---

У рівнянні, наведеному нижче, дійсне значення маси можна брати за умовне та навпаки, тому що з огляду на отриману й потрібну невизначеність для густини гирі, різницю між ії дійсним й умов­ним значеннями маси не залучають. З тієї самої причини номінальне значення маси можна брати за дійсне чи умовне значення маси гирі за умови, що можна допустити, що умовне значення маси задо­вольняє відповідні границі допустимої похибки, наведені в таблиці 1.

Після переміщення гирі з резервуара з водою велика частина води буде відразу стікати з по­верхні гирі. Краплі, що залишилися, потрібно вилучати за допомогою тканини. Для стабілізації гирі можна розміщати під придатним ковпаком (переверненим догори дном лабораторною склянкою з про­стором для вентиляції).

Вимірювання густини можна виконувати на окремому випробному зразку, узятому з куска металу, який використано для виготовлення гирі. Випробний зразок вважають близьким наскільки це можливо до гирі та має придатний об’єм і форму для вимірювання його густини. Шорсткість випробного зразка така сама або менша, ніж шорсткість гирі. Густину гирі передбачають такою, що дорівнює густині випробного зразка. Стандартну невизначеність цього значення обчислюють додаванням складових відносних стандартних невизначеностей, рівних 5-10“⁵, до стандартної невизначеності густини ви­пробного зразка.

Цей метод можна виконувати трьома різними способами:

Метод А1 (дві різні еталонні гирі, зважені в повітрі)

Звіряння між випробною й еталонною гирями в повітрі та звіряння між випробною гирею в рідині та другою еталонною гирею в повітрі;

Метод А2 (еталонні гирі, зважені в повітрі й у рідині)

Звіряння між випробною й еталонною гирями в повітрі та звіряння між випробною гирею та (тією самою чи іншою) еталонною гирею в рідині; або

Метод АЗ (пряме зважування)

Зважування випробної гирі в повітрі й у рідині, використовуючи покази вагів замість дійсних зна­чень маси еталонних гир.

1. лабораторні ваги з достатньою найбільшою границею зважування та високою роздільною здатністю (зазвичай відносна роздільна здатність дорівнює 2 • 10’⁶), обладнані для зважування ван­тажу, підвішеного під вагами;

2. резервуар із водою з можливістю термостатичного контролю в межах 20 °С ± 0,2 °С;

3. дротові підвіски та тримачі гирі для гир різних розмірів;

4. механізм навантажування та розвантажування тримача гирі у воді;

5. еталони маси з відомою густиною;

6. засоби для поводження з гирями (наприклад лабораторні рукавички, безворсова тканина, ла­бораторні пінцети);

д) добре освітлена кімната.

Рисунок В.4 — Ілюстрація методу А

В.7.4.2 Метод випробовування А1 (двірізні еталонні гирі, зважені в повітрі)

Визначають густину рідини р, та густину повітря р_а під час випробовування:

1. Перше зважування (випробна гиря в повітрі):

1. зважують випробну гирю (m_sa) в повітрі (густиною р_а);

2. записують покази (/_ta);

3. акуратно переміщають гирю (m_ta).

2. Друге зважування (еталонна гиря в повітрі):

1. зважують еталонну гирю (m_ra) в повітрі (густиною р_а);

2. записують покази (/_га);

3. акуратно переміщають гирю (т_га).

3. Третє зважування (випробна гиря в рідині):

1. зважують випробну гирю (m_t|) в резервуарі з водою (густиною р,);

2. записують покази (/„);

3. акуратно переміщають гирю (m_u).

4. Четверте зважування (друга еталонна гиря в повітрі):

1. зважують еталонну гирю (т_г) в повітрі (густиною р_а,);

2. записують покази (/_rt);

акуратно переміщають гирю (m_rt).

c_s =1-Н^

Ps

(В.7.4-7)

Символ p_s зазначає густину гирі-допуску і p_as зазначає густину повітря під час градуювання ваг. Відносна невизначеність:

шу. х /хх х_(Р,_а)х4

< Pt J Pa J I, Pa' J I Pl J I P^ra J

+ c²(n?_r)

^(Длі^Х <u(mcap ) _ч m_ri J гпгі

(В.7.4-8)

при цьому

(нехтовно мала в більшості випадків)

C(pal) = —(pl-pt),

Plprt

с(рга ) = —^—(pt — Рі),
РіРга

c(p_rt) = -c(pal) = —(pt -pl),
РіРгі

|_с(т)|₌хх.

