化工儀器網(wǎng)
技術(shù)文章
不同地區(qū)地磅示值受重力加速度的影響
閱讀：1900 發(fā)布時間：2020-10-19 隨著電子技術(shù)的發(fā)展,，在國內(nèi)外貿(mào)易中,，運用由稱重傳感器特別是應變式傳感器作為承載元件的地磅越來越多,。這些稱重傳感器大多數(shù)在運用前用發(fā)生力值的儀器或機器進行校準,主要是各種力規(guī)范機:靜重式,、杠桿式,、疊加式或液壓式。當把稱重傳感器組裝到衡器上后,，盡管制作廠現(xiàn)已用規(guī)范缺碼進行檢定或校準過,，但仍應依據(jù)詳細運用地址對相應的地磅進行調(diào)整，以消除由于重力加速度值的不同所帶來的附加差錯,。這些關(guān)于'已運用電磁補償稱重傳感器,，而且用內(nèi)置的調(diào)整破碼或外部的已校準精細砝碼進行調(diào)整的高精度地磅不成問題。但從商業(yè)觀念看運用內(nèi)裝調(diào)整法碼太貴,，從法制計量觀念看在地磅運用地一般不答應用戶用外帶缺碼進行調(diào)整,，只能由授予權(quán)的計量人員調(diào)整。因而,，當?shù)匕醯闹谱鞯刂泛瓦\用地址的地理緯度和海提高度相差較大時,，制作廠應依據(jù)二者差值引起的重力加速度值之差對地磅進行相應調(diào)整——稱作重力加速度值調(diào)整。假如能夠在全國規(guī)模內(nèi)進行適當?shù)闹亓^(qū)區(qū)分,，地磅制作廠能據(jù)此對所制作的全部衡器進行預先調(diào)整,，并在地磅銘牌上標出與預訂運用地址的重力加速度值規(guī)模相對應的緯度和海提高度的規(guī)模。這樣不只有利于制作廠對地磅的重力調(diào)整,，也有利于運用者購買滿意自己要求的地磅,。一起運用者能夠自由地在標出的緯度和海提高度對應的地理區(qū)域內(nèi)移動地磅，不用考慮其位置改變給稱重值帶來的附加差錯,。
1,、基本原理
設(shè)地磅制作點A的重力加速度值為gA,，其緯度和海提高分別為<}>
A、hA;運用地址B的重力加速度值為gB,，其緯度和海提高度分別為小
B、hB,。質(zhì)量為m的物體在A,、B兩點發(fā)生的力值：
式中和1pa2分別為衡器制作地址和運用地•點的空氣密度；P為物體m的資料密度,。
所謂重力加速度值調(diào)整是指當該衡器在B點得到fk的顯承值時,，對應的所加砝碼質(zhì)量為111\令％(3)
假設(shè)二地空氣密度相同，即由式⑴,、式⑶得：
爪Sa=^Sb
即.m~m=gA~SB(4)
•rngB
對應的調(diào)整質(zhì)量為-Am,。式(4)為在地磅制作地址對其按運用地址重力加速度值進行調(diào)整時，質(zhì)量調(diào)整的核算公式,。由此看到,，當?shù)匕跏褂玫刂返闹亓铀俣戎蹬c其制作地址的重力加速度值相差較大時，制造廠應對該地磅進行重力加速度值調(diào)整,。調(diào)整前提是在一定準確度范圍內(nèi)知道二個地址的重力加速度值,。
2、—些國家的霣力區(qū)區(qū)分狀況
意大利,、德國分別于1994年和1995年在國家的計量法規(guī)中規(guī)定了重力區(qū),，這些法規(guī)使地磅生產(chǎn)廠能夠直接運用該法規(guī)定的一個、二個或幾個重力區(qū)的均勻重力加速度值對地磅進行正確調(diào)整,。與此一起,，奧地利也作了相應的重力K區(qū)分。由于重力相對改變較小,，因而能夠承認足夠大的重力K,。在高度h相一起，重力加速度值的大改變Ag—(即南北極與赤道的重力差值)約為0.051118_2或0.5%,。在地理緯度相一起,，重力加速度值隨高度h的添加而變小，每1000m削減0.003mS_2,。因而重力區(qū)主要是對那些南北距離大或許地勢髙低不平的國家或區(qū)域,。歐洲法制計量協(xié)作安排于2000年樹立了統(tǒng)一的重力區(qū)。
重力區(qū)的大小和數(shù)目取決于衡器在重力區(qū)域內(nèi)移動時對其答應的大差錯,，即重力區(qū)的重力加速度值大改變規(guī)模,。德國和意大利使用下式承認重力區(qū)的重力加速度值規(guī)模：
