砝码磁化率量值比对及不确定度分析

　　砝码作为质量量值传递系统中的实物量具，随着 JJG 99- 2006 《砝码》 检定规程的颁布实施，对各个等级砝码的磁化率提出了要求，我国对于砝码的各项性能指标要求与 OIML 国际建议 R111 保持一致。由于砝码的磁性性能成为影响称量准确度的重要因素，对砝码磁性的控制显得尤其重要。

　　本文通过对砝码磁性参数磁化率的测量与不确定度分析，研究影响磁性测量结果的因素，提出如何选取磁化率测量设备。目前我国约有近二十家省级计量机构已经拥有不同的测量砝码磁性装置并开展测量工作。由于砝码磁性测量在国内属于刚刚开展的项目，大家对磁性测量装置的认识以及对磁性测量方法、不确定度分析的理解还有待深入认识，为确保磁化率等指标的测量准确一致，在全国范围内首次开展砝码磁性测量量值比对工作，具有十分重要的意义。

　　一、参比实验室

　　中国计量科学研究院为本次比对的主导实验室。该实验室保存着我国的质量基准，即：1kg 质量基准砝码，并多次代表我国参加了自1996 年起CIPM 多次组织质量基准砝码和倍量、分量砝码的国际关键性比对，比对结果令人满意，表明中国计量科学研究院有能力承担此次比对的主导实验室工作。鉴于拥有砝码磁性测量装置的实验室才能够参加比对工作，共有 18 个参比实验室。我所力学实验室是参比实验室之一。

　　二、比对测量方法、不确定度评定依据

　　比对测量方法依据 JJG 99- 2006 《砝码》 检定规程，不确定度评定依据 JJF1059- 1999 《测量不确定度评定与表示》。

　　三、比对所用测量设备

　　砝码磁性测量设备采用梅特勒公司生产的 MX型磁化率计。

　　四、比对环境条件温度 20℃±0.5℃，相对湿度 55%±10%。

　　五、砝码磁性测量原理及测量步骤简述

　　1. 测量装置

　　砝码磁性测量装置如图 1 所示。

　　Z1=砝码顶部到磁铁中心的距离;

　　Z0=砝码底部到磁铁中心的距离;

　　RW=砝码的半径。

　　2.测量程序

　　①先将磁铁的 N 极朝下，然后将砝码放在测量平台上，且在磁铁的正上方，重复称量3次，(在测量过程中绕着样品轴心对称旋转 120°)，确保砝码放在中心处。

　　a) 记录加载时间、读数时间和卸载时间;

　　b) 计算衡量仪器显示的质量变化的平均值，△m1;

　　c) 确定力 F1=-△m1×g。

　　②再将磁铁的 N 极朝上，然后将砝码放在测量平台上，且在磁铁的正上方，重复称量 3 次，(在测量过程中绕着样品轴心对称旋转 120°)，确保砝码放在中心处。