规范和完善我国微小力值量值传递

　　一、概述

　　我国的力值量传工作依据国家计量器具检定系统表进行，目前分力值 (≤1MN) JJG 2045-2007及大力值 JJG 2066-2006 两个检定系统表，相应建有中小力值和大力值国家基准，中小力值国家基准建在中国测试技术研究院，大力值国家基准建在中国计量科学研究院。前者测量范围 10N-1MN，不确定度为 2×10-5;后者分两段，(0.1～5)MN，不确定度为 3×10-4，(0.5～20)MN，不确定度为 1×10-4。由于 10N 以下力值尚未建立国家基准，无法通过国家基准的计量标准直接进行传递，根据原计量标准考核规范 JJF1033-2001 的要求，以往，地方在建立 10N 以下力值计量标准时，操作程序上具有一定的困难;目前有关方面已经对计量标准考核规范进行了修订，并将于 9 月 1 日后实施。事实上各地计量技术机构也建有 10N 以下的计量标准，通常采用力值砝码作为标准器，对砝码质量进行校准后用重力加速度进行计算。由于我国地域辽阔，各地重力加速度值相差较大，同时因重力加速度值属于军事保密数据，通常很难获得精确的重力加速度值。因此，现有的 10N 以下力值 (为了便于和现有力值基准的区分，以下暂称为微小力值) 的计量标准准确度大多在 0.05%级及以下等级。由于实际工作中经常需要解决高准确度微小力值的量值溯源，而准确度等级较高时，力值砝码的传递和使用环节可能会带来较大的不确定度。因此规范和完善我国 10N 以下微小力值量传体系成为当务之急。

　　二、微小力值建标的问题

　　目前，中小力值及大力值是采用传感器通过比对的方法由国家基准对计量标准进行传递，由于我国 10N 以下力值目前尚无国家基准，实际上由于技术原因，即使有力值基准，微小力值也无法采用传感器进行有效传递。根据检定系统表，可以利用质量、时间、长度采用计算的方法来进行微小力值的溯源，也就是说可以通过质量值校准与重力加速度值计算来建立力值标准。但由于规范的重力加速度值较难获取，由计量技术机构用绝对法测量重力加速度费用较高，采用公式通过地球纬度及海拔高度计算获得的重力加速度值用于建标似乎不够严谨，事实上不同计算公式会带来不同的误差，国家也无技术文件规定可以在建标时正式采用公式计算的重力加速度值。

　　三、微小力值建标的技术依据

　　力值砝码可以根据已知质量值与当地重力加速度值通过计算的方法获取，一般地方计量技术机构质量传递的准确度较高，通常最大允许误差可以控制在 0.0005%以内，实际制作的专用砝码质量误差做到控制值的 0.005%以内应当是比较容易的;而当地重力加速度值可以通过实测或计算的方法获取;根据有关研究资料[1]介绍，重力加速度可以按以下公式计算及修正：