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公斤副基準(zhǔn)砝碼比對(duì)受空氣浮力的影響測試：

    *公斤原器是我國唯*的的質(zhì)量實(shí)物基準(zhǔn),若使用*公斤原器,就避免不了正常磨損,使用次數(shù)越多,磨損越多,從而不易保存質(zhì)量量值。為減少*公斤原器的使用次數(shù),在質(zhì)量檢定系統(tǒng)中,設(shè)置了*公斤副基準(zhǔn)砝碼,通過它把質(zhì)量量值傳遞給工作基準(zhǔn)砝碼。*公斤副基準(zhǔn)砝碼是直圓柱體,其*與直徑相等。用奧氏體不銹鋼制成,其材料密度為81000±01010g/cm3,標(biāo)稱值為1kg。其真空中實(shí)際質(zhì)量不確定度為0104mg(置信概率為99173%)。*公斤副基準(zhǔn)砝碼是經(jīng)*公斤原器在原器天平上進(jìn)行比較檢定而得出的。

    具體方法可采用多余測量全組合比對(duì)法。其原理是根據(jù)誤差理論中*小二乘法理論計(jì)算得出組合比對(duì)的計(jì)算公式。例如,用*公斤原器60#,以及副基準(zhǔn)9#,10#和12#進(jìn)行全組合比對(duì),共需進(jìn)行6組比對(duì)。*用原器天平為C1000S。這里我們要注意的是空氣浮力的影響。因?yàn)轫来a都是在空氣中衡量的,*以在空氣中衡量時(shí)砝碼總要受到空氣浮力的作用。根據(jù)阿基米德定律,浮力的大小等于砝碼*排開的同體積空氣密度的重量,而重量又等于質(zhì)量乘以重力加速度的值。

    在*般的砝碼檢定中,我們只需*次檢定測量*次空氣密度,或直接使用當(dāng)?shù)氐脑缕骄諝饷芏?。但是原器與副基準(zhǔn)的比對(duì)*度很*,對(duì)空氣密度測量的要求也很*,否則將帶來很大的誤差。60#*公斤原器與10#*副基準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì),原器天平采用的是ABBA循環(huán),可設(shè)置成1ABBA循環(huán)或6ABBA循環(huán)。我們做*個(gè)試驗(yàn),先采用6ABBA循環(huán),并在每個(gè)6ABBA循環(huán)后測量*次空氣密度,進(jìn)行*次空氣密度修正。我們以*個(gè)6ABBA循環(huán)為例,測得空氣密度為111970253kg/m3。如果是采用1ABBA循環(huán),并在每個(gè)1ABBA循環(huán)后測量*次空氣密度,進(jìn)行*次空氣密度修正。我們?nèi)〉?/span>1次到第6次ABBA的空氣密度數(shù)據(jù)如下:①111946935kg/m3

②111969785kg/m3

③111970230kg/m3

④111971884kg/m3

⑤111973567kg/m3

⑥111975222kg/m3

    由此可以看到,從第1個(gè)ABBA到第6個(gè)ABBA,空氣密度變化了010028287kg/m3,這在副基準(zhǔn)的比對(duì)中是不容忽視的。由此可見,采用6ABBA循環(huán),即測量6個(gè)ABBA循環(huán)才測量*次空氣密度,會(huì)引入空氣浮力的誤差,并會(huì)給*后的修正值帶來較大的誤差,故不易采用。應(yīng)該每測量*個(gè)ABBA循環(huán),就測量*次空氣密度,并對(duì)每個(gè)ABBA測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行空氣浮力的修正?？崭⌒拚墓饺缦?/span>:(VA-VB)ρk+a=a其中:a為每次ABBA循環(huán)測得的值;a為每次空浮修正后的值;VA,VB分別為10#與60#的體積;ρk為每次測量的空氣密度。在副基準(zhǔn)砝碼的比對(duì)中,由空氣浮力引入的不確定度分量也不容忽視。由于副基準(zhǔn)砝碼測量的是真空中質(zhì)量值,可認(rèn)為質(zhì)量與體積,質(zhì)量與空氣密度不相關(guān),即相關(guān)系數(shù)為零,故上式的第三項(xiàng)和第四項(xiàng)可省略。

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