徐聪恩 / 宁波市计量测试研究院

0 引言

随着科技的不断发展，计量学领域的长度、时间、质量、电流、温度、光度、物质量等七个基本国际单位中，六个基准都已经实现了用微观量来重新定义，如用铯原子的振动频率来定义“s”，用光在真空中的行进距离来定义“m”，等。用这些微观量进行的重新定义不仅准确度比实物计量基准高出几个数量级，而且可以复现，稳定性高。但只有质量单位“kg”仍沿用传统的砝码原器作为实物基准，质量计量方面更加值得努力探索。

在涉及贸易结算中，砝码是最重要的实物量具，其质量的合格与否关系到工业、农业、科研、医药卫生以及人们的日常生活等方方面面。

实验室的温度、湿度、振动、气压、清洁度及磁性都会影响砝码计量的准确性。下文主要从空气浮力、磁力和表面吸附三方面因素来阐述对砝码质量计量产生的影响。

1 空气浮力

在砝码质量计量中，其体积值需要准确测量，以便进行砝码质量值的浮力修正。根据阿基米德原理，物体所受浮力等于排开气体的质量，目前测量砝码体积[1]的方法主要有两种：液体静力法和声学测量法。液体静力法具有较高的测量准确度，但也存在缺陷，溯源至纯水的密度，一级纯水较难保存，液体密度的稳定性也难以控制，测量过程复杂，需要清洗砝码，效率低下。非接触式声学测体积法测量快速、无污染，利用正弦信号驱动相位相反的两个声压信号，并基于气体压缩定律的原理来设计完成。……