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砝碼新檢規中磁性測量記錄和體積溫度修正公式研究：
1引言
在學習和執行*計量檢定規程JJG99—2006《砝碼》(以下簡稱規程)時,感覺得到規程很全面、系統性也很強。特別是該規程與其它質量方面的規程*樣,率先應用了測量不確定度理論,為我國檢定規程與*上相關技術文件接軌,取了表率作用。但是規程給出的磁性測量記錄表格、密度(體積)測量的體積溫度修正公式欠妥,現提出來與同行們探討。
2磁性測量的記錄表格
規程規定的磁化率和*化強度(即有磁性)測量程序:在置于質量比較儀稱盤的基座上,北*向下放置磁矩為md的磁鐵。質量比較儀回零后,在磁鐵中心*度的上方特定*度的工作臺上放置被檢砝碼(砝碼底部至磁鐵中心*度記為Z0、砝碼頂部至磁鐵中心*度記為Z1),且使被檢砝碼在磁鐵的正上方,記錄質量變化平均值Δm1,確定力F1=-Δm1×g(式中g為*到1%的當地重力加速度);翻轉磁鐵,再次將該被檢砝碼放置在該工作臺上,且保持磁鐵中心距被檢砝碼底部、頂部*度不變,仍使被檢砝碼在磁鐵的正上方,記錄質量變化平均值Δm2,確定力F2=-Δm2×g。然后據函數χ=f1(F1、F2),求得被檢砝碼磁化率χ;據函數μ0M=f2(F1、F2),求得被檢砝碼*化強度μ0M。
可見*化強度和磁化率測量是同*過程,依次確定力F1和F2,只是計算內容不同。*以我們認為在規程附錄E給出的測量記錄表格中,沒有必要分別給出*化強度μ0M/μT和磁化率χ兩個如表1、表2*示的測量記錄表格。
何況規程附錄E,雖然分別給出了*化強度和磁化率兩個記錄表格,實際上該兩表格都不方便反映檢定過程:兩表中的“頂部”和“底部”欄,結合規程給出的檢定方法,只能是填砝碼的頂部和底部至磁鐵中心的*度,那么*化強度μ0M和磁化率χ該填何處呢?更不要說何處填檢定過程中的Δm1和Δm2了。
*以,我們建議規程將附錄E給出的*化強度和磁化率兩個記錄表格,合成為如表3*示的磁性測量記錄表格,這樣能更方便反映檢定過程。
因為規程規定上述質量變化通常分別測3次,為了將三次測得的質量變化值和質量變化平均值(如:Δm11、Δm12、Δm13和Δm1),均在原始記錄中反映,可將磁性測量記錄表格在常用的A4紙上橫向布置,以獲得足夠列的磁性測量記錄表格。
3密度(體積)的溫度修正公式
規程規定:描述密度的參考溫度為20℃。當測量溫度不在此溫度條件(有些實驗室恒溫是18℃或23℃)時,則應采用材料的體膨脹系數γ,將其修正到20℃下的體積。并給出了如下*示的密度(體積)的溫度修正公式。ρ(tref)=ρ(tmeas)×1+γ(tmeas-tref)(1)式中:ρ(tref)—參考溫度20℃時的密度;ρ(tmeas)—測量溫度時的密度;γ—體膨脹系數;tmeas—測量時溫度;tref—參考溫度,規程規定為20℃。或V(tref)=V(tmeas)×1+γ(tmeas-tref)(2)式中:V(tref)—參考溫度20℃時的體積;V(tmeas)—測量溫度tmeas時的體積。物體由于溫度改變,其體積有脹縮現象。其變化能力以等壓(p*定)的條件下,單位溫度變化*導致的體積變化,即熱膨脹系數表示。α=ΔV/V·Δt(3)式中:α—熱膨脹系數;ΔV—體積變化量;V—變化瞬間體積;Δt—溫度變化量。嚴格說來,上式只是溫度變化不大時的微分定義式的差分近似;*定義要求ΔV與Δt無限微小,這也意味著熱膨脹系數在較大的溫度區間內通常不是常量。當溫度變化不是很大時,α就成常量了,利用它可以將固體和液體體積膨脹表示如下:Vt-V0=αV0(t-t0)(4)式中:Vt—未了狀態的體積;V0—初始狀態的體積;t—未了狀態的溫度;t0—初始狀態的溫度。將式(4)整理可得:Vt=V01+α(t-t0)(5)根據式(5),并結合規程的具體問題可知,砝碼的體積溫度修正公式應如下式*示:V(tmeas)=V(tref)×1+γ(tmeas-tref)(6)而不是如規程給出的式(2)*示,由此可見規程給出的體積溫度修正公式是錯誤的。因為ρ=mV(7)*以V=mρ(8)將式(8)關系代入式(6)中有:mρ(tmeas)=mρ(tref)×1+γ(tmeas-tref)(9)式(9)兩邊同乘ρ(tmeas)ρ(tref)m因子有:ρ(tref)=ρ(tmeas)×1+γ(tmeas-tref)(10)式(10)與規程給出的式(1)完全*致,由此可見規程給出的密度溫度修正公式是正確的。
4結束語
*計量檢定規程是我們的技術法規,雖然我們檢定規程的編寫人員、審核人員和出版人員為了奉獻給大家的為*品,已是慎之又慎。但大家在使用過程中仍會發現點滴不足,*以需要我們檢定規程執行人員,與編寫人員、審核人員和出版人員共同努力,使我們的技術法規———*計量檢定規程不斷完善。
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