砝码带磁对测量结果的影响分析

   在质量计量工作中，砝码是实物量具，用于复现质量量值。用来制造砝码的材料性能好坏，质量优劣将直接影响砝码质量的稳定性，而影响到全质量的准确致及统- -。新的砝码规程要求，制造砝码的材质必须选择具备稳定的物理化学性能、定的度、非常小的磁化率以及抗磁性能好等-些条件方能保持砝码在较长时间内质量值的准确稳定。
  

    目前，我的标准砝码，已经研究出了磁化率较小的JF1型，材料密度为8.0g/cm3的不锈钢砝码。但是这种砝码售较高，除省级计量部门拥有外，部分地市县级计量部门仍使用材料密度为7.85g/em3的不锈钢砝码，但它的抗磁性能还不够理想。在长期的检定中，我们发现有如下问题。
  

  问题的发现
  今年我们在检定套送检的二等砝码时，用了两台天平检定，在检定10g砝码时，发现两台天平检定的结果相差很，出了规程规定的检定精度的五分之四。(按规程要求，终检定结果为二人检定结果的算术平均值，而二人检定结果之差不过检定精度的五分之四。二等10g砝码的检定精度是0.06。)复检多次也是如此。
  而我们检定所用的天平: -台是上海产的332A型天平，另台是北京产的WT2A型天平，这两台天平的计量性能，且在检定周期之内，检定用的标准砝码是等标准砝码， 标准砝码，且在检定周期之内。
  为此我们又调出2003~ 2004年的检定结果，行比较，数据见表1
为验证检定结果,我们又换了套标准砝码,对上海天平和北京天平上分别行比对,其结果见表2。
  表2检定结果表
  .上海  北京标称值
  左盘  右盘  左盘  右盘
  10g  0.09g  0.06g  0.07g  0.08g_
  从以上对比数据看,我们历年的测量结果与，上海天平左盘测量结果-致,而北京天平与上海天平右盘所测结果- 致。
  应该说明的是,我们所用的两台天平不但计量性能,而且我们在这两台天平上均采用同样的方法，检定了很多组二等标准砝码,都没有发现此类问题。
  我们又用自已的二等标准砝码做试验,验证上海天平与北京天平检定结果是- -致的。2问题的初步分析
  通过从各方面找原因及验证,我们认为这里不存在疏忽误差,历年的检定结果是事实存在，而我们的反复验证对比也是事实。所以不能随便舍弃哪-个检定结果。
  在平时的量值传递工作中,我们检定砝码时往往习惯于二人同用台天平，同用- -套标准砝码,但这时的检定结果除非出现的疏忽误差,般都不会出现什么问题，二人的检定结果容易对得上。然而,这样的检定结果都存在同样的系统误差和偶然误差,从误差理论的角度讲,我们所说的提高测量精度不仅要提高测量结果的精密度,还要测量结果的正确度。
  由量值传递的可溯性及量值传递的准确致性可知,在量传中如果分别用不同的标准设备行传递,其结果也应是致的。如果不*致,可在 -定程度上反映出传递当中出现的系统误差和偶然误差,利于发现传递中存在的问题，提高测量精度。
  基于这种指导思想，这两年我们采用二人分别各用

台天平各自检定遍砝码的方法,检定了多组二等克组毫克组砝码。二人检定结果都满足了规程要求。
  从上面的数据中,我们可以看到，如果我们历年同用台天平检定,就不会发现这个问题,而我们自然会认为是传递准确。但事实是失准了,这个砝码如果再错误地传递下去,很可能在以后的传递中给科研、生产造成损失。
  在质量量值传递中，人员、设备、环境和测定方法等因素都可能带来测量误差。
  从对比数据中可以看出,不同的检定人员及环境条件所带来的误差均在正常检定的误差之内,可以排除上述因素造成的较系统误差。从使用设备来看，只有北京天平所测的数据与其它数据不同。同时我们也验证了北京天平的计量性能是的，检定其它二等砝码时与在上海天平所测到的结果是致的。所以,我们现在应集中考虑被检砝码和所用天平之间存在的问题。
  

砝码带磁对测量结果的影响
  我们知道,引起砝码质量值不稳定的重要因素是砝码材料问题,规程明确规定了砝码材料不允许带磁,然而,由于砝码材料本身,加工过程或保存中有磁场影响，而使砝码本身微量带磁。但这种弱磁又难以发现,般单位又无测量手段,有无其它原因影响砝码的材质呢?还有待于步探讨。
  我们从数据看，上海天平和历年所测得的修正值与北京天平所测得的修正值比较，结果偏小。由磁极同性相斥,异性相吸的性质，我们认为这是由于这个砝码本身含有微量磁性,而天平的科盘也有微量的磁性，在地磁场共同作用下,产生相互排斥的力。天平开启后,地对天平和砝码有了个向上的排斥力,这个力虽然很做小,但它却可以改变天平应有的平衡位置，使被测砝码显示轻了十几个分度，这样也就造成了我们测量结果的误差。
  同样的道理，如果砝码天平秤盘与地磁极相反,则会相互吸引,它也可以改变天平应有的平衡位置使被测砝码显示较重十几个分度,同样生成我们测量结果的误差。
  我们做了这样的试验,天平空载，开启天平静止后,拿块磁铁在天平秤盘，上方,天平的平衡位置改
除砝码含磁的可能性。只有在所用天平带磁的情况下才表现出的测量误差,但在不带磁天平上检定数据也是不稳定的。我们检定的这个10g砝码就是个少见的例子。后我们证实了这个10g砝码本身带有磁性。
  我们认为在量传中磁性对砝码准确度的影响这个题目研究是很的,需要必需的仪器和量的科学数据来论证它。由于时间关系和没有定的条件,我们无法测量它的磁性小,只能做初浅的分析。
  分析的初步结论
  由以上的分析可知:(1)砝码带磁后会给测量结果带定的误差,绝不可忽视,必须引起重视。(2)在 量值传递中,为了提高测量精度,用不同的标准和设备检定是很有必要的。(3)对检定中出现的较的系统误差处理要慎重，具体问题,具体分析。(4)保管和使用砝码也非常重要,不能接触磁铁、磁场等,存放时定要远离磁源。避免砝码带磁，才能测量的推确,量值传递的准确致和统。故现行新规程对砝码材料的要求是非常重要的。