砝码的原理及定义综述

上海众渊砝码厂 2019.03.04

砝码的原理及定义综述

中华人民共和国**标准 

GB/T ××××—×××× 

代替GB 4167—1984 

砝 码  

Weights 

（报批稿）  

中华人民共和国**质量**检验检疫总**  
                                      发布 
中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 

                                           目    次  

前言 ................................................................................. II 
1  范围 ................................................................................ 1 
2 规范性引用文件 ...................................................................... 1 
3 术语和定义、计量单位................................................................. 1 
4 计量性能的要求 ...................................................................... 3 
5  通用技术要求 ........................................................................ 5 
6  试验方法 ........................................................................... 10 
7 检验规则 ........................................................................... 13 
8  标志、包装、运输、贮存 ............................................................. 13 
附录A     （资料性附录）不同形状和尺寸砝码的图例......................................... 14 
附录B     （规范性附录）磁性测量方法..................................................... 19 
附录C     （规范性附录）密度（体积）测量方法............................................. 21 

                                 前    言  

   本标准按照GB/T 1.1－2009《标准化工作导则 第1部分:标准的结构和编写》给出的规则起草。  
   本标准代替GB/T 4167-1984《1～5等砝码》，与GB/T 4167-1984相比较，主要修订的内容有：  
   a)本标准是采用**法制计量组织OIML**建议R111(2004)中砝码的准确度等级及其主要技术指 
标，并用折算质量表述砝码质量值；  
   b)标准名称改为《砝码》,以便适应 OIML **建议 R111 的要求，与产品分类相对应，并扩大了本 
标准适用的范围；  
   c)增加砝码磁化率要求；  
   d)将原**工作基准砝码对应改为E1等级砝码；  
   本标准由中国轻工业联合会提出。  

   本标准由**衡器标准化技术委员会（SAC/TC97）归口。  

   本标准起草单位:中国测试技术研究院、蓬莱市水玲砝码厂、常州市富月砝码有限公司  

   本标准参加起草单位：赛多利斯**仪器（北京）有限公司、四川省邛崃市四达计量工具有限责任 

    公司、浙江省计量**研究院、成都理工大学、常熟市金羊砝码仪器有限公司、青岛市计量测试所  

   本标准主要起草人: 党正强、杨杰斌、于水玲、贺志敏  

   本标准参加起草人: 王江、陈雪松、薛靓、曾波、陈世建、葛锐、刘思颂、徐涛、郑伯松。  

   本标准所代替标准的历次版本发布情况为：  

   ——GB/T 4167-1984。  

                                        砝码  

1  范围  

   本标准规定了砝码的分类，计量要求，技术要求，试验方法，检验规则和标志、包装、运输、贮存。 
   本标准适用于质量标称值为 1mg  ** 5000kg，准确度等级为E 等级、E 等级、F 等级、F 等级、M 
                                                      1       2       1      2       1 

   等级、M     等级、M 等级、M        等级、M 等级的砝码。 
           12      2        23       3 

2  规范性引用文件  

    下列文件对于本文件的应用是**不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 
件。凡是不注日期的引用文件，其****版本（包括所有的修改单）适用于本文件。  
    GB/T 13384—2008   机电产品包装通用技术条件 
    JJG 99—2006  砝码检定规程 

3  术语和定义、计量单位  

3.1  术语和定义  
     下列术语和定义适用于本文件。  
3.1.1    
    砝码  Weights  
    是一种复现质量值的实物量具。它具有**的物理特性和计量特性：形状、尺寸、材料、表面状 
况、密度、磁性、质量标称值和**大允许误差等。  
    注：对于一个砝码，它可以单独复现某一固定的质量值。对于砝码组，它不仅可以单独单个使用， 
而且也可将不同的单个砝码组合在一起使用，用以复现若干个大小不同的一组质量值。  
3.1.2  砝码准确度等级的定义  
3.1.2.1    
    E1等级砝码(原工作基准砝码)  class E1 
    溯源于**基准、副基准，用于量传E 等级砝码、用于量传相应的衡器，和与相应的衡器配套使 
                                    2 

用。  
3.1.2.2    
    E2等级砝码  class E2 
    用于量传F 等级及其以下的砝码，用于量传相应的衡器，和与相应的衡器配套使用。  
             1 

