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F1等級砝碼空氣浮力修正的不確定因素評測：
對于*度等級*的砝碼在進行折算質量的不確定度評定時,要考慮空氣浮力修正,如果空氣浮力小于被測砝碼*大允許誤差的九分*時,可不進行空氣浮力修正,而將其放入空氣浮力不確定度進行計算。
砝碼在空氣中衡量時會受到空氣浮力的影響,浮力的大小等于砝碼排開空氣的重量。*以,在實際工作中對砝碼折算質量進行不確定度評定時,必須要考慮空氣浮力對砝碼折算質量的影響。本文將對F1等級砝碼的空氣浮力修正的不確定度評定進行重點分析。
1建立數學模型
*先建立被測砝碼折算質量的數學模型:mct=mcr+mcrC±ΔI×mcsΔIs±mcw其中:C=(ρa-ρ0)(1ρt-1ρr)mct—被檢砝碼折算質量;mcr—標準砝碼折算質量;C—空氣浮力的修正因子;ρa—潮濕空氣的密度;ρ0—空氣密度的參考值,等于112kg/m3;ρt—被測砝碼的密度;ρr—標準砝碼的密度;ΔI—被檢砝碼與標準砝碼在天平上顯示的質量差值;mcs—測天平靈敏度的小砝碼;ΔIs—天平放上測靈敏度的小砝碼后示值的變化量。
2舉例分析
根據JJG99-2006《砝碼》檢定規程中6151211規定,如果m0|C|小于被測砝碼*大允許誤差的九分*時,可不進行空氣浮力修正,而將其放入空氣浮力不確定度進行計算。在評定F1等級砝碼折算質量的空氣浮力進行不確定度評定前,筆者先設立*些條件:
標準砝碼為100gE2等級砝碼,被測砝碼為100gF1等級砝碼。
被測與標準砝碼的材質分為兩種情況來討論。*種情況:被測與標準砝碼同屬于*種材質,假設都為JF1不銹鋼;*種情況:被測與標準砝碼不屬于同種材質,標準砝碼為JF1不銹鋼,被測砝碼為1Cr18Ni9Ti不銹鋼。接下來就根據這兩種情況來分別進行分析:*種情況:被測與標準砝碼材質相同;被測與標準砝碼材質相同,都為JF1不銹鋼,根據JJG99-2006《砝碼》檢定規程中表15,可得ρt=ρt=8000kg/m3,即C=0,*以當被測砝碼與標準砝碼材質相同時,m0|C|肯定小于砝碼*大允許誤差的九分*,不用考慮浮力誤差修正并且由于m0|C|=0,*以由浮力修正影響的不確定度貢獻也可以不用考慮。
*種情況:被測與標準砝碼材質不同;由JJG99-2006《砝碼》檢定規程表15可知,100gE2等級JF1不銹鋼砝碼的密度為8000kg/m3,100gF1等級材質為1Cr18Ni9Ti不銹鋼砝碼的密度為7850kg/m3,潮濕空氣密度ρa的計算由規程附錄D13中公式估算:ρa=ρ0×exp(-ρ0p0gh)其中:p0=101325Pa;ρ0=112kg/m-3;g=9181m/s2;p0=101325Pa;h—武漢地區平均海拔*度,h=2313m;實驗室空氣密度的估算如下: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等級砝碼的允許誤差為015mg,,這里的m0|C|遠小于該砝碼*大允許誤差的九分*,*以可不進行空氣浮力誤差修正,而將其放入空氣浮力不確定度進行計算。其因空氣浮力引入的不確定度為:ub=m0|C|=01001mg
3結論
通過上述公式計算可知,海拔*度和被檢與標準砝碼的密度差異的大小是影響空氣浮力大小的關鍵因素。海拔越*、被檢與標準砝碼的密度差異越大,空氣浮力就越大,當大與被檢砝碼*大允許誤差的九分*時,就要對空氣浮力進行修正。
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