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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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(shù)學(xué)模型

*先建立被測砝碼折算質(zhì)量的數(shù)學(xué)模型:mct=mcr+mcrC±ΔI×mcsΔIs±mcw其中:C=(ρa-ρ0)(1ρt-1ρr)mct—被檢砝碼折算質(zhì)量;mcr—標(biāo)準(zhǔn)砝碼折算質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)砝碼的密度;ΔI—被檢砝碼與標(biāo)準(zhǔn)砝碼在天平上顯示的質(zhì)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(jù)JJG99-2006《砝碼》檢定規(guī)程中6151211規(guī)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(zhì)量的空氣浮力進行不確定度評定前,筆者先設(shè)立*些條件:

標(biāo)準(zhǔn)砝碼為100gE2等級砝碼,被測砝碼為100gF1等級砝碼。

被測與標(biāo)準(zhǔn)砝碼的材質(zhì)分為兩種情況來討論。*種情況:被測與標(biāo)準(zhǔn)砝碼同屬于*種材質(zhì),假設(shè)都為JF1不銹鋼;*種情況:被測與標(biāo)準(zhǔn)砝碼不屬于同種材質(zhì),標(biāo)準(zhǔn)砝碼為JF1不銹鋼,被測砝碼為1Cr18Ni9Ti不銹鋼。接下來就根據(jù)這兩種情況來分別進行分析:*種情況:被測與標(biāo)準(zhǔn)砝碼材質(zhì)相同;被測與標(biāo)準(zhǔn)砝碼材質(zhì)相同,都為JF1不銹鋼,根據(jù)JJG99-2006《砝碼》檢定規(guī)程中表15,可得ρt=ρt=8000kg/m3,即C=0,*以當(dāng)被測砝碼與標(biāo)準(zhǔn)砝碼材質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)砝碼材質(zhì)不同;由JJG99-2006《砝碼》檢定規(guī)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(zhì)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(guī)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(qū)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(yuǎn)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(jié)論

通過上述公式計算可知,海拔*度和被檢與標(biāo)準(zhǔn)砝碼的密度差異的大小是影響空氣浮力大小的關(guān)鍵因素。海拔越*、被檢與標(biāo)準(zhǔn)砝碼的密度差異越大,空氣浮力就越大,當(dāng)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。