GB T 4167-2011 砝码.pdf

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1、ICS 17.100 N 13 道B中华人民共和国国家标准石去飞离leights码G/T 4167-2011 代替GB4167-1984 2011-10-31发布2012-02-01实施数码防伪中华人民共和国国家质量监督检验检茂总局中国国家标准化管理委员会发布GB/T 4167-2011 目次前言.1 1 范围.2 规范性引用文件-3 术语和定义、计量单位4 计量性能的要求.3 5 通用技术要求6 试验方法.12 7 检验规则.8 标志、包装、运输、贮存附录A(资料性附录)不同形状和尺寸硅码的图例附录B(规范性附录)磁性测量方法.附录c(规范性附录)密度(体积)测量方法.24 GB/T 416

2、7-2011 前言本标准按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本标准代替GB/T4167-1984(15等硅码)，与GB/T4167一1984相比较，主要修订的内容有za) 本标准是采用国际法制计量组织OIML国际建议R111(2004)中硅码的准确度等级及其主要技术指标，并用折算质量表述硅码质量值;b) 标准名称改为硅码)，以便适应OIML国际建议Rll1的要求，与产品分类相对应，并扩大了本标准适用的范围;c) 增加硅码磁化率要求;d) 将原国家工作基准硅码对应改为EI等级硅码。本标准由中国轻工业联合会提出。本标准由全国衡器标准化技术委员会(SAC/TC97)归口。本标准负责起草单位

3、:中国测试技术研究院、蓬莱市水玲硅码厂、常州市富月硅码有限公司。本标准参加起草单位:赛多利斯科学仪器(北京)有限公司、四川省耳睐市四达计量工具有限责任公司、浙江省计量科学研究院、成都理工大学、常熟市金羊硅码仪器有限公司、青岛市计量测试所。本标准主要起草人:党正强、杨杰斌、于水玲、贺志敏。本标准参加起草人:王江、陈雪松、薛舰、曾波、陈世建、葛锐、刘思颂、徐涛、郑伯松。本标准所代替标准的历次版本发布情况为:一一GB/T4167-19840 I GB/T 4167-2011 硅码1 范围本标准规定了硅码的分类、计量要求、技术要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存。本标准适用于质量标称值为1

4、mg5 000 峙，准确度等级为E1等级、E2等级、F1等级、F2等级、M1等级、M12等级、M2等级、M23等级、M3等级的硅码。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 13384-2008 机电产品包装通用技术条件JJG 99-2006 硅码检定规程3 术语和定义、计量单位3. 1 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3. 1. 1 硅码weights 是一种复现质量值的实物量具。它具有一定的物理特性和计量特性:形状、尺寸、材料、表面状况、密度、

5、磁性、质量标称值和最大允许误差等。注:对于一个硅码，它可以单独复现某一固定的质量值。对于砖码组，它不仅可以单独单个使用，而且也可将不同的单个硅码组合在一起使用，用以复现若干个大小不同的一组质量值。3. 1. 2 硅码准确度等级的定义3. 1. 2. 1 E1等级硅码(原工作基准硅码)class E1 溯源于国家基准、副基准，用于量传E2等级硅码、用于量传相应的衡器和与相应的衡器配套使用。3. 1. 2. 2 E2等级硅码c1ass E2 用于量传Fl等级及其以下的硅码，用于量传相应的衡器和与相应的衡器配套使用。3. 1. 2. 3 F1等级硅码c1ass F1 用于量传F2等级及其以下的硅码，

6、用于量传相应的衡器和与相应的衡器配套使用。3. 1. 2. 4 具等级硅码c1ass F2 用于量传M1等级、M12等级及其以下的硅码，用于量传相应的衡器和与相应的衡器配套使用。GB/T 4167-2011 3. 1.2.5 M1等级硅码c1ass M1 用于量传M2等级、M23等级及其以下的硅码，用于量传相应的衡器和与相应的衡器配套使用。3. 1. 2. 6 M2等级硅码c1ass M2 用于量传M3等级硅码，用于量传相应的衡器和与相应的衡器配套使用。3. 1. 2. 7 M3等级硅码c1ass M3 用于量传相应的衡器和与相应的衡器配套使用。3.1.2.8 M12等级硅码c1ass M 1