и(п7_г) _ _1 ґ(/(Ліга) t/(n?_ri)
Ліг 2^ Ліга Л?п

(В.7.4-9)

(В.7.4-10)

(В.7.4-11)

(В.7.4-12)

(В. 7.4-13)

(В.7.4-14)

Передбачають, що значення маси й густини еталонних гир корельовано.

u(m_cap) — це невизначеність внеску, зумовленого ефектом поверхневого натягу на дротовій підвісці (з підвіскою діаметром 1 мм максимальний ефект може сягати 23 мг; якщо діаметр дроту 0,1 мм, то ефект може сягати 2,3 мг).

Близько 20 °С невизначеність густини води пов’язано з невизначеністю її температури t_h°С (температура води) так:

шїЬмо-М _(В.₇.,₁₅₎

І Р' J І м

Невизначеності нижче ніж 0,05 кг/м³ може бути досягнуто за формулою (В.7.4-2).

У більшості випадків поправки на виштовхувальну силу С_а, С_аі і C_s не відрізняються істотно одна від одної і можуть бути встановлені як одиниця, у такий спосіб спрощуючи формулу (В.7.4-2):

Рі (гПга + Am_wa) - ра (лігі + ДШ«|)

р t = —. (В.7.4-16)

m_ra + Am_wa - m_rt-

Відносна невизначеність:

( x</(Pa)Y р(Ді)У ₂

— ^L= ^СРа)——- + ^v■ +c^z(m_r)

< У ч Р^аJ У

ц(Дт«і)

П7_гі

+ щ²

(В.7.4-17)

^(Ат^)

fflra

при цьому:

и

(В.7.4-18)

(т_г) if и(т_га) и(т_гіУ'
т_г 2f ліга ти ,

(В.7.4-19)

(В.7.4-20)

(В.7.4-21)

Невизначеності нижче ніж 0,2 кг/м³ може бути досягнуто за формулою (В.7.4-16).

В.7.4.3 Метод А2 (еталонні гирі, зважені в повітрі й у рідині)

Та сама, що й у В.7.4.2.1, за винятком:

d) Четверте зважування (еталонна гиря в рідині):

1. зважують еталонну гирю (m_d) у рідині;

2. записують покази (/_гі);

3. акуратно переміщають гирю (m_rt).

Еталонна гиря (т_Гі) може бути другою еталонною гирею або тією самою, що застосовують у повітрі.

В.7.4.3.2 Обчислювання

Густину випробної гирі обчислюють за формулою (В.7.4-22) або (В.7.4-31).

і) Якщо за застосування еталонної гирі під час вимірювання в повітрі та рідині т_га= т_г!= т_г І Рга ^— РгІ ^— Рг> ТО

.

pi(C_am_r + Дтwa 'j P a (Cim_r + Amwi) p_t =— -

Pl — P a * .

m_r і-—— + Am_wa - Am„i

Pr

P — 1 P^a при цьому Ьа-І-—,

С, = 1--EL. Pr

Am_wa і Am_wi визначають як у формулі (В.7.4-25).

Відносна невизначеність:

P(Pt)Y ґ / ЛРа)У ґ / ^(Pl)Y ґ“(Рг)У ( ₍

I Pt J С ’ Pa J I Р' J I Pr ) I ^mr J
f ! ,и(дтwa, Г_Л/л«. ^(Amwi)') f^/л^ ^(Amcap)^

+ с(дт_м)— і + с(Дт^)— + с(дт«1)—- ,

_чҐІЇга ) П7_Га J Л1_Га J

/ pa і pt ^— рг І

при цьому: С(Ра J “~І —~ І

(нехтовно мала в більшості випадків)

^с₍^рі’⁼Д^р'Г-^П~^₽'Г

(нехтовно мала в більшості випадків)

с(т_г) = ^р" Р»

с(дт_м) = — f———1
^v ’ Pt < Pi )

(

(В.7.4-22)

(B.7.4-23)

(B.7.4-24)

(B.7.4-25)

(B.7.4-26)

(B.7.4-27)

(B.7.4-28)

(B. 7.4-29)

Pi

B.7.4-30)

Невизначеності нижче ніж 0,1 кг/м³ може бути досягнуто за формулою (В.7.4-22).

іі) Якщо за застосування під час вимірювання в повітрі та рідині різних еталонних гир m_rarn_rt І pra prif ТО.

