F1等级砝码空气浮力修正的不确定因素评测：

对于*度等级*的砝码在进行折算质量的不确定度评定时,要考虑空气浮力修正,如果空气浮力小于被测砝码*大允许误差的九分*时,可不进行空气浮力修正,而将其放入空气浮力不确定度进行计算。

砝码在空气中衡量时会受到空气浮力的影响,浮力的大小等于砝码排开空气的重量。*以,在实际工作中对砝码折算质量进行不确定度评定时,必须要考虑空气浮力对砝码折算质量的影响。本文将对F1等级砝码的空气浮力修正的不确定度评定进行重点分析。

1建立数学模型

*先建立被测砝码折算质量的数学模型:mct=mcr+mcrC±ΔI×mcsΔIs±mcw其中:C=(ρa-ρ0)(1ρt-1ρr)mct—被检砝码折算质量;mcr—标准砝码折算质量;C—空气浮力的修正因子;ρa—潮湿空气的密度;ρ0—空气密度的参考值,等于112kg/m3;ρt—被测砝码的密度;ρr—标准砝码的密度;ΔI—被检砝码与标准砝码在天平上显示的质量差值;mcs—测天平灵敏度的小砝码;ΔIs—天平放上测灵敏度的小砝码后示值的变化量。

2举例分析

根据JJG99-2006《砝码》检定规程中6151211规定,如果m0|C|小于被测砝码*大允许误差的九分*时,可不进行空气浮力修正,而将其放入空气浮力不确定度进行计算。在评定F1等级砝码折算质量的空气浮力进行不确定度评定前,笔者先设立*些条件:

标准砝码为100gE2等级砝码,被测砝码为100gF1等级砝码。

被测与标准砝码的材质分为两种情况来讨论。*种情况:被测与标准砝码同属于*种材质,假设都为JF1不锈钢;*种情况:被测与标准砝码不属于同种材质,标准砝码为JF1不锈钢,被测砝码为1Cr18Ni9Ti不锈钢。接下来就根据这两种情况来分别进行分析:*种情况:被测与标准砝码材质相同;被测与标准砝码材质相同,都为JF1不锈钢,根据JJG99-2006《砝码》检定规程中表15,可得ρt=ρt=8000kg/m3,即C=0,*以当被测砝码与标准砝码材质相同时,m0|C|肯定小于砝码*大允许误差的九分*,不用考虑浮力误差修正并且由于m0|C|=0,*以由浮力修正影响的不确定度贡献也可以不用考虑。

*种情况:被测与标准砝码材质不同;由JJG99-2006《砝码》检定规程表15可知,100gE2等级JF1不锈钢砝码的密度为8000kg/m3,100gF1等级材质为1Cr18Ni9Ti不锈钢砝码的密度为7850kg/m3,潮湿空气密度ρa的计算由规程附录D13中公式估算:ρa=ρ0×exp(-ρ0p0gh)其中:p0=101325Pa;ρ0=112kg/m-3;g=9181m/s2;p0=101325Pa;h—武汉地区平均海拔*度,h=2313m;实验室空气密度的估算如下:pa=ρ0×exp(-ρ0p0gh)=112×exp(-112101325×9181×2313)=11197kg/m3m0|C|=m0|(ρa-ρ0)(1ρt-1ρr)|=011×|(11197-112)(17850-18000)|=712×10-10kg=712×10-4mg≈01001mg100gF1等级砝码的允许误差为015mg,,这里的m0|C|远小于该砝码*大允许误差的九分*,*以可不进行空气浮力误差修正,而将其放入空气浮力不确定度进行计算。其因空气浮力引入的不确定度为:ub=m0|C|=01001mg

3结论

通过上述公式计算可知,海拔*度和被检与标准砝码的密度差异的大小是影响空气浮力大小的关键因素。海拔越*、被检与标准砝码的密度差异越大,空气浮力就越大,当大与被检砝码*大允许误差的九分*时,就要对空气浮力进行修正。