Компарирование гирь с применением циклов взвешивания при нелинейном дрейфе компаратора

Взвешивания по циклам, или циклы взвешивания, применяются метрологами во всем мире, чтобы устранить дрейф показаний компаратора при сравнении массы эталонных гирь. Различные типы циклов и их описания приведены в международной рекомендации по законодательной метрологии OIML R111-1-2004, принятой в Российской Федерации в качестве национального стандарта. В них рассмотрены циклы в предположении линейности дрейфа показаний компаратора. В статье рассматриваются циклы взвешивания, устраняющие нелинейный дрейф компаратора. Предложены модели дрейфа в виде экспоненциального и полиномиального законов, при которых характерны быстрая зависимость показаний в начале цикла и более медленная в конце цикла. Представлена последовательность выведения формул разности между массой поверяемого и исходного эталона по четырем отсчетам компаратора, через равные промежутки времени. Формулы состоят из двух слагаемых: первое совпадает с формулой для случая линейного дрейфа; вторые слагаемые играют роль поправки на отклонение дрейфа от линейности. Формулы верны и для линейного дрейфа, поскольку в этом случае вторые слагаемые обращаются в ноль. Оценки разностей массы сравниваемых гирь с учетом нелинейности дрейфа компаратора позволяют оценить неопределенность измерений для линейного и нелинейного дрейфа и актуализируются при постоянном повышении точности взвешивания, особенно – при сравнении эталонов массы высшей точности.

1. Менделеев Д. И. Сочинения / под ред. акад. В. Г. Хлопина и др. Л.; М. : Изд-во акад. наук СССР, 1950. 865 с.

2. Рудо Н. М. Лабораторные весы и точное взвешивание. М. : Стандартгиз, 1963. 152 с.

3. Смирнова Н. А. Эталоны единицы массы и точное взвешивание. М. : ВНИИКИ, 1980. 61 с.

4. Calibration campaign against the international prototype of the kilogram in anticipation of the redefinition of the kilogram. Part I: Comparison of the international prototype with its official copies / M. Stock [et al.] // Metrologia. 2015. Vol. 52. P. 310–316. https://doi.org/10.1088/0026–1394/52/2/310

5. Викторов И. В., Каменских Ю. И., Снегов В. С. Сличения эталонов-копий с Государственным первичным эталоном единицы массы в 2014–2015 гг. // Измерительная техника. 2016. № 10. С. 68–72.

6. Снегов В. С., Каменских Ю. И., Сафонов А. В. О циклах взвешивания массы на компараторах // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. 2018. № 7. С. 9–12. https://doi.org/10.30713/0132-2222-2

7. Снегов В. С. Государственный первичный эталон единицы массы ГЭТ 3–2008 // Мир измерений. 2010. № 9. С. 42–47.

8. Каменских Ю. И., Снегов В. С. Эталоны-копии единицы массы: калибровка 2020 года с применением вакуумного компаратора CCL 1007 // Эталоны. Стандартные образцы. 2021. Т. 17, № 2. С. 59–71. https://doi.org/10.20915/2077-1177-2021-17-2-59-71

9. Снегов В. С., Каменских Ю. И., Викторов И. В. Сличения эталонов-копий с государственным первичным эталоном единицы массы в 2014–2015 гг // Измерительная техника. 2016. № 10. С. 68–72.

10. Медведевских С. В., Чекирда К. В. Исследование макета ватт-весов с верхним пределом измерений 10 грамм // Измерительная техника. 2022. № 2. С. 28–33. https://doi.org/10.32446/0368–1025it.2022-2-28-33