力值砝碼的單位間的換算關系

  從事力學計量檢定或校準工作的人員都知道,質量的法定計量單位是千克(kg),力值的法定計量單位是牛頓(N)。然而,在部分開放城市的外資、合資企業中還普遍存在使用非法定計量單位的現象。例如:質量的磅(LB或lb),力值的千克力(kgf)或磅力(lbf)等,由于這些企業的特殊性,他們使用的這些單位,經過定審批手續還是可以使用的。這樣,就存在了多種單位并存的情況。作為法定計量機構,使用的單位定是法定單位,那么,對這些企業的計量儀器的檢定或校準,就必須對這些計量儀器的計量單位行換算,才能行檢定或校準。同時由于我的質量砝碼計量采用折算質量值,而非真空質量值,因此在對力值砝碼計量應注意這個問題。現在,筆者就力值砝碼的檢定應注意的問題提出建議,供家探討。

1·1　力值砝碼 N和kg的換算

　　按照JJG99—1990砝碼檢定規程和JJG808 -1991標準測力杠桿檢定規程的有關技術要求及計算公式,除了等砝碼外,其它等級砝碼均使用折算質量。

　　標準力值砝碼的標稱質量m的折算公式:

　　砝碼的折算質量值和真空中砝碼質量值的換算公式:

　　式(1) (2)中:m為力值砝碼的真空質量, kg;F為標準力值砝碼所產生的相應力值, N;g為杠桿使用地區的重力加速度, m·s-2;ρr為檢定地點的空氣密度, kg·m-3;ρ為標準力值砝碼的材料密度, kg·m-3;m′為力值砝碼的折算質量,

kg;ρ1·2為空氣密

1·2　力值砝碼 kgf和kg、lbf和kg的換算

　　1 kgf力的定義是質量為1 kg的物體,在標準重力加速度下(g=9·806 65 m/s2)所承受的力。

　　故有: 1 kgf=9·806 65 N;

　　而1lb=0·453 692 4 kg

　　因此: 1 lbf=0·453 692 4×9·806 65 N

　　1 kgf的力值砝碼的折算質量值為

2　力值砝碼 空氣浮力的修正

　　根據JJG808—1991標準測力杠桿檢定規程的要求,標準測力杠桿所配置的標準力值砝碼質量誤差為±0·01%,經過理論計算,空氣浮力的影響量均小于砝碼質量誤差的1/5,因此,不必行空氣浮力修正,標準測力杠桿配置的力值砝碼均可以直接按(5)式行計算。但是,對于等級為M1級的力值砝碼,應考慮空氣浮力的影響?，F通過下面例子給予證明。

　　JJG99—1990砝碼檢定規程砝碼允許誤差的規定見表4。

　　例:某地, 1 N力值砝碼,檢定地點的空氣密度為0·001 0 kg·m-3,其折算質量通過(4)式可以得出:1 N的力值標準砝碼的折算質量值為

　　由此可以看出:影響量為0·001 29% (即0·001 29%×1 N,折算質量約為1·3 mg),于砝碼允許誤差(mpe=5mg,見表4)的1/5,顯然,忽略影響量是不行的,就必須按照(4)式行修正。同樣,對于千克力(kgf)砝碼,應按照(7)式行修正。

　　因此,筆者認為在檢定或校準力值砝碼時,既要考慮力值砝碼和質量砝碼的換算關系,還應考慮空氣浮力的影響,只有這樣才能力值砝碼量值傳遞的準確可靠。