3.1.2.3    
     F1等级砝码  class F1 
    用于量传F 等级及其以下的砝码，用于量传相应的衡器，和与相应的衡器配套使用。  
             2 

3.1.2.4    
    F2等级砝码  class F2 
    用于量传M 等级、M         等级及其以下的砝码，用于量传相应的衡器，和与相应的衡器配套使用。  
              1       12 

3.1.2.5    
    M1等级砝码  class M1 
    用于量传 M 等级、M         等级及其以下的砝码，用于量传相应的衡器，和与相应的衡器配套使用。  
              2        23 

3.1.2.6    

                                                                                      1 

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                                                                                    GB/T ××××—×××× 

     M 等级砝码  class M2 

    用于量传M3等级砝码，用于量传相应的衡器，和与相应的衡器配套使用。          

3.1.2.7    
      M3等级砝码  class M3 
     用于量传相应的衡器，和与相应的衡器配套使用。  
3.1.2.8    
      M12等级砝码 class M12           
     用于量传相应的衡器，和与相应的衡器配套使用。  
3.1.2.9  
     M23等级砝码 class M23 
     用于量传相应的衡器，和与相应的衡器配套使用。  
3.1.2.10    
   **用砝码  specific weights 
     与**用仪器设备配套使用的，由质量单位导出的其它量值单位的砝码。其计量技术要求等由企业 
标准等其它技术文件另行规定。  
3.1.3    
     折算质量 conventional  
     即折算质量值：一物体在约定温度和约定密度的空气中，与一约定密度的标准器达到平衡，则标准器的质量即为该物体的折算质量。约定温度（t）为20℃，约定的空气密度（ρ ）为1.2kg/m ；砝码折算质量的约定密度（ρ )）为 8000kg/m 。折算质量值m 与真空中质量值m的关系式：  
                          ref                               c 

                                                    ρ 0 
                                            (1   ) −   m           （1）   
              m    m    V +  Vc(−    ) C    ρ 0 
                                                    ρ 
                                               0.99985 

     或                                       0.99985               （2）  
                m  +m  =−V  V (  c  )    c ρo          mc 
                                                   ρ 0 
                                          (1   )  − 
                                                   ρ 

     式中，ρ—砝码密度            ρ0—空气密度          m—砝码真空中质量值  
            m —砝码折算质量值     V—砝码真空中体积    V —砝码的约定体积  
             c                                                  C 

3.1.4    
     物体的密度  density of a body  

                                              m 
     物质的质量除以其体积的商，公式为ρ                          。  
                                              V 

3.1.5    
     磁性  magnetism  
     一种产生吸引或排斥力的效应。  
3.1.5.1    
     磁导率  magnetic premeability（μ）  
     一种介质改变磁场的能力。  
3.1.5.2    
     真空中磁导率  magnetic constant（μ0 ）  
     砝码在真空中吸收磁通量的程度，通常μ                               -7   2 
                                             0 ＝4π×10  N/A  。  
       
3.1.5.3  

                                                                                                      2 

    （体积）磁化率 (volume)magnetic susceptibility （χ）  
    一种介质改变磁场的能力,与体积有关。它与磁导率（μ）的关系为：μ/μ=1+χ。μ/μ值有时也称为 
                                                                   0         0 

相对磁导率（μr ）。 
3.1.5.4    
    (*)磁化强度  (permanent)magnetization （M ）  
    表述材料物体，如砝码，在没有外界磁场中磁性状态的参数。(通常，磁性是个矢量，它的梯度和 
方向在材料的内部不**恒定)。物体的磁性在其周围的空间产生不均匀的磁场，因此对周围其它的物 
体会产生磁力。  
3.1.6  
    粗糙度参数或R-参数 roughness parameter or R-parameter (R  或R )  
                                                              a   z 

