лучше.
Прозрачный испытательный сосуд (сосуды) подходящей конструкции с точно контролируемым уровнем
заполнения.
Инструменты для работы с гирями (например, лабораторные перчатки, неворсистая ткань, лабораторный пинцет).
Хорошо освещенная комната.
Методика измерений
™оР1
т0-
Помещают гирю в сосуд и заполняют его осторожно водой до четко определенного уровня (например, пока она не перетечет через затвор).
Взвешивают сосуд вместе с гирей и жидкостью.
Снимают и записывают показание /1+t.
Удаляют гирю и добавляют воды такой же температуры до такого же уровня. Нет необходимости знать объем, если температура воды постоянна.
Взвешивают сосуд, содержащий жидкость.
Снимают и записывают показание /р
д) Разница между показаниями (7[+t - обусловлена массой гири минус масса вытесненной воды1
Записывают параметры окружающей среды в лаборатории (температуру воздуха, давление и влажность) и температуру жидкости.
Определяют плотность воздуха в лаборатории ра и плотность воды в термостате рь используя формулу (Е.3-1) и данные таблицы В.6.
В.7.7.4 Неопределенность измерения метода D
"(Pt)
Pt
с(ра)444(т,)їМ
Ра J k J
"(Pl)
Pl
+ 2(cIt/I)2 + (cjt/w)2,
LJ LJ
Рисунок В.7 — Иллюстрация
метода D
где
c(Pa)
РаРцЛ+1-Л)
PrefPl^t
(B.7.7-2)
(B.7.7-3)
4. 2 7 6 2 2 8
c
(В.7.7Л)
(mt) = PtP1P1;При повторении метода D нет необходимости высушивать гирю перед последующим погружением в воду.
(B.7.7-5)
zjw — составляющая неопределенности, обусловленная двумя уровнями воды с гирей и без нее.
Неопределенность этого метода имеет порядок ± 15 кг ■ м-3 или менее для гири номинальной массой 1 кг, но уменьшается для гирь большего размера при следующих условиях: горлышко контейнера очень узкое; вода имеет однородную и стабильную температуру в пределах ±0,1 °С; объем гири не слишком мал по сравнению с объемом сосуда; уплотнение не течет; отсутствует попадание воздуха.
В.7.7.5 Запись результатов
Результаты измерений с указанием метода D определения плотности вносят в протокол, форма которого приведена в международной рекомендации R111-2.
В.7.8 Метод испытания Е (определение объема путем геометрических измерений)
Принцип
Объем гири может быть расчитан по ее размерам при использовании соответствующей формулы. Объем может быть разделен на несколько элементарных частей, которые также могут включать в себя полость [27]. Впоследствии будут рассмотрены гири, которые имеют форму в соответствии с рисунком А.1 (здесь — без полости, см. рисунок В.8). Стандартные формулы для трех относительно простых геометрических форм головки А, грузового кольца В и основного тела С приведены в [27]. В некоторых случаях гиря может иметь углубление D на дне. Вычисление частей объема проводят непосредственно.
Оборудование
Штангенциркуль, предпочтительнее с разрешением 0,01 мм.
Микрометр (для маленьких гирь).
Радиусный шаблон (в качестве альтернативы используют значения по таблице А.1).
Инструменты для работы с гирями (например, лабораторные перчатки, неворсистая ткань, лабораторный пинцет).
Хорошо освещенная комната.
Методика измерений
Измеряют высоту, диаметры и радиусы, а также размеры любой полости ячейки в соответствии с рисунком В.8.
Рассчитывают и добавляют объемы для частей А, В, С и D в соответствии с формулами (В.7.8-1) — (В.7.8-5). с) Рассчитывают плотность по массе и объему.
