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公斤副基準砝碼比對受空氣浮力的影響測試：

    *公斤原器是我國唯*的的質量實物基準,若使用*公斤原器,就避免不了正常磨損,使用次數越多,磨損越多,從而不易保存質量量值。為減少*公斤原器的使用次數,在質量檢定系統中,設置了*公斤副基準砝碼,通過它把質量量值傳遞給工作基準砝碼。*公斤副基準砝碼是直圓柱體,其*與直徑相等。用奧氏體不銹鋼制成,其材料密度為81000±01010g/cm3,標稱值為1kg。其真空中實際質量不確定度為0104mg(置信概率為99173%)。*公斤副基準砝碼是經*公斤原器在原器天平上進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法。其原理是根據誤差理論中*小二乘法理論計算得出組合比對的計算公式。例如,用*公斤原器60#,以及副基準9#,10#和12#進行全組合比對,共需進行6組比對。*用原器天平為C1000S。這里我們要注意的是空氣浮力的影響。因為砝碼都是在空氣中衡量的,*以在空氣中衡量時砝碼總要受到空氣浮力的作用。根據阿基米德定律,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,或直接使用當地的月平均空氣密度。但是原器與副基準的比對*度很*,對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#*副基準進行比對,原器天平采用的是ABBA循環,可設置成1ABBA循環或6ABBA循環。我們做*個試驗,先采用6ABBA循環,并在每個6ABBA循環后測量*次空氣密度,進行*次空氣密度修正。我們以*個6ABBA循環為例,測得空氣密度為111970253kg/m3。如果是采用1ABBA循環,并在每個1ABBA循環后測量*次空氣密度,進行*次空氣密度修正。我們取第1次到第6次ABBA的空氣密度數據如下:①111946935kg/m3

②111969785kg/m3

③111970230kg/m3

④111971884kg/m3

⑤111973567kg/m3

⑥111975222kg/m3

    由此可以看到,從第1個ABBA到第6個ABBA,空氣密度變化了010028287kg/m3,這在副基準的比對中是不容忽視的。由此可見,采用6ABBA循環,即測量6個ABBA循環才測量*次空氣密度,會引入空氣浮力的誤差,并會給*后的修正值帶來較大的誤差,故不易采用。應該每測量*個ABBA循環,就測量*次空氣密度,并對每個ABBA測得的數據進行空氣浮力的修正。空浮修正的公式如下:(VA-VB)ρk+a=a其中:a為每次ABBA循環測得的值;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。在副基準砝碼的比對中,由空氣浮力引入的不確定度分量也不容忽視。由于副基準砝碼測量的是真空中質量值,可認為質量與體積,質量與空氣密度不相關,即相關系數為零,故上式的第三項和第四項可省略。

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