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(lái)考慮

隨著科技的不斷發(fā)展，計(jì)量學(xué)領(lǐng)域的長(zhǎng)度、時(shí)間、質(zhì)量、電流、溫度、光度、物質(zhì)量等七個(gè)基本國(guó)際單位中，六個(gè)基準(zhǔn)都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了用微觀量來(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(lái)闡述對(duì)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(cè)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(kāi)氣體的質(zhì)量，日前測(cè)量砝碼體積四的方法主要有兩種: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)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(cè)量過(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

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(lái)越廣泛應(yīng)用，而共原理采用電磁力補(bǔ)償原理，稱(chēng)量過(guò)程中砝碼與天平的磁缸及線圈產(chǎn)生的歐場(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)磁化率國(guó)久極化強(qiáng)度來(lái)描述。磁化率反映砝碼材料本身對(duì)周?chē)艌?chǎng)的一種反應(yīng)能力， 磁化強(qiáng)度是表述砝碼在沒(méi)有外界磁場(chǎng)時(shí)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(chǎng)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(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)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