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公斤副基准砝码比对受空气浮力的影响测试：

    *公斤原器是我国唯*的的质量实物基准,若使用*公斤原器,就避免不了正常磨损,使用次数越多,磨损越多,从而不易保存质量量值。为减少*公斤原器的使用次数,在质量检定系统中,设置了*公斤副基准砝码,通过它把质量量值传递给工作基准砝码。*公斤副基准砝码是直圆柱体,其*与直径相等。用奥氏体不锈钢制成,其材料密度为81000±01010g/cm3,标称值为1kg。其真空中实际质量不确定度为0104mg(置信概率为99173%)。*公斤副基准砝码是经*公斤原器在原器天平上进行比较检定而得出的。

    具体方法可采用多余测量全组合比对法。其原理是根据误差理论中*小二乘法理论计算得出组合比对的计算公式。例如,用*公斤原器60#,以及副基准9#,10#和12#进行全组合比对,共需进行6组比对。*用原器天平为C1000S。这里我们要注意的是空气浮力的影响。因为砝码都是在空气中衡量的,*以在空气中衡量时砝码总要受到空气浮力的作用。根据阿基米德定律,浮力的大小等于砝码*排开的同体积空气密度的重量,而重量又等于质量乘以重力加速度的值。

    在*般的砝码检定中,我们只需*次检定测量*次空气密度,或直接使用当地的月平均空气密度。但是原器与副基准的比对*度很*,对空气密度测量的要求也很*,否则将带来很大的误差。60#*公斤原器与10#*副基准进行比对,原器天平采用的是ABBA循环,可设置成1ABBA循环或6ABBA循环。我们做*个试验,先采用6ABBA循环,并在每个6ABBA循环后测量*次空气密度,进行*次空气密度修正。我们以*个6ABBA循环为例,测得空气密度为111970253kg/m3。如果是采用1ABBA循环,并在每个1ABBA循环后测量*次空气密度,进行*次空气密度修正。我们取第1次到第6次ABBA的空气密度数据如下:①111946935kg/m3

②111969785kg/m3

③111970230kg/m3

④111971884kg/m3

⑤111973567kg/m3

⑥111975222kg/m3

    由此可以看到,从第1个ABBA到第6个ABBA,空气密度变化了010028287kg/m3,这在副基准的比对中是不容忽视的。由此可见,采用6ABBA循环,即测量6个ABBA循环才测量*次空气密度,会引入空气浮力的误差,并会给*后的修正值带来较大的误差,故不易采用。应该每测量*个ABBA循环,就测量*次空气密度,并对每个ABBA测得的数据进行空气浮力的修正。空浮修正的公式如下:(VA-VB)ρk+a=a其中:a为每次ABBA循环测得的值;a为每次空浮修正后的值;VA,VB分别为10#与60#的体积;ρk为每次测量的空气密度。在副基准砝码的比对中,由空气浮力引入的不确定度分量也不容忽视。由于副基准砝码测量的是真空中质量值,可认为质量与体积,质量与空气密度不相关,即相关系数为零,故上式的第三项和第四项可省略。

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