7、2 用于量传相应的衡器和与相应的衡器配套使用。3.1.2.9 M23等级硅码c1ass M23 用于量传相应的衡器和与相应的衡器配套使用。3. 1. 2. 10 专用硅码specific weights 与专用仪器设备配套使用的，由质量单位导出的其他量值单位的硅码。其计量技术要求等由企业标准等其他技术文件另行规定。3. 1. 3 括算质量conventional 即折算质量值:一物体在约定温度和约定密度的空气中，与一约定密度的标准器达到平衡，则标准器的质量即为该物体的折算质量。约定温度(t，ef)为20.C，约定的空气密度(Po)为1.2 kg/m旷3;硅码折算质量的约定密度(印r血，eI)

8、(1-) mc=m十(Vc-V)A孟b百iEm. ( 1 ) 或0.99985 m=mc十(V- Vc)Po =一-:-Tnc四.(2 ) 式中:mc 硅码折算质量值;Vc一二一黯码的约定体积;V一一硅码真空中体积;p。一一空气密度;p一一硅码密度;m一一一硅码真空中质量值。3.1.4 物体的密度density of a body 物质的质量除以其体积的商，公式为p=号。3. 1. 5 磁性magnetism 一种产生吸引或排斥力的效应。2 (1- po) 飞pl3. 1. 5. 1 磁导率magnetic premeability() 一种介质改变磁场的能力。3. 1. 5. 2 真空中磁导

9、率magnetic constant怡。)硅码在真空中吸收磁通量的程度，通常严。=4X10一7N/No3. 1. 5. 3 (体积)磁化率(volume) magnetic susceptibility () GB/T 4167-2011 一种介质改变磁场的能力，与体积有关。它与磁导率()的关系为:/。=1+。/。值有时也称为相对磁导率(，)。3. 1. 5. 4 (永久)磁化强度(permanent) magnetization (M) 表述材料物体，如硅码，在没有外界磁场中磁性状态的参数。(通常，磁性是个矢量，它的梯度和方向在材料的内部不一定恒定)。物体的磁性在其周围的空间产生不均匀的磁场

10、，因此对周围其他的物体会产生磁力。3. 1. 6 粗糙度参数或B参数roughness parameter or R-parameter (R.或Rz)描述样块侧表面粗糙度的参数。字母R表示所评估的侧表面类型，在这种情况下，R为表面粗糙度。样块的表面有不同的类型:粗糙度表面R参数，主表面P参数，曲表面W参数。3.2 计量单位3.2. 1 使用的单位质量:微克(g)、毫克(mg)、克(g)、千克(kg)、吨(t)。密度:千克每立方米(kg/m3)、克每立方厘米(g/cm3)、毫克每立方厘米(mg/cm勺。3.2.2 硅码或硅码组的质量标称值应等于1X 10n kg、或2X 10n kg、或5X1

11、0nkg，其中n表示一个正的或负的整数或零。3.2.3 硅码序列硅码组的序列应由下列之一构成:a) (1 ; 1 ; 2 ; 5) X 10n kg; b) (1 ;1;1;2;5)X10n kg; c) (1;2;2;5)X10nkg(优先使用hd) (1 ; 1 ; 2 ; 2 ; 5) X 10n kg 0 一组硅码可以包括多个标称值相同的硅码。4 计量性能的要求4. 1 最大允许误差4. 1. 1 硅码的最大允许误差不应大于表1中相应准确度等级的要求。4. 1. 2 对于专用硅码，可根据其技术资料规定的相对或绝对准确度要求，与表1中相应的准确度等级相对应。若其质量标称值在表l中没有，可

12、用表1中已有的质量标称值累计得到;其质量最大允许误差的绝对值亦为对应的最大允许误差绝对值之和。3 GB/T 4167-2011 4.2 扩展不确定度在规定的准确度等级内，任何一个质量标称值为mo的单个硅码，其折算质量的扩展不确定度U(k=2)应不大于表1中相应准确度等级的最大允许误差绝对值的三分之一，即zU:三1/3I MPE I 表1硅码的最大允许误差(I MPE I) 单位为毫克标称值EI E2 FI F2 M1 MI2 M2 M23 M3 5000 kg 25000 80000 250000 500000 800000 1600000 2500000 2000 kg 10000 3000

13、0 100000 200000 300000 600000 1000000 1000 kg 1600 5000 16000 50000 100000 160000 300000 500000 500 kg 800 2500 8000 25000 50000 80000 160000 250000 200 kg 300 1000 3000 10000 20000 30000 60000 100000 100 kg 160 500 1600 5000 10000 16000 30000 50000 50 kg 25 80 250 800 2500 5000 8000 16000 25000 20

