计量测试技术手册 第4卷 力学 1 质量 容量 密度 粘度 重力PDF电子书下载

第1篇 质量 1

第1章概述 1

1 质量与质量计量 1

2 质量计量的特性 1

2.1质量、重量与重力 1

2.2质量计量基准 1

目录 1

2.3质量精密计量的应用 2

3 质量计量在国民经济中的作用 6

1.2引力质量 7

1.3引力质量和惯性质量之间的关系 7

1 质量的定义 7

1.1惯性质量 7

第2章质量计量的基本概念 7

2质量计量单位 8

2.1质量的主单位 8

2.2质量单位的分数和倍数单位 8

2.3质量单位的换算 8

3 质量计量的分类 10

3.1非自动、静态质量计量 10

3.2自动、动态质量计量 10

4.1质量计量的原理 11

3.3两类质量计量的准确度表述 11

4 质量计量的原理和方法 11

4.2质量计量方法 12

4.3称量法的选择 14

5 质量计量的必要条件及设备 14

5.1环境条件 14

5.2量具 砝码 14

5.3衡器 15

6 质量计量所能达到的不确定度 22

质量允差 23

准确度等级 23

1.3砝码的示值误差和砝码的 23

1 砝码的基本概念 23

1.2砝码的检定精度、修正值和 23

1.1砝码的标称质量、实际质量、表观质量和折算质量 23

第3章砝码 23

2 砝码的分类原则、技术要求和 24

允差规定 24

2.1砝码的分类及其用途 24

2.2砝码的技术要求 25

3.2砝码的组合形式 27

3砝码及其组合方法 27

3.1砝码的组合原则 27

3.3不同砝码组合制的优缺点 28

4 砝码的检定方法 28

4.1砝码检定须知 28

4.2比例称量法——直接称量法 30

4.3精密称量法 30

改变和误差问题 42

5.2采用统一名义密度后砝码量值的 42

质量的关系 42

5.1砝码的实际质量与折算 42

折算质量 42

5 砝码材料的统一约定密度和 42

6 空气密度和砝码的空气 43

浮力修正 43

6.1空气密度 43

6.2砝码的空气浮力修正方法 43

7 砝码材料密度和体积的测定 44

7.1砝码材料密度和体积的规定 44

7.2砝码体积的测定方法 44

8.1系统误差及其消除方法 47

8 砝码检定中的误差问题 47

8.2偶然误差及其判别法 48

8.3疏失误差及其判别法 48

8.4累进误差及其消除方法 48

9 砝码的使用和维护 49

第4章天平 51

1 天平的基本概念 51

1.1天平的定义 51

1.2天平的分类、名称和选用原则 51

2.1杠杆天平的基本概念和原理 54

2 杠杆天平 54

1.3天平的结构类型 54

2.2杠杆天平的结构 55

2.3杠杆天平的计量学性能 55

及其相互关系 55

2.4杠杆天平摆动周期和 59

摆动的衰减比 59

2.5杠杆天平平衡位置的确定 60

及计算公式 60

2.6杠杆天平摆动周期与稳定性关系 60

2.9杠杆天平的检定 61

及其消除方法 61

2.7杠杆天平的带针、跳针、耳折现象及排除方法 61

2.8杠杆天平空、全载分度值的差异 61

3 弹性变形式天平 71

3.1扭力天平 71

3.2弹簧天平 74

3.3悬臂天平 75

4 称重传感器式天平 76

4.1电子天平的分类 76

4.2对用于电子天平称重 76

传感器的要求 76

4.3典型电子天平的工作原理和结构 77

4.4电子天平的检定 78

第5章 秤 84

1 秤的基本概念、分类和结构 84

1.1秤的基本概念 84

1.2秤的分类 84

1.3秤的结构 85

2 非自动秤 87

2.1非自动秤的基本概念 87

2.2非自动秤的结构类型 87

2.3非自动秤的允差和准确度要求 88

所引起的变化 90

2.6非自动秤由影响量和时间 90

2.4对非自动秤检定标准器的要求 90

2.5非自动秤的鉴别力 90

3 杠杆秤 91

3.1杠杆的基本概念 91

3.2移动式杠杆秤 93

3.3固定式杠杆秤 104

3.4杠杆秤本身误差的来源 108

及消除方法 108

4.1弹性变形与外力的关系 110

4 弹簧秤 110

4.2弹簧元件的灵敏度、稳定度 111

和振动周期 111

4.3弹簧元件的误差来源 112

4.4弹簧度盘秤的计量性能 112

及检定要求 112

5 机电结合秤 114

5.1偏心轮摆锤机构 114

5.2光栅机电秤 114

5.3码盘机电秤 119

5.4感应同步机电秤 120

