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砝码采用統*名义密度后出现的误差问题
时间:2019/9/23 10:41:10 点击次数:3492

砝码采用統*名义密度后出现的误差问题:

在衡量重物或检定砝码,若砝码与重物或两相比较砝码的材料不同,在空气中*受浮力也就不同。它们之间*受浮力差为:

0=Ue

式中0*砝码与重物或两相比较的砝码*受空

气浮力的浮力差;

Ov*砝码与重物或两相比较砝码的体积差;

e--空气密度,取0.0012/厘米。

在测量过程中,空气密度往往会由于气压、温度或湿度的变化而变化。因而,无论是在-*次测量的过程中空气密度变化,还是在两次周期检定时空气密度的不同,都会给测量结果带来误差。这项误差的大小,与两被比较物体(或砝码)的体积差以及空气密度的变化量有关。对于被比较的两个物体(或砝码)来说,体积差是--定的,因而测量结果的误差取决于空气密度的变化量。这项误差为式中

De-空气密度变化量。

当被比较的两个物体(或砝码)的体积差OU=9厘米时(即在1公斤铜合金砝码与1公斤不锈钢砝码比较时。检定*等砝码时就属于这种情形),若空气密度变化10%(这相当于温度改变15C和气压改变35毫米汞柱),Oe=0.00012/厘米3,则

D0=Dv●△e=1.1毫克,

就是说,空气密度变化10%时,对1公斤铜合金砝码和不锈钢砝码相比较带来的误差为1.1毫克,相对误差为1.1x10-6。而1公斤*等砝码的检定*度为5x10~。显然,空气密度变化量过大,砝码的检定*度就不易保证。

为了保证铜合金制*等砝码与不锈钢公斤工作基准器相比较的*度,必须将空气密度的变化量控制在2%以内。这时空气浮力变化引起的误差为

Od=DvDe=0.22毫克,

相对误差为2.2x10~7,在*等1公斤砝码的检定*度以内。

从计算可以知道,统--名义密度的方法对于工作基准级以上砝码的检定,是不适用的,在这种情况下,必须测定体积,进行严格的空气浮力修正。

由公式可以看出,当空气密度变化量--定时,体积差DU越小,由空气浮力变化*引起的误差也越小。若体积差OU=0,D0=0,即当两个被比较砝码的体积相同时,无论空气密度如何变化,也不会产生误差。新颁布的砝码*标准,规定了-*等砝码必须用不锈钢制造。这样,它与公斤工作基谁法码的体积就相差无几,因而空气密度变化引起的误差是完全可以忽略不计的。

以上是分析了在空气中衡量重物或检定砝码时,由空气浮力变化而产生误差的原因及其量值的大小。但是大家看到,这个误差并不是采用了砝码材料统*名义密度之后才发生的,而是在平时衡量工作和检定砝码时,由于不实测空气密度而*-直客观存在着的。在采用统*-名义密度之后,此项误差依然存在,且即不扩大,也不缩小。这是因为砝码的检定方法依然如旧,即仍然是用例如铜合金*等砝码同不锈钢基准相比较,*以实际存在于空气中并受到空气浮力作用的,也就是这两个砝码的真实体积,而密度为8.0/厘米3的砝码的体积事实上是不存在的。因此,体积差仍然是两个被比较砝码的真实的体积差。决不能用换算成统*名义密度8.0克厘米“后的体积去计算,这*点是要特别注意的。从实质上说,采用砝码材料统*名义密度的方法,并不是随意略去了砝码同被衡量物体或砝码与砝码之间的空气浮力差。而是在结果中已经把这个浮力差考虑进去了,只不过是不再*门进行空气浮力修正的计算而已。

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