14、kg 10 30 100 300 1 000 3000 10000 10 kg 5.0 16 50 160 500 1 600 5000 5 kg 2.5 8.0 25 80 250 800 2500 2 kg 1. 0 3.0 10 30 100 300 1000 1 kg 0.5 1. 6 5.0 16 50 160 500 500 g 0.25 0.8 2. 5 8.0 25 80 250 200g 0.10 0.3 1. 0 3.0 10 30 100 100 g 0.05 0.16 o. 5 1. 6 5.0 16 50 50 g 0.03 O. 10 0.3 1. 0 3.0 10

15、 30 20 g 0.025 0.08 0.25 0.8 2. 5 8.0 25 10 g 0.020 0.06 0.20 0.6 2.0 6.0 20 5g 0.016 0.05 0.16 0.5 1. 6 5.0 16 2g 0.012 0.04 0.12 0.4 1. 2 4.0 12 1 g 0.010 0.03 O. 10 0.3 1. 0 3.0 10 500 mg 0.008 0.025 0.08 0.25 0.8 2.5 200 mg 0.006 0.020 0.06 0.20 0.6 2.0 100 mg 0.005 0.016 0.05 0.16 0.5 1. 6 50 m

16、g 0.004 0.012 0.04 0.12 0.4 20 mg 0.003 0.010 0.03 O. 10 0.3 10 mg 0.003 0.008 0.025 0.08 0.25 5 mg 0.003 0.006 0.020 0.06 0.20 2 mg 0.003 0.006 0.020 0.06 0.20 1 mg 0.003 0.006 0.020 0.06 0.20 注:表中的最大允许误差适用于出厂检验和使用中检验。4 GB/T 4167-2011 4.3 折算质量4.3. 1 在规定的准确度等级(Ej等级硅码除外)内，任何一个质量标称值为mo的单个硅码，进行检验时，折算质量

17、mc与硅码标称值mo之差的绝对值不能超过最大允许误差的绝对值IMPEI减去扩展不确定度，即:m。一(1MPE I-U) mc mo + 3.0 2.3 50 g 7. 928. 08 7. 748. 28 7. 278. 89 6. 012. 0 二4.020 g 7. 848. 17 7. 508. 57 6. 610.1 4. 824. 0 主主2.610 g 7. 748. 28 7. 278. 89 6. 012. 0 二4.0二三2.05g 7. 628. 42 6. 99. 6 5. 316. 0 二月.02g 7. 278. 89 6. 012. 0 二4.0二三2.01 g 6

18、. 99. 6 5.316.0 二三3.0500 mg 6. 310. 9 二4.4二三2.2200 mg 5. 316. 0 二三3.0100 mg 二三4.450 mg 二三3.420 mg 二2.3注1:这是有关硅码密度的规则。令IMPE/mo I为硅码最大允许相对误差值，硅码密度p满足下述条件2如果IMPE/mo 112 单位为小时F，到M31 1 在进行任何测试之前，硅码都需要恒温以达到实验室的大气状况。特别对于E)等级、E2等级、F)等级硅码，温度应与测量室内的温度接近。表10中给出了强制的温度恒定最短时间(根据硅码尺寸、等级和本身的温度与实验室内温度的差)。一般情况，推荐的稳定时

19、间为24ho 13 GB/T 4167-2011 表10温度稳定时间单位为小时t;.Y 标称值E1等级E2等级F1等级F2等级1000 kg,2 000 kg,5 000 kg 79 5 100 kg,200 kg,500 kg 70 33 4 10 kg,20 kg,50 kg 45 27 12 3 士20c 1 kg,2 kg,5 kg 18 12 6 2 100 g ,200 g ,500 g 8 5 3 1 10 g ,20 g ,50 g 2 2 1 1 2kg)，有必要在硅码底面多个位置上测量。在测量过程中，硅码一般是直立的。注意:如果硅码放置于高强磁场(对于生产El等级硅码的典型

20、合金钢，磁场强度2kA/m)中，测量过程可能导致被测硅码被永久磁化。因此推荐在测量过程中，硅码也1等级)底面高度和磁铁中心高度之间的距离Z。最初约为20mm。若样品磁化率太小，对于磁化率计不能产生合理的信号，才减小Zo。B. 1. 1 设备B. 1. 1. 1 标尺分度值不大于10问的衡器;放置硅码的元磁工作台;放置磁铁的圆柱体。B. 1. 1. 2 磁距叫，在0.1Am2数量级的圆柱体磁铁(此磁距为铛钻或铁句铁-砌磁铁在体积为100m旷的典型值)。B. 1.2 设备示意图磁铁的高度最好为直径的0.87倍，也可采用直径和高相等的磁铁。Z。为磁铁中心高度到硅码底面的距离。磁性测量示意图见图B.L

