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介绍一款新的工作基准砝码组
发布时间:2019-08-13   点击次数:60次

介绍一款新的工作基准砝码组:

一、前言

在日本计量研究所,检定标准砝码要用高一级的标准砝码,直到用正、副工作基准砝码进行检定,这次从lkg到1g的正副工作基准砝码组全部改用新的不锈钢材料,各个砝码上都打上了器号和标记,现将检定结果报告如下。

二、砝码的结构和打印

新的工作基准砝码(以下简称砝码)是不锈钢的(25铬,20镍),制造时先把不锈钢进行真空熔解,清除里面的气泡,然后将铸块压延,做成一定直径的圆棒,再用这些圆棒制造砝码。砝码表面进行了镜面抛光。每组砝码(单位为g)包括1000、500、200、100、50、,20、10、5、2、1的各二个,组成两个系列。砝码的外形和千克原器相似,是一个高与直径相等的圆柱体(图1略)。

在检定砝码时,首先必须识别砝码。正、副工作基准砝码的器号规定为“S6”。把两个系列砝码的第一列作为工作基准,第二列作为副工作基准,并在砝码上打上标记。

砝码标记用研磨方法刻上。选择砝码端面伤痕少的作为上端面,在它的中心位置打印“1”或“2”字。标记S6就打印在这个数字下方的侧面上。有的砝码没有打上标记,因从它的大小就能知道它的标称质量。

三、砝码体积的测量

用液体静力衡量法测量砝码体积。测量的原理和方法见文献[1],这里仅就与上次不同之处作一简单说明。

这次是用直读天平按静止法测量的。由于砝码检定精度的限制,体积的测量精度为0.001cm,1kg~200g的砝码用1kg直读天平测量,100~1g的砝码用200g直读天平测量。其中5g以下的砝码,由于秤盘结构的限制,用50g砝码代替秤盘在空气和水中进行测量。

在空气中测量

把被测砝码作为B,再选择一个质量和体积都与B接近的砝码作为A,求出A、B在空气中的平衡方程式。在直读天平上,悬挂着上、中、下三个秤盘,用手交换砝码,首先把A放在上层秤盘上,测出它放在下层秤盘上,测出静止点na,然后取下A,并把B放在下层秤盘上,测出静止点nB。

四、砝码的清洗

砝码测完体积以后,仔细清洗、凉干,然后保持在砝码盒里,等待检定。清洗方法很多,有水蒸汽清洗、超声波清洗和用洗液清洗。

这次检定,1kg和500g砝码用水蒸汽清洗。在清洗以前,先用特种酒精仔细清洗,然后放到清洗台,上。清洗台有三根托放砝码的支柱,这样的支柱有两组,交替升降,变换托放砝码的位置,以便彻底清洗。如图4.(略)那样,把蒸馏水注入烧瓶,用电加热器把水煮沸。烧瓶的顶端连接玻璃喷管嘴,水蒸汽从喷嘴射到砝码上进行清洗。有-一个电动装置,使砝码以一定速度慢慢旋转。对砝码进行连续的清洗,它的温度就会很快上升,用-一个电气传动装置,使砝码慢慢上升。由于水蒸汽喷咀的位置是固定的,这样就把砝码从上端依次向下清洗。当水蒸汽喷咀到砝码下端时,传动装置仃止工作。然后让水蒸汽慢慢向上喷射,清洗砝码的下面,这时砝码的两组支柱交替升降,对砝码一点不漏地清洗。清洗完毕以后,切断烧瓶电加热器的开关,传动装置把烧瓶移开,使砝码放置一段时间,等温度下降以后,再用夹钳取下,放到砝码盒里保存起来。在清洗时,可能在砝码表面残留着一些大的水滴,可用水蒸汽喷射使其掉落。对于200g以下的小砝码,用这个装置清洗很困难,只能用清洗液进行清洗。

关于清洗液,首先对它蒸发后的残渣进行试验,发现丙酮类蒸发后的残渣很少,而且是干燥的,因此,把它作为最后的一道清洗液。其它清洗液的残渣是潮湿的,但量比较少。如苯、甲基醋酸将作为预洗的清洗液。这些均采用极纯的化学试剂。清洗时,依次把苯、甲基酷酸、丙酮分别倒入不同的容器,先把砝码放到苯里,用毛刷轻轻刷洗,然后放到甲基醋酸里作第二次刷洗,最后放到丙酮里做第三次清洗。这样,才算清洗完毕。最后用放大镜对砝码表面仔细观察检查。

五、砝码的检定

检定砝码组时,用基准砝码和被检砝码-~对一的进行比较的方法。1kg的被检砝码是用基准砝码检定的。把其余的被检砝码分成若千群,在每一群砝码中,改变砝码的组合,测出各砝码之间的质量差,再通过计算,求出各陆码的质量值。这次,用分割法进行检定,目的是要弄清各砝码之间的关系,以提高砝码的检定精度。

首先用副原器(30号)检定1kg的正工作基准砝码S6-1-1000,这是在远距离操作的天平上用替代法测量的。然后以这个1kg砝码的质量值作基准,往下进行分割。有关这个方法的详细说明已在文献[2]中作了报导。这里仅就测量顺序和方法中需要注意的地方做一些说明。

测量是在空调的地下实验室里进行,冬天室内变冷,夏天变热,昼夜温度大约变化4'C。空调的温度为22C。从空调机出来的风不能直接吹到天平上。被检砝码应在检定的前一天或当天早上放到天平的秤盘上,并使其处于平衡状态,到下午才进行检定,先使天平满刻度摆动,并仃止在30个分度的位置。在工作中,若天平摆动仃止,可用制动装置使它再次摆动。然后进行检定,用交换法(高斯法)测量两次,也就是把砝码A放在天平的左盘,把B放在右盘,用(A.B)同样,若把B放在左盘,A放在右盘,用(B.A)表示。因此,(A.B),(B.A)为一组测量,然后做另一组测量(B.A),(A.B),这样能得到好的测量精度。

在交换左右砝码时,刀刃处于半休止状态。因此,在1kg天平上要安装一个控制机构,使天平保持在半休止状态。而且交换砝码时,秤盘不可避免的会摆动,为此,可用毛刷的毛尖轻轻的碰到秤盘上,使秤盘仃止摆动。

用骑码测量时,应用加码机构把骑码加到准确的位置上。而且骑码的姿势也要正确,否则会引起误差。200g天平的骑码是1mg,20g天平的骑码是0.5mg。

根据测量数据计算质量差,其计算公式为(7)式,把A放在右盘,把B放在左盘,为使天平平衡,在某--秤盘上加小砝码m1,其静止点为11。然后在这一状态下,在某一秤盘上加感量础码0,其静止点为A。

交换A.B砝码,根据需要在某一秤盘上加小砝码m2使天平平衡,其静止点为m2。然后在这一状态下;在某一秤盘上加感量砝码O,

在这次检定中,由于砝码有体积差,必须进行空气浮力修正。这时气压用福廷气压计测量,相对湿度用电气湿度计测量,气温和水温用水银温度计测量,常数表和修正值与测量体积时的一样。

测量结果如表2(略)所示。表上的精度是日本计量研究所质量基准检定规程规定的。在实际测量时,从砝码的观测值求出它们的标谁偏差σ,其3σ都比表上的精度要高,所以完全满足工作基准检定精度的要求。

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