天平砝碼計量的三大影響因素

0-一引言

隨著科技的不斷發展，計重學領域的長度、時間、質量、電流、溫度、光度、物質重等七個基本國際單位中，六個基準都已經實現了用微雙里來重新定義，如用銫原子的振動頻率來定義“s"，用光在真空中的行進距離來定義“m"，等。用這些微觀里進行的重新定義不僅準確度比實物計里基準高出幾個數重級，而且可以復現，穩定性高。但只有質里單位"kg"仍沿用傳統的天平砝碼原器作為實物基準，質里計量方面更加值得努力探索。在涉及貿易結算中，砝碼是最重要的實物量具，其質里的合格與否關系到工業、農業、科研、醫藥衛生以及人們的日常生活等方方面面。實驗室的溫度、濕度、振動、氣壓、天平砝碼清潔度及磁性都會影響砝碼計里的準確性。下文主要從空氣浮力、磁力和表面吸附三方面因素來闡述對砝碼質里計里產生的影響。

1--空氣浮力

在天平砝碼質里計量中，其體積值需要準確測童，以便進行砝碼質里值的浮力修正。根據阿基米德原理，物體所受浮力等于排開氣體的質量，目前測量砝碼體積川的方法主要有兩種液體靜力法和聲學測量法。液體靜力法具有較高的測里準確度，但也存在缺陷，溯源至純水的密度，-級純水較難保存，液體密度的穩定性也難以控制，測堡過程復雜，需要清洗砝碼，效率低下。非接觸式聲學測體積法測量快速、無污染，利用正弦信號驅動相位相反的兩個聲壓信號，并基于氣體壓縮定律的原理來設計完成。溫度還會導致金屬熱脹冷縮，使得體積發生略微的變化。

壓縮系數Z從潮濕空氣的維里系數導出: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一常數在空氣密度近似公式中，C02含 里參數被忽略不計，如增加C02含重參數的測里，對提高空氣密度計算的精度是非常重要的。

2-一磁力

在高精度砝碼計童領域，電子天平和質量比較儀已經獲得了越來越廣泛應用，而其原理采用電磁力補償原理，稱重過程中砝碼與天平的磁缸及線圈產生的磁場泄露不可避免地會產生相互作用力，影響結果的準確性。砝碼磁性通過磁化 率(2]和極化強度來描述。磁化率反映砝碼材料本身對周圍磁場的--種反 應能力，磁化強度是表述砝碼在沒有外界磁場時茲性狀態的參數。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、當地的重力加 速度值、磁鐵磁矩的模、當地的豎直向地磁場磁感應強度分里、材料、表面狀況、密度都有直接關系。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。磁化率只要遵循國際建議0IM1R111-1(2004)和國際慣例，即可保證砝碼質量值的準確可靠。

3--表面吸附放在空氣中的砝碼，它的表面會吸附-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、環境溫度有相當大的關系，表面越粗糙、溫差越大，吸附“水膜"的厚度越大。干燥的環境和穩定的溫度對高精度砝碼測量都至關重要。有證據表明，保存在國際計里局的鉑銥合金砝碼原器，由于表面吸附物的影響，其真實質里不斷隨著歲月而發生變化，累計的誤差已達到10-8重級。利用x射線光電波譜儀、Auger電子顯微鏡、橢圓則量過程中磁力會產生負面的影響，這種力在質里測量中無法與重力相區別。磁力可以引起兩個質里標準之間的相互作用，也可引起質重標準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。-般通過磁化率計測量磁化率和磁化強度，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產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型磁化率計和賽多利斯UMX型磁化率計，均依照R111建議的測量原理來進行的。

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

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備對砝碼表面進行觀察，可以研究清洗工藝、表面吸附與污染對砝碼質量產生的影響。

4一-結語

保證天平砝碼質里的準確性，是計里檢定工作得以順利展開的關鍵因素，隨著計里儀器設備的技術性突破，以及計里理論知識的不斷創新，關于影響砝碼質量的各種因素有了更深入的研究，對進一步提高計 里檢定的質里大有裨益。上述是天平砝碼計量的三大影響因素說明的詳細內容，望采納!

天平砝碼計量的三大影響因素