对砝码磁性测量的研究

　　1 引言

　　根据最新颁布执行的砝码检定规程 JJG99- 2006 中的规定，对砝码的检定引入了磁性测量的内容，这也是相对与JJG99- 1990(试行)旧规程中最大的突破。这样一来对于我们检定工作增加了新的内容。我们会想：为什么在新规程中需要增加这项检定，砝码的磁性究竟会对日常的计量检定有多大影响，增加了磁性的检定是否就增强了砝码检定的完整性和合理性?带着这些问题，本文从理论分析和实际检定两方面做了一些初步的研究，希望能加深对 JJG99- 2006 的认识，以便在日常检定中如实的贯彻规程的内容。

　　2 引入砝码磁性的原因

　　在我们日常的检定工作中，我们可能最直接也最关心的问题就是为什么要引入砝码磁性测量的内容。

　　首先让我们来看看检定规程中是怎么描述这个问题的："在测量过程中磁力会产生负面的影响。这是由于这种力在质量测量中无法与重力相区别。磁力可以引起两个质量标准之　　间的相互作用，也可引起质量标准、或测量中使用的衡量仪器与周围相近的其它磁性物体之间的相互作用。"　[1]可以看出砝码磁性存在会对砝码测量准确度和精确度都有影响。而且目前我国的质量传递越来越广泛的使用电子秤量仪器，砝码的磁性也会直接影响电子比较仪的稳定性。

　　而在 OIML R111- Edition 2004 中也提到："Magnetic forces　can adversely affect the weighing process, since without systematic　investigation, these spurious forces cannot be istinguished from　gravitational forces in the determination of mass. Magnetic forces　can arise from the mutual interaction of two mass standards, as well　as between a mass standard, the mass comparator being used for the　weighing, and other magnetic objects in the vicinity. "　　我们可以看到 "Magnetic forces" 是一种 "spurious forces"，它是影响我们测量到真实质量的一种因素。所以我们必须得关注它，测量它，才能保证我们检定的准确度。

　　考虑到砝码测量不确定度的评定，磁性对砝码的影响也是很比较大的，特别是高等级砝码的检定。所以 JJG99- 2006中提到：" 如果测量砝码极化强度和磁化率的所有数值小于　　这些极限值，则可以认为由于砝码磁性所引起的不确定度分量可忽略不计。"　　　所以我们在进行砝码折算质量的检定前，就必须先对其测磁。不合格的砝码不得进行折算质量的检定。

　　3 几个基本物理量

　　我们要对砝码测磁，首先必须了解用来表征砝码磁性的几个物理量。在 JJG99- 2006 中用来表征砝码磁性的是 " 极化强度 μ0m 和磁化率 χ"。现代磁学研究表明：一切磁现象都　　起源于电流。磁性材料也不例外，其铁磁现象是起源于材料内部原子的核外电子运动形成的微电流，亦称分子电流。这些微电流的集合效应使得材料对外呈现各种各样的宏观磁特性。因为每一个微电流都产生磁效应，所以把一个单位微电流称为一个磁偶极子。定义在真空中每单位外磁场对一个磁偶极子产生的最大力矩为磁偶极矩 pm，每单位材料体积内磁偶极矩的矢量和为磁极化强度 J，其单位为 T(特斯拉，在 CGS 单位制中，J 的单位为 Gs，1T=10000Gs)。