內(nèi)各計量機(jī)構(gòu)對砝碼磁性測量方法和不確定度評定的認(rèn)識 砝碼作為質(zhì)量量值傳遞系統(tǒng)中的實物量具,對其物理特性和計量特性的控制會影響到質(zhì)量計量的準(zhǔn)確度,隨著JJG99- 2006《砝碼》檢定規(guī)程的頒布實施,我對于砝碼的各項性能指標(biāo)要求已經(jīng)逐步與建議R111保持-致。 目前隨著各種質(zhì)量比較儀和電子天平在內(nèi)量值傳遞系統(tǒng)中的應(yīng)用逐漸增多,由于其衡量裝置的結(jié)構(gòu)采用電磁力補(bǔ)償原理實現(xiàn)平衡,因此由補(bǔ)償線圈泄漏的磁場與砝碼的磁性之間不可避免的會產(chǎn)生力的作用,從而影響了高推確度質(zhì)量測量工作。因此對砝碼磁性(括磁化率和磁化度兩項指標(biāo))計量性能的控制顯得尤其重要。在實施的《砝碼》規(guī)程中已經(jīng)括有對各個等級砝碼的磁化率和磁化度的要求,用來確定砝碼的這些磁性參數(shù)的測量方法和測量設(shè)備也已被內(nèi)很多實驗室配備。 目前我約有數(shù)十家省級計量機(jī)構(gòu)已經(jīng)擁有不同的測量砝碼磁性裝置并開展測量工作。目前內(nèi)的砝碼制作材料分為JF1無磁不銹鋼、無磁不銹鋼和普通不銹鋼,銅合金等,根據(jù)積累的測量經(jīng)驗,發(fā)現(xiàn)有些普通不銹鋼制作的高準(zhǔn)確度等級如Ez、F等級砝碼磁性指標(biāo)不能夠滿足砝碼規(guī)程的要求,有些砝碼在經(jīng)過定的使用時間后做周期檢定時檢測的砝碼磁性出相應(yīng)準(zhǔn)確度等級砝碼磁性指標(biāo)。 因此2008年9月全質(zhì)量密度計量技術(shù)委員會決定在全范圍內(nèi)開展次砝碼磁性測量的比對工作,由于砝碼磁性測量在內(nèi)屬于剛剛開展時間不長的項目,家對磁性測量裝置的認(rèn)識和使用方法以及磁性測量數(shù)據(jù)處理方法、不確定度分析的理解有所不同,為確保砝碼磁化率等指標(biāo)的測量量值準(zhǔn)確、- -致、可靠,也有必要行次全范圍內(nèi)的砝碼磁性測量內(nèi)量值比對工作。 通過此次砝碼磁性測量比對工作,檢驗內(nèi)各計量機(jī)構(gòu)目前對砝碼磁性測量能力,我砝碼磁性技術(shù)指標(biāo)的測量準(zhǔn)確致,統(tǒng)內(nèi)各計量機(jī)構(gòu)對磁性測量方法和不確定度評定的認(rèn)識,總結(jié)適合我目前質(zhì)量計量現(xiàn)狀的砝碼磁性測量手段,盡量減小砝碼磁性對衡量結(jié)果的影響,同時也為質(zhì)量計量研究工作積累經(jīng)驗和奠定基礎(chǔ)。 為了使比對工作順利行,19個參比單位于2009年09月在廈門召開 了比,對方室論證會,詳細(xì)討論了砝碼磁性測晶比對T作的計劃和方案,對于測量過程及不確定度評估(涉及砝碼體積磁化率和磁化度兩項指標(biāo))中的各個分量計算行了統(tǒng)的認(rèn)識,并制訂了比對的詳細(xì)時間表。
二.實驗室及樣品情況 本次砝碼磁性測量比對工作的主導(dǎo)實驗室為中計量科學(xué)研究院力學(xué)與聲學(xué)計量科學(xué)研究所質(zhì)量密度研究室。實驗室內(nèi)配備有兩套砝碼磁性測量裝置,工作人員對砝碼的磁性測量的開展工作時間較長,已經(jīng)對內(nèi)量的E2、F,等級和不同材料的砝碼磁性行了量的測試,積累了比較豐富的經(jīng)驗。另外隨著中計量院在昌平院區(qū)的建設(shè)完成,質(zhì)量實驗室的測量環(huán)境獲得了極的提升改善。鑒于只有配備砝碼磁性測量裝置的實驗室才能夠參加比對工作,此次參比實驗室數(shù)目為19個, 詳見表1。 比對樣品采用了三個質(zhì)量值為1kg的砝碼,因為砝碼的體積磁化率和磁化度都與砝碼的幾何形狀有關(guān),而且目前各單位使用的不同準(zhǔn)確度等級及不同質(zhì)量的砝碼(亳克組砝碼除外)形狀基本.上都與這三個砝碼類似,它們分別為圓柱體、0I ML形狀和等砝碼形狀,為便于區(qū)分,三個砝碼代碼為C1、01和D1,砝碼詳見圖1。為盡量降低各參比實驗室測量:工作度,本次比對工作中由主導(dǎo)實驗室對三個砝碼的幾何尺寸行測量,統(tǒng)- -給出了計算中所需要的砝碼直徑和高度等數(shù)據(jù),見表3。
砝碼采用不銹鋼加工制造,圓柱體砝碼和0IML形狀砝碼由德Sartorius公司提供,等形狀砝碼由內(nèi)生產(chǎn),三個砝碼均送到外檢測機(jī)構(gòu)測試,配有砝碼磁化率測試數(shù)據(jù)和不確定度證書;為防止砝碼在運輸及測量過程中(持續(xù)時間約為9個月)發(fā)生意外情況,如被磁化從而影響比對工作正常行,本次比對還備有三個與比對樣品相似的砝碼。
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