    描述样块侧表面粗糙度的参数。字母R 表示所评估的侧表面类型，在这种情况下，R 为表面粗糙 
度。样块的表面有不同的类型：粗糙度表面R 参数，主表面P 参数，曲表面 W 参数。 
3.2  计量单位 
3.2.1  使用的单位 
     质量：微克（μg）、毫克（mg ）、克（g）、千克（kg ）和吨（t ）；  
     密度：千克每立方米（kg/m3                                 3                         3 
                               ）、克每立方厘米（g/cm )、毫克每立方厘米（mg/cm  ）。  
                                          n           n          n 
3.2.2  砝码或砝码组的质量标称值应等于 1x10 kg、或2x10 kg、或5x10 kg，其中“n”表示一个正 
的或负的整数或零。  
3.2.3  砝码序列 
    砝码组的序列应由下列之一构成：  
                        n 
    a)   (1；1；2；5)×10 kg； 
                            n 
    b)   (1；1；1；2；5)×10 kg； 
                        nkg (优先使用)； 
    c)   (1；2；2；5)×10 
                            n 
    d)   (1；1；2；2；5)×10 kg 。 
    一组砝码可以包括多个标称值相同的砝码。  

4  计量性能的要求  

4.1  **大允许误差 
4.1.1  砝码的**大允许误差不应大于表 1 中相应准确度等级的要求。  
4.1.2  对于**用砝码，可根据其技术资料规定的相对或**准确度要求，与表 1 中相应的准确度等级 
相对应。若其质量标称值在表 1 中没有，可用表1 中已有的质量标称值累计得到；其质量**大允许误 
差的**值亦为对应的**大允许误差**值之和。  
4.2  扩展不确定度 
    在规定的准确度等级内，**一个质量标称值为m  的单个砝码，其折算质量的扩展不确定度U 
                                                  0 

 （k=2 ）,应不大于表1中相应准确度等级的**大允许误差**值的三分之一，即：  
                                      U≤1/3 ∣MPE  ∣3 

  表1  砝码的**大允许误差(|MPE|，以mg为单位)  

    标称值           E1        E2         F1         F2         M1          M12         M2           M23           M3 

    5000kg                           25000      80000      250000      500000      800000       1600000      2500000 

    2000kg                            10000     30000      100000      200000      300000       600000       1000000 

    1000kg                  1600      5000      16000       50000      100000       160000      300000        500000 

     500kg                   800      2500       8000       25000       50000       80000       160000       250000 

     200kg                   300      1000       3000       10000       20000       30000        60000        100000 

     100kg                   160       500       1600       5000        10000       16000        30000        50000 

     50kg         25         80        250       800        2500        5000         8000        16000        25000 

     20kg          10       30         100       300        1000                     3000                     10000 

     10kg         5.0        16        50         160        500                     1600                      5000 

      5kg         2.5       8.0        25         80         250                     800                       2500 

      2kg         1.0       3.0        10         30         100                     300                       1000 

      1kg         0.5       1.6        5.0        16         50                      160                       500 

     500g         0.25      0.8        2.5        8.0        25                       80                       250 

     200g         0.10      0.3        1.0        3.0         10                      30                       100 

     100g         0.05      0.16       0.5        1.6        5.0                      16                        50 

      50g         0.03      0.10       0.3        1.0        3.0                      10                        30 

      20g        0.025      0.08      0.25        0.8        2.5                     8.0                        25 

      10g        0.020      0.06      0.20        0.6        2.0                     6.0                        20 

      5g         0.016      0.05      0.16        0.5        1.6                     5.0                        16 

      2g         0.012      0.04      0.12        0.4        1.2                     4.0                        12 

       1g        0.010      0.03      0.10        0.3        1.0                     3.0                        10 

    500mg        0.008     0.025      0.08       0.25        0.8                     2.5 

    200mg        0.006     0.020      0.06       0.20        0.6                     2.0 

     100mg       0.005     0.016      0.05       0.16        0.5                     1.6 

     50mg        0.004     0.012      0.04       0.12        0.4 

     20mg        0.003     0.010      0.03       0.10        0.3 

     10mg        0.003     0.008      0.025      0.08        0.25 

      5mg        0.003     0.006      0.020      0.06        0.20 

      2mg        0.003     0.006      0.020      0.06        0.20 

      1mg        0.003     0.006      0.020      0.06        0.20 

     注：表中的**大允许误差适用于出厂检验和使用中检验。 

4.3  折算质量 
4.3.1  在规定的准确度等级（E 等级砝码除外）内，**一个质量标称值为m  的单个砝码，进行检验 
                                      1                                                    0 

时，折算质量m 与砝码标称值m 之差的**值不能**过**大允许误差的**值|MPE |减去扩展不确定 
                  c                  0 