р і (С_аП7_Га + A/77_wa) ^— pa(CifD_r| + A/T)_wl)

^Р' C_am_ra + дт_жа-Cim_ri-дт«і ’ (B.7.4-31)

/-» И Р З

при цьому - і , (В.7.4-32)

Рга /а."?» > /-> И Pl

^С|=¹-—• (В.7.4-33)

Відносна невизначеність:

МР‘)У f ( 4^W(pa)Y [ ( ч"(рі)У [ ( ^(pra)Y ^U(P^}²
— = C(pa)— + C(pi)—+ C(p_ra)-A + c(p_ri)-AL-2 ₊

і Pt J P^aJ P'J P^ra J Prt

+

+ c²(m_r)

u(m_r)y ґи(Дт_иа)у < ^ТІг _ч Л?га ;

fc(Am_wl)^t7^^)>| ₊fc(Am_w,)-^u(^fM^>| m_ra ) m_ra J

при цьому:

u(m_r) _ 1 (и(т_га) и(т_ГІ)
m_r 2 m_ram_r

(B.7.4-35)

C(p_a)=— 1 —(p_ra-pt+Pl)

Pt L PraPl

(нехтовно мала в більшості випадків)

'І
c(pl)=—(Pri-Pt),
Pt

(нехтовно мала в більшості випадків)

с(р„) = -Є^(рі-_р,).

PlPrapt

c(pd) = —, Ргі

_с(_тг) ₌ Р1^£1

Pl Pt

с(Дт«і) = —.

(В.7.4-36)

(В.7.4-37)

(В.7.4-38)

(В.7.4-39)

(В.7.4-40)

(В.7.4-41)

Передбачають, що значення маси еталонних гир корельовано. Для и(т_сар) див. В.7.4.2.2. Невизначеності нижче ніж 0,1 кг/м³ може бути досягнуто за формулою (В.7.4-31).

В.7.4.4 Метод АЗ (пряме зважування)

Методику звіряння може бути спрощено та замінено безпосереднім зчитуванням показів ваг.

Та сама, що й у В.7.4.2.1, за винятком того, що процедури Ь) і d) вилучають.

Відповідне рівняння, що регулює цей випадок:

Ла * Pl Аі * Ра

Р* ^—і і

па — 'II

(В.7.4-42)

Передумовою для цього спрощення є добре відградуйовані ваги. /_ta та /_t) означають значення показів ваг для випробної гирі в повітрі (порядковий індекс «а») та рідині (порядковий індекс «І») відпо­відно, після того як виконано вибирання маси тари без гирі на чашці або зануреного тримача.

Відносна невизначеність:

при цьому:

с(р_а) = р_а ——, ptpl

_c(/_ta) ₌ PLZPl, Pi

_C(/_U) = PLZ£L₎ pi

(B.7.4-43)

(B.7.4-44)

(B.7.4-45)

(B.7.4-46)

£

(B.7.4-47)

1 _ 1 [P³ P^al
Pl J Pret

Невизначеності нижче ніж 0,2 кг/м³ може бути досягнуто за формулою (В.7.4-42).

В.7.5 Метод випробовування В (перевірка густини)

Метод В є спрощеною формою методики гідростатичного зважування і вміщує тільки зважування в рідині. Випробну гирю підвішують на тонкому дроті достатньої міцності у воді густиною р,. На дис­плеї ваг відображаються покази значення маси /„.

Цей метод може бути виконано двома різними способами:

Метод В1. Обчислювання густини, використовуючи формулу (В.7.5-1), та пов’язаної невизначе­ності через формулу (В.7.5-2) (обов’язково для класу Е,).

Метод В2. Перевіряння того, що густина знаходиться в установлених границях. Граничні значення для показів ваг (OIML R 111-2) обчислюють на мінімальних та максимальних границях густини, наве­дених в таблиці 5 цього стандарту. Оцінену невизначеність вимірювання за застосування методу ви­значення густини беруть до уваги залежно від розмірів гирі. Як додаткову міру для надійності врахо­вують, що мінімальні границі засновано на передбачуваній температурі води 24 °С, максимальні границі — на температурі 18 °С.

1. лабораторні ваги з достатньою найбільшою границею зважування. Рекомендують відносну роздільну здатність 1СҐ³ із відповідним рівнем відтворюваності;

2. резервуар з водою зі стабільною температурою в діапазоні від 18 °С до 24 °С. Якщо ваги оснащено для зважування під вагами, то вони можуть підніматися на опорі над резервуаром (див. рисунок В.4) або резервуар може бути розміщено на опорній платформі, як показано на рисунку В.5;

3. основний кронштейн, що може приєднуватися до чашки ваг;

4. дротова(-і) підвіска(-и) різних розмірів із відповідним натягом дроту;

5. еталонні гирі для градуювання ваг;

6. засоби для поводження з гирями (наприклад лабораторні рукавички, безворсова тканина, ла­бораторні пінцети).