5.5电磁力平衡机电秤 121

5.6陀螺机电秤 122

5.7电阻应变机电秤 122

5.8各种机电秤的性能比较 124

6 电子秤 124

6.1电子秤的组成 125

6.2电子秤常用各种称重传感器的 125

结构原理和测量电路 125

6.3电阻应变式称重传感器技术要点 135

6.4电子秤的指示仪表 137

6.5电子秤的特殊测量技术 144

6.6电子秤的传力复位系统 148

及附属装置 148

6.7电子秤的计量性能要求及其检定 149

第6章质量量值的统一和传递 161

1 质量量值统一和传递的概念 161

1.1质量量值及统一 161

1.2质量量值的真值和约定真值 161

1.3质量量值的传递 161

4.1质量计量基准 162

4 质量量值传递系统 162

3 质量量值传递与保证质量量值 162

2 质量量值传递的必要性 162

准确一致的基础 162

4.2质量计量标准器具 164

4.3国家质量计量器具检定系统表 164

5 质量量值传递方式 166

5.1用实物砝码标准进行逐级传递 166

5.2用传递砝码标准进行全面 166

考核（MAP） 166

1.1第一、二次各国公斤原器的 168

国际比对 168

1 关于各国公斤原器的 168

国际比对 168

第7章质量计量的发展动态 168

1.2我国公斤原器的概况 169

1.3各国公斤原器的第三次国际比对 169

2 原器天平的研制动态 170

2.1等臂原器天平 170

3.1铂－铱合金材料表面效应的研究 172

3 用于质量标准的材料表面 172

效应的研究 172

2.3液体静力平衡式千克质量比较仪 172

2.2单盘原器天平 172

2.4电子天平（千克比较仪） 172

3.2不锈钢材料表面效应的研究 173

4 空气密度统一计算公式 174

4.1过去空气密度的计算公式 174

5 湿度影响的修正公式 175

6.1概述 175

6 质量自然基准的研究动态 175

4.3“浮力法”计量空气密度 175

4.2新推荐的空气密度计算公式 175

6.2硅晶体方案 176

6.3通过移动线圈装置重新定义千克 177

6.4通过机械功率和电功率比较 177

监视质量标准 177

6.5用基本常数替代千克基准的 177

可能性 177

附录 178

附录1 我国有关衡器的国家标准 178

和检定规程目录 178

与质量计量有关的建议 179

附录2 国际法制计量组织（OIML） 179

参考文献 180

第2篇 容量 181

第8章概述 181

1 容量的定义与量器的分类 181

2 容积单位及其换算系数 181

3 容积与温度的关系 183

4标称容积与偏差 183

5量入式与量出式量器 183

第9章容量的基、标准及量值传递系统 183

2.1用途 184

2.2基准的全套主要计量器具名称 184

1 检定系统制定的基本原则 184

2 国家容量基准 184

2.3基准复现量的范围 185

2.4基准的总不确定度 185

3 标准器具 185

3.1各等级标准量器的测量范围 185

3.2各等级标准量器的总不确定度δ 185

或允许误差△ 185

4 检定系统框图 185

1.3衡量法及其应用范围 187

1.2液面的定位方法 187

1.4衡量法计量原理 187

1 玻璃量器 187

第10章容量计量的原理与方法 187

1.1量器的等级分类 187

1.5衡量法计量的一般步骤与方法 213

1.6容量比较法及其应用 220

2标准金属量器 221

2.1金属量器的特点与分类 221

2.2一等标准金属量器容积 221

检测（衡量法） 221

2.3二等以下（含二等）标准金属量器容积检测（容量比较法） 235

3.2加油机示值检测原理 236

3.3加油机示值检测方法与步骤 236

3 电动计量加油机 236

3.1计量加油机工作原理 236

3.4检测结果的处理 237

4汽车罐车 238

4.1容积检测原理与方法 238

4.2容积检测结果的数据处理 238

5 立式金属罐 240

5.1容积计量原理 240

5.2最小计量体积 240

5.3各圈板的内径测量 241

5.4各圈板的内高测量 243

5.5液体静压力效应修正值的计算 244

5.6罐底量与罐底不平度修正值 245

测量与计算 245

5.7罐内附件修正值的测量 246

5.8罐体倾斜修正值的计算 246

5.9容量表的编制 247

