砝碼的磁性 電子天平是采用高精度傳感器借助電磁力補償達到平衡" 并通過功能強大的微處理器和高性能#$%轉(zhuǎn)換器"實現(xiàn)快速!準(zhǔn)確地測量# 由于它在衡量過程中采用的是電磁平衡的原理"即在天平失衡的情況下"通過內(nèi)部線圈中電流大小的改變使天平重新達到平衡"因此在天平的周圍會產(chǎn)生一個較強的電磁場$ 而砝碼多采用不銹鋼制造"如果電子天平的電磁屏蔽不好"砝碼的剩磁過大"將會造成處于該電磁場中的砝碼被磁化"被磁化后的砝碼不僅直接影響到以后的質(zhì)量量值傳遞" 還會干擾天平的正常使用$為了避免和減小砝碼磁性對質(zhì)量量值的影響"
目前有兩個解決方案% 一是做好電子天平的電磁屏蔽"減少漏磁"但這種方案會加大天平的制造成本 二是提高砝碼的抗磁性能"選用磁化率較低的不銹鋼材料生產(chǎn)砝碼$受當(dāng)時測量手段和對砝碼磁性在量值傳遞中影響認(rèn)識的局限性所限對砝碼的磁性沒有提出具體的技術(shù)指標(biāo)要求"只在檢定系統(tǒng)中提到各等砝碼均須采用)非磁性不銹鋼制造等砝碼磁化率的技術(shù)指標(biāo)"但沒有給出測量方法"可見當(dāng)時國際上對砝碼磁化率問題已經(jīng)給予了充分的重視$
近年來隨著對該項國際建議的逐步完善"增加了有關(guān)砝碼磁性的章節(jié)"明確了磁化強度! 磁化率的技術(shù)指標(biāo)"并詳細(xì)地給出了有關(guān)砝碼磁性的測量方法$由此可見砝碼的磁化率在量值傳遞中的重要性$在實際工作中"無論是量值傳遞還是一般的衡量"砝碼都是在電子天平或機械天平上使用$ 如果砝碼本身的磁性過大"不僅對衡量結(jié)果造成不可預(yù)計的誤差"甚至有可能磁化所用的衡量儀器"進而對其他砝碼造成影響$由于砝碼的磁性在衡量過程中對衡量結(jié)果將產(chǎn)生無法預(yù)計的影響"對它的控制就顯得非常重要$ 經(jīng)過幾十年的觀察!考核"我們在質(zhì)量量值傳遞過程中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有的一等標(biāo)準(zhǔn)砝碼在電子天平和機械天平上的檢定結(jié)果差異很大$ 但由于沒有相應(yīng)的測量設(shè)備和手段" 我們無法確定其磁化率或磁化強度的具體量值" 只能利用國內(nèi)現(xiàn)有設(shè)備對砝碼的磁性原材料進行測量"得到的數(shù)據(jù)非常有限$ 鑒于對成型砝碼磁化率測量的緊迫性"’砝碼( 檢定規(guī)程起草單位中國計量科學(xué)研究院質(zhì)量實驗室引進了一臺由4563研制的砝碼磁化率測量儀"可以實現(xiàn)對成型砝碼進行無傷害磁性測量該套磁化率測量設(shè)備采用了國際建議1---修改草案中提出的測量原理"通過測量砝碼在強磁鐵的磁場梯度中所受的力" 來確定弱磁砝碼的磁化率和磁化強度$ 為了避免砝碼被放置在高強磁場中可能會導(dǎo)致被國際建議中推薦砝碼底面和磁鐵中心之間的距離 設(shè)置至少為""##" 這樣既可以使天平感應(yīng)到由樣品磁化率而產(chǎn)生的變化!又可以避免被磁化"設(shè)備引進后! 
我們對使用中的公斤工作基準(zhǔn)砝碼一等克組標(biāo)準(zhǔn)砝碼進行磁性檢測!其中包括中國計量科學(xué)研究院質(zhì)量室#密度室#標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心#北京市計量科學(xué)研究所#$!%所#湖北省計量測試技術(shù)研究院等單位!公斤工作基準(zhǔn)砝碼%個!一等克組標(biāo)準(zhǔn)砝碼&套" 同時我們還對山東生產(chǎn)的’()不銹鋼材料的砝碼和常熟金羊砝碼儀器有限公司生產(chǎn)的不銹鋼材料的砝碼進行了檢測" 檢測結(jié)果見表*#表""表"中幾個生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的新型不銹鋼材料的砝碼!其磁化率在之間! *可以滿足國際建議的要求" 國際建議中規(guī)定磁化率小于+,"5%對于2"等砝碼! 標(biāo)稱質(zhì)量!"+3時! 磁化率小于+,+6%"3"標(biāo)稱質(zhì)量")+3時!磁化率小于+,)7%標(biāo)稱質(zhì)量")3時!磁化率小于+,&" 而表)給出的原工作基準(zhǔn)砝碼和一等標(biāo)準(zhǔn)砝碼的測量結(jié)果卻讓人擔(dān)憂"%5號公斤工作基準(zhǔn)砝碼是中國計量科學(xué)研究院質(zhì)量實驗室一直承擔(dān)一等#2"等量值傳遞的砝碼!其磁化率為+,))%+!超過國際建議規(guī)定的4倍!因該室在89)。天平上使用!故未對量值傳遞造成影響" 被測的&套一等克組標(biāo)準(zhǔn)砝碼!
只有$套滿足國際建議的規(guī)定!其他砝碼的磁性都存在不同程度的超差"超差最大的是標(biāo)稱值為);3的砝碼!磁化率為),7%7"!超出最大允許誤差近"4倍"這僅僅是非常有限的實驗! 但可以基本反映出原有砝碼材料在磁性上的問題" 它提醒我們在質(zhì)量量值的傳遞和天平砝碼的日常使用過程中應(yīng)對砝碼磁性問題特別加以關(guān)注" 砝碼磁化率的實驗還要具有更大的普遍性!以積累更多的數(shù)據(jù)" 基于目前的實驗結(jié)果! 我們建議依據(jù)國際建議給出的磁性指標(biāo)劃分原一等標(biāo)準(zhǔn)砝碼的準(zhǔn)確度級別!以確保質(zhì)量量值傳遞的準(zhǔn)確#可靠 |
