---

Относительная неопределенность

ГДЄ

u(m_r)
m_r

c(Pi) =

С(Рга) ^—

c (Am_wl)

+ c(Am_wl)

u(Am_wi)f

^(^cap)
^mra

(B.7.4-34)

1 (Ц(ш_га)

2 Г^га

^7-(p_ra-Pt + Pi) PraPl

(в большинстве случаев пренебрежимо мало);

р (pri ^_ Pt) (^в большинстве случаев пренебрежимо мало);

PrlPa

PlPraPt

(В.7.4-35)

(В.7.4-36)

(В.7.4-37)

(В.7.4-38)

^с(ргі) = у-;

Prl

(В.7.4-39)

с(т_г) = Pl ;

Pl Pt

(В.7.4-40)

c(Am_wl) = ^-.

Pl

(В.7.4-41)

Предполагается, что массы эталонных гирь коррелированы. Для t/(m_cap) см. в В.7.4.2.2.

По формуле (В.7.4-31) могут быть достигнуты неопределенности до 0,1 кг м^-3.

В.7.4.4 Метод АЗ (непосредственное взвешивание)

Вместо использования методики сличения процедура может быть упрощена путем непосредственного снятия показаний весов.

Методика измерений аналогична приведенной в В.7.4.2.1, за исключением того, что опущены процедуры по перечислениям Ь) и d).

Соответствующее уравнение для данной ситуации имеет вид

Ла ' Pl А1 ■ Ра

(В.7.4-42)

Обязательное условие такого упрощения — это точно калиброванные весы. Z_ta и 7ц означают показания весов для испытуемой гири соответственно в воздухе (подстрочный индекс «а») и в жидкости (подстрочный индекс «1») после того, как весы были тарированы без гири на чашке весов или на погруженном держателе.

Относительная неопределенность

(В.7.4-43)

(В.7.4-44)

Pl - Pt.

_ 5

(В.7.4-45)

где с(ра) = Р

а

(В.7.4-46)

(j_c =

(В.7.4-47)

f£t -і

I Pl

c(Z_a) = ^£tf^£l;

P

l

В соответствии с формулой (В.7.4-42) могут быть достигнуты неопределенности до 0,2 кг ■ м ³.

Метод В представляет собой упрощенную форму гидростатического метода и заключается только во взве­шивании в жидкости. Испытуемую гирю подвешивают на тонкой проволоке достаточной прочности в воде плотно­стью рр Дисплей весов показывает значение массы 7ц.

Этот метод может быть реализован двумя различными способами:

Метод В1: вычисление плотности по формуле (В.7.5-1) и соответствующей неопределенности по форму­ле (В.7.5-2) (обязательно для класса точности ЕДМетод В2: проверка того, что плотность находится в предписанном диапазоне. Предельные значения для по­казания весов вычисляют по минимальным и максималь­ным пределам для плотности, которые приведены в табли­це 5. Оцененную неопределенность измерения метода определения плотности учитывают в зависимости от раз­мера гири. В качестве дополнительной меры безопаснос­ти принято, что минимальные пределы базируются на пред­полагаемой температуре воды 24 °С, а максимальные пре­делы — на температуре 18 °С.

1. Лабораторные весы с подходящим диапазоном. Рекомендуется относительное разрешение 10^-6 с соответ­ствующим уровнем воспроизводимости.

2. Жидкостный термостат со стабилизацией темпе­ратуры в диапазоне от 18 °С до 24 °С. Если весы оборудо­ваны приспособлением для взвешивания под весами, они могут быть подняты на подставке над термостатом (см. рисунок В.4), или термостат может быть помещен на опор­ную платформу, как показано на рисунке В.5.

3. Основной кронштейн, который может быть при­креплен к чашке весов.

4. Держатель (держатели) гирь различных размеров с соответствующей проволочной подвеской (подвесками).

5. Эталонные гири для юстировки весов.

