砝码磁化率影响测量结果的实验验证

小骗子

2019/09/11

私聊

仪器检定/校准/计量

砝码磁性在检测电子天平或使用电子天平作为衡量仪器检测砝码时，会对测量结果带来影响，影响量既不能进行质量修正，也不能进行相应的不确定度评估。所以在国际建议R111和JJG99-2006《砝码检定规程》中，均给出了砝码的磁化率最大允许误差，在砝码的磁性满足规程要求时，砝码和电子天平之间将不会引起质量量值的改变，由磁性引起的不确定度分量也可忽略不计。以下通过实验对砝码磁性带来的影响进行验证。
使用的设备：
标准砝码：使用经国家计量院检定合格的E1等级砝码作为标准砝码，材质：JF-1型无磁不锈钢；
被检砝码：1988年生产的原二等标准砝码，材质：铜合金，带调整腔，实测磁化率3.4（因填充物影响，磁化率明显高于检定规程要求），标称质量：20g。
衡量仪器：

使用不同的衡量仪器分别对被检砝码的质量进行测量，分别选用Metter Toledo公司生产的XPE56C型和AX26型电子天平，最小分度值均为1微克。

XPE56C型电子天平

AX26型电子天平
实验采用ABA循环测量，为减小其他因素带来的影响，检测过程中均使用吊挂式秤盘测量，消除电子天平偏载误差带来的影响，次用10次测量结果的平均值作为测量结果，减小测量重复性带来的影响。测量数据如下：

为方便计算，使用砝码测量过程中标准砝码与被检砝码的差值作为测量结果。
通过测量数据可见，在算数平均值的标准偏差基本相等的条件下，均为0.002mg，测量结果明显不同，相差0.0076mg。在电子天平偏载误差引入的不确定度可忽略，测量重复性基本一致，标准砝码相同，在相同环境条件下，短时间测量的情况下，可以确认该现象是由于被检砝码磁性造成的。而且在不同电子天平上造成的影响力并不相同，无法进行评估。
所以，只有在砝码磁性符合相应等级砝码要求时，才可用于对应等级的电子天平和砝码的检测。