Рисунок В.8 — Иллюстрация определения объема цилиндрической гири (см. таблицу А.1)
(B.7.8-1)
Из
7TR2 ^2
tiR^
kD-i „
~ 2+ nR3
(B.7.8-2)
(B.7.8-3)
(B.7.8-4)
^
(B.7.8-5)
weight - VA + Из + VC {“ И)}•Неопределенность измерения метода E
Самая большая составляющая неопределенности обусловлена отклонением действительной формы от математической модели. Для гирь, имеющих форму в соответствии с приложением А, диапазон неопределенности составляет от 30 кг ■ м-3 для больших гирь до 600 кг ■ м-3 для маленьких гирь. Для гирь с полостями или гирь другой формы неопределенность может быть в два раза больше [25].
Запись результатов
Результаты измерений с указанием метода Е определения плотности вносят в протокол, форма которого приведена в международной рекомендации R 111-2.
Метод испытания F (оценка на основании известного состава)
Принцип
Большинство гирь изготовлено из одного (из ограниченного числа) сплава. Точное значение плотности зависит от относительной пропорции компонентов каждого сплава. Типичные значения плотности приведены в таблице В.7.
Метод F1
Если известно, что поставщик постоянно применяет один и тот же сплав для изготовления гирь определенного класса и его плотность известна из предыдущих испытаний, тогда известная плотность должна быть использована с неопределенностью, составляющей одну треть от неопределенности, приведенной в таблице В.7, для одного и того же сплава.
Метод F2
Получают у поставщика информацию о составе сплава, из которого изготовлены гири, подлежащие испытанию. Находят значение плотности в справочнике по физике/химии, в котором имеются таблицы плотности, как функции концентрации составляющих элементов. Используют справочное значение плотности и находят значение неопределенности из таблицы В.7. Для гирь классов с Е2 по М2 значения «оцениваемой плотности» в таблице В.7, приведенной ниже, считают адекватными. Плотность гирь класса точности М3, как правило, не учитывают.
Таблица В.7 — Метод F2 — Перечень сплавов, наиболее часто используемых для изготовления гирь
|
Сплав/материал |
Предполагаемая плотность, кг • м-3 |
Неопределенность (к = 2), кг • м-3 |
|
Платина |
21 400 |
+ 150 |
|
Нейзильбер |
8 600 |
+ 170 |
|
Латунь |
8 400 |
+ 170 |
|
Нержавеющая сталь |
7 950 |
±140 |
|
Углеродистая сталь |
7 700 |
±200 |
|
Железо |
7 800 |
±200 |
|
Чугун (белый) |
7 700 |
±400 |
|
Чугун (серый) |
7 100 |
±600 |
|
Алюминий |
2 700 |
±130 |
Вычисления
Плотность гирь с подгоночной полостью
Подгонка гири с плотным материалом внутри полости может также влиять на плотность гири. Если сплав X (плотностью рх) составляет х процентов, а подгоночный материал Y (плотностью ру) составляет у процентов окончательной массы, то плотность pt может быть расчитана по формуле
Pt =
(В.7.9-1)
100
Плотность составной гири
По этой же формуле (В.7.9-1) может быть рассчитана результирующая плотность, если две различные составляющие образуют гирю или если две гири с различной плотностью используют в качестве образца. Предпочтительными металлами для изготовления составных частей гирь считают вольфрам (18800 кг ■ м-3 ± 200 кг ■ м-3), свинец (11300 кг ■ м-3 ± 150 кг ■ м-3), молибден (10000 кг ■ м-3 ± 150 кг ■ м-3) и олово (7 кг ■ м-3 ± 100 кг ■ м-3).
Запись результатов
Результаты измерений с указанием метода F определения плотности вносят в протокол, форма которого приведена в международной рекомендации R 111-2.