5.10浮顶罐的容量测量 247

6.1计量原理及其测量方法 248

6 卧式金属罐 248

5.11实际使用时罐内液体体积的计算 248

6.2容积计算 253

6.3倾斜卧式罐的容积计算 310

7 球形罐 311

7.1围尺法 312

7.2经纬仪法 313

7.3压力对球罐容积的影响 315

8 罐内油温的测量 315

9 罐内液体质量的确定 316

10.1静压法 319

计量新方法 319

10 油罐储液质量自动化 319

10.2浮力法 320

第11章容量计量的条件和设备 321

1 玻璃量器衡量法 321

1.1环境条件 321

1.2检测设备 321

2玻璃量器容量比较法 321

2.1环境条件 321

2.2检测设备 321

3 一等标准金属量器 321

5.1环境条件 322

6.1环境条件 322

6汽车罐车 322

5.2检测设备 322

4二等标准金属量器 322

5 电动计量加油机 322

4.2检测设备 322

4.1环境条件 322

8.2检测设备 323

8.1检测条件 323

8 卧式金属罐 323

7.2检测设备 323

7立式金属罐 323

6.2检测设备 323

7.1检测条件 323

9球形金属罐 324

9.1检测条件 324

9.2检测设备 324

10 船舱 324

10.1检测条件 324

10.2检测设备 325

参考文献 326

2 定义及单位 327

2.1密度 327

第3篇 密度 327

1 概述 327

第12章基本概念 327

2.2相对密度 328

2.3分子（粒子）数密度 328

2.4比体积 328

2.5浓度 329

3 密度与温度、压力的关系 330

3.1密度与温度的关系 330

3.2密度与压力的关系 331

4 单位换算 332

第13章测量法及其仪器分类 339

第14章液体密度测量方法和仪器 339

1 流体静力称量法 339

1.1液体静力天平法 339

1.2双浮子称量法 341

1.3韦氏天平法 342

1.4杠杆静力天平法 342

2 密度瓶法 343

2.1密度瓶种类及参数 343

1.5液体静力秤法 343

2.2密度计算式 345

2.3灌注液体装置 346

2.4测量影响因素 347

2.5有关标准 347

3 浮计法 347

3.1浮计种类及参数 347

3.2有关浮计参数的计算式 349

3.3测量仪器与方法 350

3.4测量影响因素及修正 351

3.5浮计的校准方法 356

3.6浮计的检定 357

3.7有关标准 360

4 石油和液化石油气密度的测量 369

4.1液态石油及石油产品密度的测量 369

4.2液化石油气密度的测量 370

4.3有关标准 370

5 酒精溶液密度、浓度与温度的 374

关系 374

5.1国际酒精表 374

5.2有关标准 386

的关系 387

6 糖溶液密度、浓度和温度 387

7 海水密度、盐度和温度、压力 388

的关系 388

7.1 1978年国际实用盐标 388

7.2 1980年新国际海水状态方程式 388

第15章固体密度测量方法和仪器 390

1 流体静力称量法 390

1.1液体静力天平法 390

1.2韦氏天平法 391

1.3杠杆静力天平法 391

2.2密度计算式 392

2.1密度瓶及测量装置 392

2 密度瓶法 392

1.4液体静力秤法 392

2.3测量影响因素 393

3 利用两种液体的浮力法 393

4 密度梯度管法 393

4.1测量装置 393

4.2密度梯度液配制方法 394

4.3密度梯度管校准方法 395

4.4试样密度计算 395

6 粉粒体密度的测量 396

5 浮沉子法 396

6.1定容压缩法 397

6.2压力比较法 397

6.3自然堆积——松密度测量装置 398

第16章气体密度测量方法和仪器 399

1 流体静力称量法 399

2密度瓶法 399

3 气态方程密度计算法 400

3.1单一气体和混合气体的密度和 400

相对密度的计算 400

3.3气体压缩因子 402

3.2湿气密度的计算 402

4 气体密度天平法 403

5 气体流出法 404

6 空气密度的测量 405

6.1国际上用以确定湿空气密度的 405

通用公式 405

6.2用双浮子法直接测定空气密度 411

第17章密度标准及其量值传递 413

1 密度标准参考物质 413

