力值砝码的换算方式

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力值砝码的换算方式

力值砝码也就是我们常说的牛顿砝码，英磅砝码！从事力学计量检定或校准工作的人员都知道， 质量的法定计量单位是 千克 ( kg) ， 力 值 的法定计量单位是牛顿 ( N ) 。 然而 ， 在大部 分开放 城市 的外 资、合资企业 中还普遍存在使用非法定计量单位的现象。

例如 ： 质量 的 磅 ( L B 或 lb) ， 力 值 的千 克力 ( kgf)或磅力 ( 1bf) 等 ， 由 于这些企业 的特 殊性 ， 他们 使用 的这些单位 ， 经过**审批手续还是可 以使 用 的。这样， 就存在了多种单位并存 的情况。 作为法定计量机构 ，使用的单位**是法定单位 ， 那么， 对这些企业的计量仪器的检定或校准 ， 就**须对这些计量仪器的计量单位进行换算 ， 才能进行检定或校准。 同时由于我国的质量砝码计量采用折算质量值 ， 而非真空质量值 ， 因此 在对力 值砝码计 量 应注意这个 问题 。 现在 ， 笔者就力值砝码的检定应注意的问题提 出建议 ，供大家探讨 。

1 力值 砝码的单位 间的换算 关系
1 ．1 N 和 k2 的换算
按 照 J J G99一 l 99O 砝 码 检 定 规 程 和 J J G808 —1991 标 准测力 杠杆检定规程 的有关技术要求及计算公式 ， 除了一等砝码外 ， 其它等级砝码均使用折算质量 。
标准力值砝码的标称质量 m 的折算公式 ：
F
～
g 。 l J 一 f
度为 0 ．0012kg· m～ 。
m ， =
一 0 999 85 1 ㈥ ． ×I 一仁 I·
m =■ 舌 ‘ F$3g (4)
1
u ·
当 lD1．2 = lD 时 ， (4) 式可以简化为：
=
(5)
( 以广州 为例， g = 9．788 33m。s_ 。， Pr 0 ．001 2
kg‘ m )
力值／N 质量／kg
0 ．102 1 77 8
0 ．2 04 35 5 6
0 ．5 10 88 9 0
砝码的折算质量值和真空中砝码质量值 的换算公式 ：
，
(· 一警)
m m 2
式 ( 1) ( 2) 中： m 为力 值砝码 的真空质量 ， kg； F为标准力 值砝码所产生的相应力 值 ， N ； g 为杠杆使用 地区的重力加 速度 ， m· s ； ID 为检定地点的空气密度 ， kg· m ；lD 为 标准力 值砝 码的 材料密度 ， kg ·nq ； m 为力值砝码 的折算质量 ， kg； ID1．2为空气密
kg 和 kg、 lbf 和 l‘g 的换算
1 kgf 力 的定义是质量 为 1 kg 的物体 ， 在标准 重力 加速度下 ( g = 9．806 65 m／s2) 所承受的力 。
故有 ： 1 kgf= 9 ．806 65 N；
而 l ib = 0 ．453 692 4 kg
因此 ： 1 lbf= 0 ．453 692 4 × 9．806 65 N
1 kgf 的力值砝 码的折算质量值为
1
m =
舌 · 9．80 6 6 5N (6)
1
＆ u · ) g
lD
m， ： N( 当 f91
． 2
0 ： 10 时) m —
．
9 99—85 g I f 10r 口
由此可 以得出 ： 千克力 ( kgf) 、 磅力 ，( 1bf) 力值砝码和 质量砝码的对应关 系 ， 见表 2、 表 3。
( 以广州 为例 ， g = 9 ．788 33 m·s～ ， lD 0．001
2 k g· m 一 )
表2 力值 (kgf) 与质量 (kg) 的对应关系表
力值／k 质量／k
1 ．00 2 02 1 9
2 ．004 043 8
5 ．0 1 0 1 0 9 6
表 3 力值 ( Ibf) 与质量 ( kg) 的对应 关系表
力值／lbf 质 量／k
0 ．4 54 5 09 53
0 ．9 09 0 19 05
2 ．2 7 2 5 47 6 4
2 空气浮 力的修正
根据 JJ G808- - 1991 标准测力杠杆检定规程 的要求 ，标准 测力 杠杆 所 配置 的标 准力 值 砝 码 质 量误 差 为±0．01％， 经过理论计算， 空气浮力的影响量均小于砝码质量误差的 1／5， 因此， 不**进行空气浮力修正 ， 标准测力杠杆配置的力值砝码均可以直接按 (5) 式进行计算。但是 ， 对于等级为 M．级的力 值砝码， 应考虑空气浮力 的影响。 现通过下面例子给予证明。JJ G99-- 1990 砝码检定规程砝码允许误差的规定见
PRAcTlCE · E)(PERIENcE
表 4 允许误 差表
例 ： 某地 ， 1 N 力值砝码 ， 检定地点的空气密度为
0．O O 1 0 kg·m～ ，其折算质量通过 (4) 式可以得出：
1 N 的 力 值 标 准 砝 码 的 折 算 质 量 值 为
0．999 987 1 × I N ； 忽略空气浮力 时其折算质
日 ) 1 ． ，
1
亘 7、 J m — 0
．
999 —85g
由此可以看出 ： 影响量为 0．O O 1 29％ ( 即 0．001 29％× 1 N， 折 算质量约 为 1．3 mg) ， 大于砝码 允许误 差( mpe = 5mg， 见表 4) 的 1／5 ， 显然 ， 忽略影响量是不行的， 就**须按照 (4) 式进行修正。 同样， 对于千克力( kgf) 砝码， 应按照 (7) 式进行修正。
因此 ， 笔者认为在检定或校准力 值砝码时 ， 既要考虑力值砝码和质量砝码的换算关系 ， 还应考虑空气浮力 的影响 ， 只有这样才能**力值砝码量值传递的准确**。

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