Рекомендованные методы для определения плотности
Таблица В.8 — Рекомендованные методы определения плотности гирь
|
Масса гири |
Класс |
|||
|
|
|
Fl |
F2, М-р М2 |
|
|
5000 кг |
|
Е, F |
E.F |
F |
|
2000 кг 1000 кг |
||||
|
500 кг |
||||
|
200 кг |
||||
|
100 кг |
||||
|
50 кг |
А, С, D |
D, Е, F |
D, Е, F |
|
|
20 кг |
||||
|
10 кг |
А, В1*, С, D |
|||
|
5 кг |
||||
|
2 кг |
||||
|
1 кг |
А, В*, С |
В, F |
В, С, F |
|
|
500 г |
||||
|
200 г |
||||
|
100 г |
||||
|
50 г |
А, ВГ |
В, С, F |
||
|
20 г |
F |
|||
|
10 г |
||||
|
5 г |
F |
|||
|
2г |
В*, F1 |
|||
|
1 г |
||||
|
500 мг |
F1 |
|||
|
200 мг |
|
|||
|
100 мг |
|
|||
|
50 мг |
|
|||
|
20 мг |
||||
* При использовании метода В для гирь класса Е1 значение плотности может быть рассчитано по формуле (В.7.5-1).
Примечания
Плотность, как правило, не учитывают для гирь класса точности М3.
Чистка должна быть проведена после измерения плотности, если в системе была использована не вода [другие, как правило, используемые жидкости (например, фторуглероды) оставляют осадок, который необходимо удалить с использованием такого растворителя, как спирт].
.8 Присвоение класса старым и/или специальным гирям, выпущенным до введения в действие настоящего стандарта
Сфера применения
Этот раздел посвящен гирям, выпущенным до введения в действие настоящего стандарта, или гирям, которые имеют особую конструкцию или нестандартные номинальные значения, так как они были созданы для уникального применения.
Для гирь, выпущенных до введения в действие настоящего стандарта, и/или специальных гирь допускаются определенные исключения относительно их формы и шероховатости поверхности, но они подчиняются требованиям В.8.2 и В.8.3. Следует уделить особое внимание старым гирям, особенно в случаях, когда имеется подробная документация о стабильности гирь. Тем не менее, кроме особых исключений, допускаемых в В.8.2 и В.8.3, к ним применимы все другие требования в соответствии с настоящим стандартом.
В соответствии с настоящим разделом старым и/или специальным гирям может быть присвоен один из классов от Е-| до М3. Как правило, достаточно классифицировать гирю только один раз. Последующие повторные калибровки подчиняются допускам и условиям для соответствующего класса.
Исключения, касающиеся шероховатости поверхности
В соответствии с 11.1.2 настоящего стандарта:
Визуальной проверки может быть достаточно, за исключением случаев, когда возникают сомнения или споры. В таких случаях необходимо использовать значения, приведенные в таблице 6. Значение максимальной шероховатости поверхности, допускаемой для гирь номинальной массой более 50 кг, должно быть в два раза больше значений, приведенных в таблице 6.
В соответствии с В.5.3.1.2.2, перечисление 2) индивидуальные царапины не следует учитывать при выполнении измерения шероховатости.
Для гирь, выпущенных до введения в действие настоящего стандарта, и/или специальных гирь шероховатость следует считать приемлемой, если существует адекватная документация, показывающая, что масса гири стабильна, и если значение шероховатости поверхности не превышает в два раза значений по таблице 6 для соответствующего класса точности.
Маркировка
Для гирь, выпущенных до введения в действие настоящего стандарта, и/или специальных гирь требования раздела 14 настоящего стандарта считают выполненными, если класс точности отмечен на коробке с гирями. Это относится к классам Е1} Е2, F1} F2 и М-р В соответствии с 13.4.3 гири класса точности М-j должны быть маркированы либо как «М-р, либо как «М».
Приложение С
(обязательное)
Калибровка гири или набора гирь
С.1 Область применения
В настоящем приложении приведено два метода определения условной массы гирь в наборах:
метод прямого сличения;
метод подекадной калибровки набора гирь, который подходит только для набора гирь.
Описаны три различных цикла взвешивания, представляющих собой формы взвешивания методом замещения, предназначенного в основном для одночашечных весов.
Перед тем как приступить к определению массы, необходимо знать с достаточной точностью плотность гирь. Кроме того, метрологические характеристики весов и окружающие условия должны быть известны с достаточной точностью при определении массы. В настоящем приложении приведены формулы для определения условной массы и ее неопределенности.