21、硅码的顶部磁铁比较仪的载荷盘说明:h一一硅码高度;Z, 砾码顶部到磁铁中心的距离;Rw一一砖码半径;Zo 砖码底部到磁铁中心的距离。图B.l磁性测量示意图21 GB/T 4167-2011 B. 1.3 测量程序测量程序如下za) 测量不同的参数(Zo，Rw，川，见图B.1;b) 需要知道准确度为1%的当地重力加速度g值;c) 将磁铁的北极向下，测量磁距md;磁铁在工作台上表面产生的最大磁场为H=一旦d=XZ 中，H的单位为Am-1，md为Am2，Z。为m。注意:在测量El等级硅码时H不得超过2000 Am一15测量E2等级硅码时，H不得超过800 Am-l;测量其他等级硅码时，H不得超过20

22、0Am-1。如果磁化率计的信号太弱，可减少Zo的高度来增强磁场强度H。d) 仪器回零;e) 将硅码放在工作台上，且在磁铁的正上方，通常三次，确保硅码放在中心处:记录加载时间、读数时间和卸载时间;根据重复测量的读数，计算衡器显示的质量变化的平均值.ml;确定力Fl二-.mlXgo f) 翻转磁铁重复测量z距离Zo保持恒定;再一次将硅码放置在工作台上，且在磁铁的正上方，通常三次，确保硅码放在中心处;记录加载时间、读数时间和卸载时间;根据重复测量的读数，计算衡器显示的质量变化的平均值.m2;确定力F2= -.m2 Xg; g) 重复d)f)。B. 1.4 计算a) 把各参数代入式(B.l)和式(B.

23、2)，计算暗码磁化率和磁化强度Mzo此时假设空气的磁化率可忽略不计。b) 当测量了Fl和F2时，则磁化率表示为:F X=a(且1) 1. X Fmax一0.4X F. 3om;FI+Fz 式中，Fmax=一一寸，F.=一一一一64Ld 对于极化强度z洒IFhn oMz= 。一一一一一;:;-BEZ ( B.2 ) 1 . T 1十0.23-一一xhZo 4U 式中，Fb=与旦BBZ是实验室内大气中磁场强度的垂直分量。通常，BBZ可视为实验室当地的地球磁场强度的垂直分量，依据海拔的不间，其范围为:-48TBEZ60ToBEZ的梯度在地球的赤道上为零，极点处最大。BEZ的符号是:北半球为正号，南半

24、球为负号。c) 在上面的等式中，给出的几何修正因子1.和Ib分别为:咱，(Rw/Zo)2 , , (Rw/Zl)2 E十一千二1. = 1 _ I o r _ _.L I 3 nZ01441一IV I 安咒十|一IXr=唱n17刊订(B.3 ) LZ J 1十(RW/ZO)2J3 LZl J 22 GB/T 4167-2011 和r (Rw/ZO)2 (Rw/Zo)2/(ZI/Z0)31 Ib =2斗1+ (Rw/ZO)2J的啡，tRw/Zo 2l的.(B.4 ) l 1. I飞ZI/Z0J I J 空气磁化率对于所有的实际情况都可以忽略不计。B.2 上述的公式用于正圆柱体硅码。如果被测硅码不

25、是理想的正圆柱体硅码，则需要做进一步的修正，否则将产生较大的不确定度。23 GB/T 4167-2011 附录C(规范性附录密度(体积)测量方法C. 1 本附录中介绍两种方法用于确定硅码的密度(体积)。方法一是将所使用的水或其他适宜的液体作为密度标准，该方法适用于准确度等级较高的硅码。方法二，本附录将提供常用合金列表，在列表中给出了各种材料的密度值和相应的不确定度，用户可根据需要使用。此方法适用于准确度等级较低的硅码。C.2 密度(体积)测量时的注意事项C. 2.1 参考温度描述密度的参考温度为20.C。当测量温度不在此温度条件(有些实验室恒温是18.C或23.C)时，则应采用材料的体膨胀系数

26、，将其修正到20.C下的体积。如果Y的值不确切知道，则采用不锈钢的硅码，=50X10-6 /C ;JF1不锈钢的硅码，二35X 10-6 /C。p(t四f)=P(tmea,) X 1 + Y(tmea, - tref) 或V (tref) = V (tme.,) X 1 +(tmeas -t阻f) .( C.1 ) p(t,ef)l2 1_.2;, _2 u2 (t，ef)=U2 p(tmeas) I一一一一I+ U2 (Y)p2 (tmeas)(tm., - t ,ef)2 + U2 (tm国s)p2 (tmea.) y2 Lp(tme四)J I , . meas .m四S.( C.2 )