1 — проволочная подвеска; 2 — основной кронштейн;

3 — держатель гирь; 4 — опорная платформа; 5 — чаш-
ка весов

Рисунок В.5 — Иллюстрация метода

6. ВИнструменты для работы с гирями (например, лабораторные перчатки, неворсистая ткань, лаборатор­ный пинцет).

1. Погружают гирю (или набор гирь) в термостат с дистиллированной водой при температуре от 18 °С до 24 °С. Термостат допускается поместить на опорную платформу, как показано на рисунке В.5.

2. Прикрепляют основной кронштейн к чаше весов и подвешивают держатель гирь с основного кронштейна на тонкой проволочной подвеске достаточной прочности таким образом, чтобы держатель гирь полностью погру­зился в жидкость. Граница воздуха и воды на проволочной подвеске должна быть четко определена.

3. Тарируют весы так, чтобы они показывали нуль¹).

4. Удаляют воздушные пузырьки с гири и помещают ее на держателе.

5. Не следует шевелить проволочную подвеску, чтобы избежать разрушения мениска на водной поверхности.

6. После стабилизации снимают и записывают показание весов /_и.

7. С использованием пинцета кладут испытуемую гирю обратно на место хранения.

8. Записывают параметры окружающей среды в лаборатории (температуру воздуха, давление и влажность)

и температуру жидкости.

В

Pl™t

ычисление плотности с использованием номинального значения массы т$ гири. Плотность вычисляют в соответствии с формулой

(B.7.5-1)

Неопределенность измерения методом В1:

[

(B.7.5-2)

е(р=)^]²₊₊

Pt J I Pl J Pa J k ⁷tl J V ^mt J 'tl J

Если весы не имеют функции тарирования, 7ц представляют собой разницу между вторым и первым взвешиваниями

.

(

c(m_t) =

m_t(pi ~Pt).
Pt(^mt - Лі)’

(B.7.5-3)

B.7.5-4)

^С(/ц)=_тД_и^: (В.7.5-5)

^a(^mcap) — неопределенность, обусловленная эффектом поверхностного натяжения, действующим на про­волочную подвеску (см. также В.7.4.2.2).

Неопределенность измерения для метода В1 составляет, как правило, ± 5 кг ■ м^-3 или меньше для гирь большего размера и до ± 60 кг ■ м^-3 для гирь номинальной массой 1 г в зависимости от размера и осторожности обращения. Неопределенность измерения увеличивается по мере уменьшения размера гири.

Плотность p_t гири проверяют сличением значения 7ц с двумя предельными значениями 7щ_тіп и /щ_тах) для соответствующего размера гири. Предельные значения сведены в таблицу в международной рекомендации R 111-2 для гирь классов от Е-] до F-j.

Результаты измерений и расчетов вносят в протокол, форма которого приведена в международной реко­мендации R 111-2.

Этот метод непрактичен для гирь номинальной массой менее 1 г.

Этот метод может быть реализован двумя способами:

1. масса испытуемой гири не известна;

2. масса испытуемой гири известна.

Вместо измерения выталкивающей силы, действующей на гирю в воде, определяют объем жидкости, вытес­няемой погруженной гирей. При известной массе испытуемой гири m_t рассчитают ее плотность.

1. Лабораторные весы с максимальной нагрузкой от 200 г до 100 кг с относительным разрешением 10^-5 или лучше и соответствующей воспроизводимостью.

2. Жидкостный термостат (термостаты) подходящего размера (размеров).

3. Стойка, регулируемая по высоте, для удержания гирь, подвешенных в воде.

4. Проволочная подвеска (подвески) и держатель (держатели) для гирь подходящего размера (размеров).

5. Инструменты для работы с гирями (например, лабораторные перчатки, неворсистая ткань, лаборатор­ный пинцет).

6. Хорошо освещенная комната.

1 — проволочная подвеска; 2 — регулировка высоты; 3 — держатель гирь; 4 — чашка весов; 5 — стойка

Рисунок В.6— Иллюстрация метода

1. ССтавят контейнер с водой на чашку весов.

