不同地區(qū)地磅示值受重力加速度的影響

    隨著電子技術(shù)的發(fā)展，在國內(nèi)外貿(mào)易中，運(yùn)用由稱重傳感器特別是應(yīng)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(yùn)用前用發(fā)生力值的儀器或機(jī)器進(jìn)行校準(zhǔn),主要是各種力規(guī)范機(jī):靜重式、杠桿式、疊加式或液壓式。當(dāng)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(jìn)行檢定或校準(zhǔn)過，但仍應(yīng)依據(jù)詳細(xì)運(yùn)用地址對相應(yīng)的地磅進(jìn)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(cuò)。這些關(guān)于'已運(yùn)用電磁補(bǔ)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(zhǔn)精細(xì)砝碼進(jìn)行調(diào)整的高精度地磅不成問題。但從商業(yè)觀念看運(yùn)用內(nèi)裝調(diào)整法碼太貴，從法制計(jì)量觀念看在地磅運(yùn)用地一般不答應(yīng)用戶用外帶缺碼進(jìn)行調(diào)整，只能由授予權(quán)的計(jì)量人員調(diào)整。因而，當(dāng)?shù)匕醯闹谱鞯刂泛瓦\(yùn)用地址的地理緯度和海提高度相差較大時(shí)，制作廠應(yīng)依據(jù)二者差值引起的重力加速度值之差對地磅進(jìn)行相應(yīng)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(jìn)行適當(dāng)?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(jìn)行預(yù)先調(diào)整，并在地磅銘牌上標(biāo)出與預(yù)訂運(yùn)用地址的重力加速度值規(guī)模相對應(yīng)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(yùn)用者購買滿意自己要求的地磅。一起運(yùn)用者能夠自由地在標(biāo)出的緯度和海提高度對應(yīng)的地理區(qū)域內(nèi)移動(dòng)地磅，不用考慮其位置改變給稱重值帶來的附加差錯(cuò)。
    1、基本原理
    設(shè)地磅制作點(diǎn)A的重力加速度值為gA，其緯度和海提高分別為<}>
    A、hA;運(yùn)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(diǎn)發(fā)生的力值：
    式中和1pa2分別為衡器制作地址和運(yùn)用地•點(diǎn)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(dāng)該衡器在B點(diǎn)得到fk的顯承值時(shí)，對應(yīng)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(yīng)的調(diào)整質(zhì)量為-Am。式(4)為在地磅制作地址對其按運(yùn)用地址重力加速度值進(jìn)行調(diào)整時(shí)，質(zhì)量調(diào)整的核算公式。由此看到，當(dāng)?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(shí)，制造廠應(yīng)對該地磅進(jìn)行重力加速度值調(diào)整。調(diào)整前提是在一定準(zhǔn)確度范圍內(nèi)知道二個(gè)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(jì)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(yùn)用該法規(guī)定的一個(gè)、二個(gè)或幾個(gè)重力區(qū)的均勻重力加速度值對地磅進(jìn)行正確調(diào)整。與此一起，奧地利也作了相應(yīng)的重力K區(qū)分。由于重力相對改變較小，因而能夠承認(rèn)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(jì)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(dòng)時(shí)對其答應(yīng)的大差錯(cuò)，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(rèn)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(yīng)改變量，erap是所關(guān)心的衡器的大答應(yīng)差錯(cuò)，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(jìn)行重力區(qū)區(qū)分。歐洲法制計(jì)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(rèn)了獨(dú)立的重力區(qū),它只與物理影響要素和h以及地磅的準(zhǔn)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(yīng)差錯(cuò)’即：
    (6)g(3n^e)
    該原則比德、意兩國的原則嚴(yán)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(rèn)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A(yù)4>=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(dòng)秤時(shí)不會影響秤的準(zhǔn)確度。
    劃定重力K的另一個(gè)要害問題是如何承認(rèn)重力加速度值。地球上任何一點(diǎn)的重力加速度值能夠用法或相對法進(jìn)行丈量，其丈量相對不承認(rèn)度可達(dá)10"8或更高?？紤]到秤的大答應(yīng)差錯(cuò)，實(shí)際上能夠用正常重力公式(7)核算出與緯度+和海提高h(yuǎn)相對應(yīng)的重力加速度值。
    依據(jù)中國計(jì)量科學(xué)研究院重力室的很多重力加速度值實(shí)測成果，重力加速度值核算值與實(shí)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(xué)計(jì)量專家的承認(rèn)。
    3.2區(qū)分辦法
    ⑴承認(rèn)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(yīng)差錯(cuò)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(dāng)?shù)匕醯闹谱鞯刂泛瓦\(yùn)用地址的地理緯度tp和海提高度h相差較大時(shí)，制作廠可依據(jù)質(zhì)量調(diào)整的核算公式(4)對地磅進(jìn)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(gè)重力區(qū)的地理緯度小和海提高h(yuǎn)的規(guī)模，每個(gè)重力區(qū)覆蓋的省份數(shù)，每個(gè)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(jìn)行重力調(diào)整：地磅用戶可依據(jù)欲購地磅銘牌上所標(biāo)重力區(qū)的緯度和海提高度規(guī)模，承認(rèn)自己所選地磅，一起可在銘牌上標(biāo)出的重力區(qū)規(guī)模內(nèi)，自由移動(dòng)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(jì)量領(lǐng)域中。