(5)式中:Ag/g是重力區(qū)內(nèi)重力加速度值的相對答應改變量，erap是所關(guān)心的衡器的大答應差錯,，n是地磅檢定分度值e的數(shù)目很多程除以檢定分度值,，e一般等于數(shù)字分辨力d),。由于德、意兩國的省份所跨的緯度規(guī)模較小,，因而他們依據(jù)行政管理鴻溝進行重力區(qū)區(qū)分,。歐洲法制計量協(xié)作安排樹立的歐洲新重力K對本來已樹立和沒有建立的國家均適用，新重力區(qū)與政治和國界無關(guān),。其樹立的依據(jù)是:1)為地磅承認了獨立的重力區(qū),它只與物理影響要素和h以及地磅的準確度有關(guān);2)參考重力加速度值gR由規(guī)范的重力核算公式算出,，該值用做地磅調(diào)整依據(jù);3)在重力區(qū)內(nèi)用同一原則核算重力加速度值的大相對答應差錯’即：
(6)g(3n^e)
該原則比德、意兩國的原則嚴厲3倍,其重力區(qū)規(guī)模比德,、意給出的重力區(qū)明顯偏小,。
3、我國重力區(qū)區(qū)分的主張3.1區(qū)分原則
考慮到以下要素,，主張我國采用意大利和德國的重力區(qū)區(qū)分原則,，即按式(5)承認重力區(qū)的重力加速度值規(guī)模。1)我國幅員遼闊,，地形凹凸不平,，緯度差A4>=50。,，拉薩與廣州的海提高度差大于3000m,。因而所劃重力區(qū)的緯度和高度規(guī)模不宜過小,重力區(qū)數(shù)目不宜過多。2)制作廠的重力加速度值調(diào)整便利,，用戶在較大規(guī)模內(nèi)移動秤時不會影響秤的準確度,。
劃定重力K的另一個要害問題是如何承認重力加速度值。地球上任何一點的重力加速度值能夠用法或相對法進行丈量,，其丈量相對不承認度可達10"8或更高,。考慮到秤的大答應差錯,，實際上能夠用正常重力公式(7)核算出與緯度+和海提高h相對應的重力加速度值,。
依據(jù)中國計量科學研究院重力室的很多重力加速度值實測成果，重力加速度值核算值與實測值的相對誤差一般不超越5xlO—5,。這一結(jié)果得到德國力學計量專家的承認,。
3.2區(qū)分辦法
⑴承認重力區(qū)的鴻溝。重力區(qū)的緯度鴻溝辦1,、(()2取1,。(或0.5。)的整數(shù)倍;海提高度鴻溝hi,、h2取100m的整數(shù)倍,。（2)核算所定義的重力區(qū)的大重力誤差
髙度均勻值:>^=1/2%+h2)(8)
緯度均勻值:(9)
重力區(qū)的重力參考值:gR=g(
諱度改變帶來的g值量大誤差:Ag^l/2|g((h山J-g(小2，hJI(11)髙度改變帶來的g值大誤差:ASl=l/2x0000003085||(12)
查看大相對答應差錯的原則(Ag^+Ag^(emp/(n■e)是否建立,。
4,、定論
我國南北距離大,，地形髙低不平，本文提出樹立我國重力區(qū)的概念是適合的,。當?shù)匕醯闹谱鞯刂泛瓦\用地址的地理緯度tp和海提高度h相差較大時,，制作廠可依據(jù)質(zhì)量調(diào)整的核算公式(4)對地磅進行重力加速度值調(diào)整。文中敘說的重力區(qū)區(qū)分原則和區(qū)分辦法具有普遍意義,不受國別,、緯度和海提高度的限制,。經(jīng)過很多核算給出我國10個重力區(qū)的地理緯度小和海提高h的規(guī)模，每個重力區(qū)覆蓋的省份數(shù),，每個省份覆蓋的重力區(qū)等。使用給出的重力區(qū),，枰的制作廠可依據(jù)自己和用戶所在地址重力區(qū)對地磅進行重力調(diào)整：地磅用戶可依據(jù)欲購地磅銘牌上所標重力區(qū)的緯度和海提高度規(guī)模,，承認自己所選地磅，一起可在銘牌上標出的重力區(qū)規(guī)模內(nèi),，自由移動該地磅,。重力區(qū)還可用于力值、壓力等與質(zhì)量和重力加速度值相關(guān)的計量領(lǐng)域中,。
