 感器大多數在使用前用產生力值的儀器或機器進行校準,主要是各種力標準機:靜重式、杠桿式、疊加式或液壓式。當把稱重傳感器組裝到衡器上后，雖然制造廠已經用標準缺碼進行檢定或校準過，但仍應根據具體使用地點對相應的地磅進行調整，以消除由于重力加速度值的不同所帶 來的附加誤差。這些對于'已使用電磁補償稱重傳感器，并且用內置的調整破碼或外部的已校準精密砝碼進行調整的高精度地磅不成問題。但從商業(yè)觀點看使用內裝調整法碼太貴，從法制計量觀點看在地磅使用地一般不允許用戶用外帶缺碼進行調整，只能由授予權的計量人員調整。因此，當地磅的制造地點和使用地點的地理緯度和海拔高度相差較大時，制造廠應根據二者差值引起的重力加速度值之差對地磅進行相應調整——稱作重力加速度值調整。如果能夠在全國范圍內進行適當的重力區(qū)劃分，地磅制造廠能據此對所制造的全部衡器進行預先調整，并在地磅銘牌上標出與預定使用地點的重力加速度值范圍相對應的緯度和海拔高度的范圍。這樣不僅有利于制造廠對地磅的重力調整，也有利于使用者購買滿足自己要求的地磅。同時使用者可以自由地在標出的緯度和海拔高度對應的地理區(qū)域內移動地磅，不必考慮其位置變化給稱重值 帶來的附加誤差。

1、基本原理

設地磅制造點A的重力加速度值為gA，其緯度和海拔高分別為<}>

A、hA ;使用地點B的重力加速度值為gB，其緯度和海拔高度分別為小

B、hB。質量為m的物體在A、B兩點產生的力值：

式中和1 pa2分別為衡器制造地點和使用地•點的空氣密度；P為 物體m的材料密度。

所謂重力加速度值調整是指當該衡器在B點得到fk的顯承值時， 對應的所加砝碼質量為111\令％ (3)

假設二地空氣密度相同，即由式⑴、式⑶得：

爪Sa =^Sb

即.m~m =gA~SB (4)

• rn gB

對應的調整質量為-Am。式(4)為在地磅制造地點對其按使用地點 重力加速度值進行調整時，質量調整的計算公式。由此看到，當地磅使 用地點的重力加速度值與其制造地點的重力加速度值相差較大時，制 造廠應對該地磅進行重力加速度值調整。調整前提是在一定準確度范 圍內知道二個地點的重力加速度值。

2、—些國家的霣力區(qū)劃分情況

意大利、德國分別于1994年和1995年在國家的計量法規(guī)中規(guī) 定了重力區(qū)，這些法規(guī)使地磅生產廠能夠直接使用該法規(guī)定的一個、二個或幾個重力區(qū)的平均重力加速度值對地磅進行正確調整。與此 同時，奧地利也作了相應的重力K劃分。由于重力相對變化較小，因此能夠確定足夠大的重力K。在高度h相同時，重力加速度值 的大變化Ag—(即兩極與赤道的重力差值)約為0.051118_2或0.5%。 在地理緯度相同時，重力加速度值隨高度h的增加而變小，每 1000m減少0.003mS_2。因此重力區(qū)主要是對那些南北距離大或者地 勢髙低不平的國家或地區(qū)。歐洲法制計量合作組織于2000年建立 了統(tǒng)一的重力區(qū)。

重力區(qū)的大小和數目取決于衡器在重力區(qū)域內移動時對其允許 的大誤差，即重力區(qū)的重力加速度值大變化范圍。德國和意大利 利用下式確定重力區(qū)的重力加速度值范圍：

(5)式中:Ag/g是重力區(qū)內重力加速度值的相對允許變化量，erap是所 關心的衡器的大允許誤差，n是地磅檢定分度值e的數目大量 程除以檢定分度值，e通常等于數字分辨力d)。由于德、意兩國的省份 所跨的緯度范圍較小，因此他們根據行政管理邊界進行重力區(qū)劃分。歐洲法制計量合作組織建立的歐洲新重力K對原來已建立和沒有建 立的國家均適用，新重力區(qū)與政治和國界無關。其建立的依據是:1)為 地磅確定了獨立的重力區(qū),它只與物理影響因素<t>和h以及地磅的準 確度有關;2)參考重力加速度值gR由標準的重力計算公式算出，該值 用做地磅調整依據;3)在重力區(qū)內用同一準則計算重力加速度值的大相對允許誤差’即：

(6)g (3n^e)

該準則比德、意兩國的準則嚴格3倍,其重力區(qū)范圍比德、意給出 的重力區(qū)明顯偏小。

3、我國重力區(qū)劃分的建議 3.1劃分準則

考慮到以下因素，建議我國采用意大利和德國的重力區(qū)劃分準則， 即按式(5)確定重力區(qū)的重力加速度值范圍。1)我國幅員遼闊，地勢高低 不平，緯度差A4>=50。，拉薩與廣州的海拔高度差大于3000m。因此所劃重力區(qū)的緯度和高度范圍不宜過小,重力區(qū)數目不宜過多。2)制造廠的重力加速度值調整方便，用戶在較大范圍內移動秤時不會影響秤的準 確度。

劃定重力K的另一個關鍵問題是如何確定重力加速度值。地球上任何一點的重力加速度值可以用法或相對法進行測量，其測量相對不確定度可達10"8或更高?？紤]到秤的大允許誤差，實際上可以 用正常重力公式(7)計算出與緯度+和海拔高h相對應的重力加速度值。

根據中國計量科學研究院重力室的大量重力加速度值實測結果， 重力加速度值計算值與實測值的相對偏差一般不超過5xlO—5。這一結 果得到德國力學計量專家的確認。

3.2劃分方法

⑴確定重力區(qū)的邊界。重力區(qū)的緯度邊界辦1、(()2取1。(或0.5。) 的整數倍;海拔高度邊界hi、h2取100m的整數倍。（2)計算所定義的 重力區(qū)的大重力偏差

髙度平均值:>^=1/2% +h2) (8)

緯度平均值:(9)

重力區(qū)的重力參考值:gR=g(<l)m,hJ (10)

諱度變化帶來的g值量大偏差:Ag^l/2 | g((h山J-g(小2，hJ I (11) 髙度變化帶來的g值大偏差:ASl=l/2x0000003085 || (12)

檢查大相對允許誤差的準則(Ag^ +Ag^ ( emp /(n ■ e)是否成立。

4、結論

我國南北距離大，地勢髙低不平，本文提出建立我國重力區(qū)的概念是適宜的。當地磅的制造地點和使用地點的地理緯度tp和海拔高度h相差較大時，制造廠可根據質量調整的計算公式(4)對地磅進行重力加速度值調整。文中敘述的重力區(qū)劃分準則和劃分方法具有普遍意義, 不受國別、緯度和海拔高度的限制。通過大量計算給出我國10個重力區(qū)的地理緯度小和海拔高h的范圍，每個重力區(qū)覆蓋的省份數，每個省份覆蓋的重力區(qū)等。利用給出的重力區(qū)，枰的制造廠可根據自己和用戶所在地點重力區(qū)對地磅進行重力調整：地磅用戶可根據欲購地磅銘牌上所標重力區(qū)的緯度和海拔高度范圍，確定自己所選地磅，同時可在銘牌上標出的重力區(qū)范圍內，自由移動該地磅。重力區(qū)還可用于力值、壓力等與質量和重力加速度值相關的計量領域中。