2. Подвешивают держатель гирь и проволочную подвеску на отдельной стойке.

3. Тарируют весы, если таковая функция имеется. Если эта функция отсутствует, снимают показание 4

4. Поднимают держатель над поверхностью воды, ставят гирю на держатель и погружают его в воду снова.

5. Регулируют высоту таким образом, чтобы проволочная подвеска пересекала границу воздуха и воды на той же высоте, как раньше.

6. Снимают показание /_dl (или /₂, если весы не имеют функции тарирования, /_dl = I₂ - Z|).

7. Записывают параметры окружающей среды в лаборатории: температуру воздуха, давление, влажность и температуру жидкости.

8. Определяют плотность воздуха в лаборатории р_а и плотность воды в термостате р_ь используя форму­лу (Е.3-1) и таблицу В.6.

За массу вытесненной воды X/jpj принимают показания весов /_dl. Если необходимо, экстраполируют испа­рение за время, истекшее с последнего тарирования¹

Р азница /_dl между двумя показаниями равна количеству вытесненной жидкости, взвешенной в воздухе. Если масса т_{ испытуемой гири уже известна, значения /_dl и т_{ вводят в формулу (В.7.6-1) для вычисления плотности p_t испытуемой гири.

(В.7.6-1)

Если пока не известна, тогда испытуемую гирю взвешивают на весах, и показанное значение /_ta в воздухе используют вместе с /_di в формуле (В.7.6-2) для вычисления плотности p_t.

P

(B.7.6-2)

(B.7.6-3)

t = Ра + (р| ~ Ра ) / ■
⁷dl

Для формулы (В.7.6-1):

w²(Pt) = c²(p_a)w²(p_a) + C²(P1)U²(P1) + + C^U²^) + c²(/_di)u²_ap,

где

c(pa) =

где

C(P1) =

c(m_t) =

c(/_dl) =

Pt Pref

n’t.

^mtPi

f2 ■ ^Jdl

Для формулы (B.7.6-2):

"²(Pt) = C²(Pa)^²(Pa) ⁺ ^(Pl^Pl) ⁺ С²(4)^²(Ла) ⁺ ^(^1)^(4) ⁺ ^Udl^cap-

c(p_a) = 1 'dl

Pl .

c(/_ta) = /¹;

^Jdl

C(/dl)=^-.

(B.7.6-4)

(B.7.6-5)

(B.7.6-6)

(B.7.6-7)

(B.7.6-8)

(B.7.6-9)

(B.7.6-10)

(B.7.6-11)

(B.7.6-12)

C(P1) =

Снимают показания несколько раз, чтобы оценить скорость испарения во времени, и корректируют разницу во времени между тарированием и снятием показаний. Следует обратить внимание на непрактичность повторения метода С, поскольку гирю необходимо высушивать перед тем, как снова погрузить ее в воду.

В диапазоне 1 г < m_t < 1 кг неопределенность измерения составляет от ± 100 кг ■ м^-3 до ± 10 кг ■ м^-3 в зависимости от размера гирь и осторожности обращения. Перед сличением расчетного значения плотности p_t с минимальными и максимальными пределами плотности по таблице 5 значение p_t должно быть расширено на неопределенность, ожидаемую для этого метода, или на предел оценки неопределенности.

В.7.6.7 Запись результатов

Результаты измерений с указанием метода С определения плотности вносят в протокол, форма которого приведена в международной рекомендации R 111-2.

В.7.7 Метод испытания D (определение вытесненной жидкости в сосуде с постоянным объемом)

С большими гирями неудобно работать при гидростатическом взвешивании. Альтернативный способ опре­деления их объема — взвешивание жидкости, которую они вытесняют, косвенным способом, с использованием сосуда с постоянным регулируемым объемом.

(В.7.7-1)

1. Лабораторные весы с максимальной нагрузкой от 5 до 100 кг и относительным разрешением 10^-6 или