27、C.2.2 小硅码的测试要求对于小于19的硅码，在表5中没有限定值，可参考生产厂给出的硅码材料密度。C.2.3 浸没硅码所用的液体该液体应对硅码没有影响。优先选用一级水，因为其密度与温度是已知的函数关系，并且它的纯度也容易控制。本附录的公式中假设了液体密度是常数。表C.1列出了水的密度值。表C.1水的密度值t1 p .P1 / .t kg/m kg/m.C-1 18.0 998.593 18.5 998.499 O. 190 19.0 998.402 19.5 998.303 一0.20120.0 998.201 20.5 998.096 一0.21221. 0 997.989 21. 5 9

28、97.879 一0.22222.0 997. 767 22.5 997.652 -0.232 23.0 997.535 23.5 997.415 0.242 24.0 997.293 24 G/T 4167-2011 c. 2. 4 水浸没调整腔具有调整腔的硅码不应浸没在水中，因为水可能在测量中渗入腔体。这可能会影响硅码的密度、质量和稳定性。对于带有调整腔的黯码，推荐采用几何体积测量法，或合金成分计算法。C.2.5 清除气泡对于在水中的精密测量，硅码和硅码支架上的空气泡，将造成密度测量的准确度降低，应清除。c. 2. 6 硅码支架和悬挂线在水中，将硅码放置到硅码支架上时，可能造成硅码和容器(玻

29、璃)的损坏。选用把硅码和硅码支架一起浸没在水中的方法，硅码支架能防止硅码的掉落。要求吊挂线细直、清洁，而且在经过空气和水的结合面时要垂直。c. 2. 7 真空质量和折算质量在测量硅码密度(体积)时，应采用该硅码的真空质量。c. 2. 8 硅码的烘干从水中取出硅码后，应用精细布料去除残留的水珠。为确保硅码的稳定性，硅码应放置在适当的盖子下面(如倒置的烧杯，并留有缝隙以便通风)。C.3 测量方法一(液体静力比较法)两个不同的标准陆码均在空气中测量，在空气中比较被测硅码和标准硅码，并且对液体中的硅码和在空气中的第二个标准硅码进行比较。示意图见图C.L图C.1密度(体积)测量方法示意圄C. 3.1 设

30、备C. 3. 1. 1 已知密度的质量标准;细纱手套;元棉绒的布;实验室用慑子z照明良好的房间。C. 3. 1. 2 在水中硅码的机械加载和卸载机构。C. 3. 1. 3 适用于不同尺寸硅码的悬挂线和支架。C. 3. 1. 4 控温能力在200C士0.20C的水容器。C. 3. 1. 5 足够大的测量能力和高分辨力(典型的相对分辨率为2XlQ-6)的实验室天平，天平应备有悬挂或承载测量载荷的装置。C. 3. 2 测量程序C. 3. 2.1 确定测量时的空气密度P.和液体密度Pl。C.3.2.2 第一次测量(被测硅码在空气中):在空气中测量被测硅码(mta)。C.3.2.3 第二次测量(标准硅码

31、在空气中，被测硅码在液体中):标准硅码在空气中，被测硅码在液体中测量(m，.，mtl)。C.3.2.4 第三次测量(必要时测量天平的分度值):标准陆码在空气中，被测硅码在液体中测量天平的G/T 4167-2011 分度值(mra,mtl) +m.J。C.3.2.5 第二次放的标准硅码(mrl)通常为一群砖码，目的是使天平的显示值接近于浸没被测硅码之前在空气中衡量的天平显示值。C.4 测试方法二大多数硅码是由有限的几种合金制造的，密度的精确值依赖于合金中各成分的相对比例。表C.2中给出了典型的材料密度范围。表C.2硅码最通常使用的合金表合金/材料标称密度不确定度(k=2)合金/材料标称密度不确定

32、度(k=2)kg/m kg/m kg/m kg/m 铅21400 150 碳钢7700 200 镇黄铜8600 170 铁7800 200 黄铜8400 170 铸铁(白)7700 400 不锈钢7950 140 铸铁(灰7100 600 F1不锈钢8000 140 铝2700 130 1Cr18Ni9白不锈钢7850 140 26 -FON-B石同因。国华人民共和国家标准硅码GB/T 4167-2011 由* 中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(100013)北京市西城区三里河北街16号(100045)网址总编室:(010)64275323发行中心:(010)51780235读者服务部:(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销* 开本880X 1230 1/16 印张2字数49千字2012年3月第一版2012年3月第一次印刷晤30.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68510107定价书号:155066 1-44208 GB/T 4167-2011 打印H期:2012年4月1H F002A