[发明专利]一种砝码质量测量中测量空气密度的方法及测量装置

说明书

技术领域

本发明属于计量领域，具体涉及一种砝码质量测量中测量空气密度的方法及测量装置。

背景技术

在高准确度的砝码质量测量试验中，除了要求准确的获得砝码质量结果，还需要用试验环境下的空气参数对质量结果进行修正，主要是考虑空气浮力的因素。空气浮力的修正系数主要是通过测量试验环境下的空气温度、湿度、压力，计算出空气密度，进而得出空气浮力的质量修正系数。

现有的砝码质量测量试验中，通常采用温度表、湿度表、空盒压力计来测量相应的温度、湿度、压力参数。高准确度的砝码质量测量试验需要在质量比较仪外设有防风罩，试验在防风罩中进行。而空气参数测量仪表通常摆放在防风罩外部，甚至摆放在距离质量比较仪较远的地方，这样，测量的结果不是质量比较仪上方的空气参数值。而且，现有的试验也没有考虑到试验环境下，质量比较仪上方随高度变化，温度、湿度梯度变化对测量结果的影响。因此，测量出来的空气参数结果不够精确，导致质量修正系数的误差较大。

另外，现有的试验不包括CO₂的含量测量部分，而CO₂在空气中的组分比重较大，影响权重较大，需要测量并体现在空气密度的计算中。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种砝码质量测量中测量空气密度的方法及测量装置，能够考虑到试验环境下空气温度、湿度梯度的影响因素，以及CO₂的影响因素，在质量比较仪防风罩内测量相应的空气参数，获得精确的测量结果。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种砝码质量测量中测量空气密度的方法，所述方法首先测量待测砝码周围的空气参数，然后利用这些空气参数获得空气密度；所述空气参数包括温度、湿度和压力。

所述方法包括以下步骤：

(1)采用质量比较仪对待测砝码进行测量，在质量比较仪外设置防风罩；

(2)在防风罩内采集一组不同位置的温度值，对所有温度值取加权平均，获得的平均值作为测量空间的温度值；同时在防风罩内采集一组不同位置的湿度值，对所有湿度值取平均，获得的平均值作为测量空间的湿度值；并采集待测砝码上方的压力值；

(3)利用步骤(2)得到的测量空间的温度值、测量空间的湿度值和压力值计算获得测量空间内的空气密度；

所述步骤(3)中采用以下公式计算获得测量空间内的空气密度：

ρa=0.34848p-0.009(rh)×exp(0.062t)273.15+t,]]>

其中p为所述压力值，M_a为所述干燥空气的摩尔质量，t为所述测量空间的温度值。

优化的，所述空气参数进一步包括CO2含量。

优化的，所述方法包括以下步骤：

(1)采用质量比较仪对砝码进行测量，在质量比较仪外设置防风罩；

(2)在防风罩内采集一组不同位置的温度值，对所有温度值取加权平均，获得的平均值作为测量空间的温度值；同时在防风罩内采集一组不同位置的湿度值，对所有湿度值取平均，获得的平均值作为测量空间的湿度值；并采集待测砝码上方的压力值、测量防风罩内的CO₂含量；

(3)利用步骤(2)得到的测量空间的温度值、测量空间的湿度值、压力值和CO₂的含量计算获得测量空间内的空气密度；

所述步骤(2)中，所述测量防风罩内的CO₂含量的步骤具体如下：

采集防风罩内CO₂的含量，利用干燥空气的摩尔质量M_a计算公式：