1.1纯水密度 413

1.2纯汞密度 416

1.3干空气密度 421

1.4其它密度标准参考物质 421

2 液体密度标准及其量值传递 425

2.1密度标准建立方法 425

2.2密度量值传递方法 425

3 固体密度标准及其量值传递 427

3.1密度标准建立方法 427

3.2密度量值传递方法 427

2 测量方法及密度计 429

2.1浮子法 429

1 密度计的构成及选用 429

第18章工业测量方法和仪器 429

2.2静压法 432

2.3连续称量法 434

2.4射线法 434

2.5声学法 435

2.6气柱平衡法 437

2.7离心力法 437

2.8转矩法 437

2.9振动法 438

2.10光学法 449

2.11电导法 454

2.12电磁法 459

2.13热导法 460

2.14介电常数法 462

3 密度测量的应用 463

3.1液体密度测量的应用 463

3.2气体密度测量的应用 464

4 密度计的校准与检验 465

4.1实验室校准密度计基本方法 465

4.2现场检验密度计 465

5 密度计的安装 466

4.3日常检验密度计方法 466

6 安全预防措施 467

附录有关国内、外标准 468

附录1 国家标准（GB）和检定 468

规程（JJG） 468

附录2 国际标准（ISO）和国际 469

法制计量组织国际建议 469

（OIML RI） 469

附录3 一些国家的标准 470

参考文献 475

1.1粘性与粘度的概念 477

1.2牛顿粘性定律 477

第19章粘度基本概念 477

1流体的粘性与粘度 477

第4篇 粘度 477

2粘度的定义及单位 478

2.1动力粘度与运动粘度 478

2.2条件粘度 481

2.3溶液的粘度 481

3 粘度与温度、压力的关系 482

3.1粘度与温度的关系 482

3.2粘度与压力的关系 487

4.1粘度测量法 491

4粘度测量及其意义 491

4.2粘度测量的意义 492

第20章毛细管法 496

1 动力粘度的绝对测量法 496

1.1测量原理——泊氏定律 496

1.2测量仪器与测量方法 497

2 运动粘度（相对）测量法 499

2.1测量原理 499

2.2测量仪器与测量方法 499

2.3影响因素与误差源 510

3.2测量方法 512

3.1粘度计 512

3 溶液粘度测量法 512

4 其他实验室毛细管粘度计 513

4.1液柱高度可变式毛细管粘度计 513

4.2加压式毛细管粘度计 514

4.3毛细管挤压式粘度计 515

第21章落体法 516

1 落球法 516

1.1直落式 516

1.2滚落式 518

1.3其他落球粘度计 520

2.1陷入式 521

2 落柱法 521

2.2套筒式 522

3 气泡法 523

3.1原理 523

3.2气泡粘度计 524

4 其他形式的实验室落体粘度计 524

4.1葛德纳淌度计 524

4.2 SIL淌度计 525

4.3降落值仪 525

1.1同轴圆简式 526

1原理 526

第22章旋转法 526

1.2单圆筒式 527

1.3双间隙式 527

1.4锥－板式 528

1.5双锥式 529

1.6锥－简式 529

1.7圆盘式 529

1.8双半球式 530

1.9双半椭球式 530

2.1末端效应 531

1.10单球式 531

2 影响因素 531

2.2偏心 534

2.3剪切热 535

2.4温度梯度 535

2.5仪器热膨胀 535

2.6液体热膨胀 535

2.7湍流 535

2.8二次流 535

2.9滑移 535

3 旋转粘度计的组成、结构与分类 536

3.1旋转粘度计的组成 536

2.11仪器的自身摩擦 536

2.10转速变化 536

3.2旋转粘度计的结构原理 537

3.3旋转粘度计的分类 540

4 旋转粘度计 540

4.1同轴圆筒式 540

4.2单圆筒式 545

4.3锥－板式 547

4.4旋转粘度计的一般测量方法 547

第23章振动法、平板法与流出杯法 548

4.5旋转粘度计的检定方法 548

1.1扭转振动式 549

1.2振动片式 549

1 振动法 549

1.3振球式 550

2 平板法 551

2.1滑板式 551

2.2带式 551

2.3压板（横流）式 552

2.4倾斜板式 552

3.2各种流动杯‘粘度计’ 553

3 流动杯法 553

