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微克标准砝码磁性测量中的问题
目前国际法制计量组织的质量量值传递建议Ｒ１１１中只给出了标称质量为１ｍｇ～５ ０００ｋｇ 的砝码的量值传递规范． 对于 １ｍｇ 以下的微克量级质量标准的物理特性和计量特性，包括磁性最大允许误差等都没有给出统一的规范和建议．然而，微克质量计量标准体积小，影响质量测量不确定度的因素较多．世界上很多计量技术先进的国家都在努力研究微克质量计量标准的建立．为了复现和传递微克质量，近十几年来，美国 ＮＩＳＴ 、德国ＰＴＢ 、英国 ＮＰＬ 、韩国 ＫＲＩＳＳ等国外计量研究机构制定了中长期发展规划，开展微克质量计量研究，取得了一定程度的进展．各国建立的微克质量标准，采用特殊的结构和加工工艺，具有独立的知识产权．早在２００７年，法国ＬＮＥ （ Ｌａｂｏｒａｔｏｉｒｅ ｎａｔｉｏｎａｌ ｄｅ ｍ ｔｒｏｌｏｇｉｅ ｅｔｄｅｓｓａｉｓ）的 ＴａｎｇｕｙＭａｄｅｃ 等人，深入研究了标称值从 １００ ｇ到９００ ｇ 的微克质量标准的材料、制造技术及校准技术 ［１０ ］ ．在制作过程中，选用了含 １％ 硅 的 铝 合 金 材 料 制 成 ．２００９ 年，韩 国ＫＲＩＳＳ 也基于 ａ５ 自动化质量测量系统研究了５０ ｇ～１ｍｇ 的基于特殊不锈钢材料的微小质量标准砝码测量方法、测量不确定度评价等，为微克质量标准的测量提供了技术依据
目前，关于微克质量标准到底采用何种材质进行制造还没有形成一个明确方案 ．一方面制作微克质量标准的材料密度要小，有的研究机构采用了铝合金的材质，但是铝合金材质的稳定性不如常规制造砝码的 ＪＦ－１ 无磁不锈钢要好，而且其磁性性能也没有一个确切的数据． 朱耀明在文献［
１２ ］中指出，铝及铝合金均属弱磁材料，磁化率值小于数量级．常守威 ［１３ ］ 中研究了弱磁性材料磁化率的测量技术，而朱耀明也提出用居里磁秤法测定铝合金的磁化率．
２．２ 微克质量标准磁性测量的方法磁化率是弱磁性材料最重要的性质，但是弱磁性材料磁化率的数值很小，测量非常困难 ．而微克质量标准本身质量就很小，再加上大部分是弱磁性材料，且为不规则形状，因此微克质量标准磁性测量方法目前还没有固定的方法进行研
究．参考文献［１３ ］，给出一个测量铝合金磁化率的方法．令待测的微克质量标准处于磁场 Ｂ 中的收到的磁力作用为：９ １第１期 任孝平，钟瑞麟，等：微克质量标准磁性测量中的关键问题ｆ ＝ Ｍ Ｂ ｚ（１ ）其中： Ｂ 磁场，Ｍ 磁化强度，使磁场仅沿着竖直方向（Ｚ 轴方向）存在梯度．对于顺磁性物质，力的方向沿着 ｚ 轴；对抗磁性物质，方向相反．磁感应强度 Ｂ ，磁场强度 Ｈ 和磁化强度 Ｍ 的关系为
式（６ ）中若能测出 ｍ ， ｆ 和 Ｂ２ ／ ｚ ，则能求出质量磁化率 ｇ ．其中，质量 ｍ 及其所受磁力 ｆ 都可以由天平测量出来的． 而 Ｂ２ ／ ｚ 的计算可以选用已知磁化率的材料作标准试样同被测试样相比，可消掉式中相同的项 ［１２ ］ ．从式中也可以看出磁场梯度 Ｂ２ ／ ｚ 越大，受到的磁力就越大，测量误差就相对较小．此外，天平的准确度也决定着最终微克质量标准磁化率的测量精度．因此，测量微克质量标准磁化率的关键，是要具备一个高梯度的恒定磁场和一个高准确度天平．