度，即：   
                               m -（∣MPE  ∣-U）≤m  ≤m +                （∣MPE  ∣-U）  
                                 0                          c    0 

4.3.2  对于****的和修理后的增砣（含标准增砣），除符合上述关系外，其折算质量还应符合下述 
关系式：  
                                       m -m  ≥0  
                                         c   0 

                                                                                                                       4 

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                                                                       GB/T ××××—×××× 

4.3.3  对于E 等级砝码，其折算质量值与标称值的差的**值|m -m                       |，不得**过**大允许误差值的 
            1                                           c  0 

**值|MPE |。  
4.3.4  经修理后的砝码，其修正值的控制范围按照4.3.1 进行。 

5  通用技术要求  

5.1  形状 
5.1.1  总则 
5.1.1.1  为了方便**，砝码应具有简单的几何形状。砝码的边和角应修圆，表面不应有锐边或锐角 
和**的砂眼，以**止磨损和积灰。 
5.1.1.2  砝码组中的砝码，除了 1g 或小于 1g 的砝码，应具有相同的形状。  
5.1.1.3  在砝码其磁性、质量量值已证实稳定的前提下，允许具有区别于本标准所规定的其它形状。  
5.1.2  小于或等于 1g 的砝码  
5.1.2.1  小于或等于 1g 的砝码应为有适当形状的多边形片状或丝状砝码，易于夹取。在标称值的一 
个序列中，不应插入与本序列形状不同的其它形状。  
5.1.2.2  表 2 中给出了1g及小于 1g砝码形状所表明的标称值。  

                                 表2  1g及小于1g砝码的形状  

           标称值                  多边形片状                         线形 

       （5、50、500）mg               五边形            五边形                     5  段 

       （2、20、200 ）mg           正方形、长方形           正方形、长方形   ｝或         ｛ 2  段 

     （1、10、100、1000）mg            三角形            三角形                     1 段 

5.1.3  1g到 50kg 的砝码  
5.1.3.1  1g 砝码当与其倍量砝码放置，或单独放置时，可以是 1g 砝码倍量的形状；当与其分量砝码 
放置时，可以是 1g 砝码分量的形状。  
5.1.3.2  从 1g 到50kg 标称值的砝码可参照附录A 的图A.1，外部尺寸见表A.2 。  
5.1.3.2.1  砝码可为直圆柱体或圆锥台体，参见图 A.1 。砝码体（不含提钮）的**应约等于直径的 
平均值，可以在平均直径的 3/4 和 5/4 之间。  
5.1.3.2.2  砝码如带有提钮，提钮**在砝码的平均直径和半径之间。  
5.1.3.3  5kg **50kg 砝码也可以采用适于抓取的不同形状，如轴、钩、环、或其它形状。  
5.1.3.4  5kg到50kg的M 等级、M 等级、M 等级砝码可以是有圆形边角和**提钮的倒置正六棱台 
                      1       2       3 

或平行六面体结构。M 等级、M 等级、M 等级砝码可参照附录A的A.3、A.5，尺寸的公差实例见附录 
                   1       2       3 

A的A.4、A.6 。  
5.1.3.5  砝码形状也可视需要为扁圆柱体(如增砣砝码)、圆盘，可以沿圆心或半径开上下贯通的孔或 
槽，以便取放。  
5.1.4  大于 50kg 的砝码  
5.1.4.1  大于 50kg的砝码可以是圆柱形、矩形或其它合适的形状。  
5.1.4.2  大于 50kg 的砝码可以采用适于抓取的不同形状，如轴、钩、环、或其它形状。  
5.1.4.3  如果M 等级、M 等级、M 等级或M             等级、M     等级砝码在平坦的地面（或轨道）使用，可 
               1       2       3       12       23 

以配备限制范围的滑轨或沟槽使用。  
5.2  结构 
5.2.1  E等级、E等级、F等级砝码  
        1      2      1 

5.2.1.1  1mg到 50kg的E 等级、E 等级、F 等级砝码  
                     1      2       1 

    1mg到50kg的E 等级、E 等级、F 等级砝码应为实心整体结构，由整块材料构成，不带调整腔。  
                1       2       1 

5.2.1.2  大于 50kg 的砝码  

                                                                                      5