3.1概述 553

3.3条件‘粘度’与运动粘度的换算关系 557

第24章工业流程粘度测量法 563

1 概述 563

1.1工业流程粘度测量的应用 563

1.2工业流程粘度测量的特点与分类 563

2 细管法 564

2.1原理 564

2.2工业流程细管粘度计 565

3.1原理 567

3.2工业流程落体式粘度计 567

3 落体法 567

4旋转法 569

4.1电容变送式 569

4.2电位变送式 569

4.3弹性拉力式 569

4.4无扭矩式 570

5 振动法 573

5.1超声式 573

5.3振动片式 574

5.2振簧式 574

6 流出杯法 575

7 采样、温补系统及粘度计选择 576

7.1采样系统 576

7.2温度补偿系统 577

7.3工业流程粘度计的选择 577

第25章 非牛顿流体及非牛顿粘度测量法 577

1 非牛顿流体 578

1.1非牛顿流体及其分类 578

1.2时间独立性流体 578

1.3时间相关性流体 580

1.4粘弹性体 582

2 毛细管法 583

2.1流场与基本公式 583

2.2测量原理 584

2.3测量仪器 584

2.4毛细管挤出法 584

3 同轴圆筒旋转法 587

3.1流场与基本公式 587

3.2测量原理 589

4.1旋转圆板法 590

4 其他方法 590

4.2旋转锥-板法 591

4.3振动法 591

4.4平板法 591

4.5落棒法 592

4.6其他方法 593

5普适量（值） 593

5.1普适量的概念 593

5.2普适值 593

2.2测量装置 595

2.1原理 595

1 概述 595

2 旋转法 595

第26章高温粘度测量法 595

2.3测量方法 596

2.4影响因素 596

2.5高温旋转粘度计简介 597

3 升球法 598

3.1原理 598

3.2测量装置 598

3.4影响因素 600

3.3测量方法 600

4 陷入法 601

4.1原理 601

4.2测量装置 601

4.3测量方法 601

5 梁弯法 602

5.1原理测量与装置 602

5.2测量方法 602

6 纤维伸长法 603

6.1原理与测量装置 603

6.2测量方法 603

7 平行板法 605

8试棒扭曲法 606

9 高温粘度标准物质及高温 606

粘度计标定 606

9.1标准硼酐 606

9.2标准玻璃 606

9.3高温粘度标准物质的定值方法 607

9.4高温粘度计的标定 607

1.2基准与标准装置 608

1.1纯水的粘度 608

1 粘度基准与标准 608

第27章粘度标准与量值传递 608

1.3粘度标准液 610

2粘度量值传递 613

2.1粘度计量器具检定系统 613

2.2粘度量值传递方法 613

2.3粘度量值比对 614

3 粘度计的检定方法 614

3.1一般检定方法介绍 614

3.2毛细管粘度计的检定（要点） 615

3.3旋转粘度计的检定（要点） 616

3.5恩氏粘度计的检定（要点） 617

3.4滚落式落球粘度计的检定（要点） 617

3.6 ISO流出杯式粘度计的检定（要点） 618

附录 620

附录A 检定规程目录 620

附录B 国家标准目录 620

附录C 0～100 ℃水的动力粘度、 627

运动粘度和密度 627

附录D 某些液体的粘度值 629

附录E 某些液体的粘温图 639

附录F 某些气体的粘度 645

附录G 某些气体的粘温图 649

参考文献 652

第5篇 重力 653

第28章概念 653

1 重力计量的概念 653

1.1重力定义 653

1.2重力加速度、重力单位 653

2地球重力场 653

2.1概述 653

2.2地球重力场是变化的 653

3.4重力与探矿 654

3.3重力与地球形状 654

3.1重力与计量 654

3 重力测量意义 654

3.2重力与空间技术 654

3.5重力与地震 655

3.6重力与地壳形变 655

3.7重力与航海 655

3.8重力与地球动力学 655

3.9重力与天体物理 655

3.10重力与第5种力研究 655

2 各类相对重力仪的原理与特性 656

相对重力仪种类、原理与特性 656

1 概述 656

第29章相对重力测量 656

3 相对重力仪格值标定 657

4 相对重力仪其他几个系数 658

的确定 658

4.1温度系数 658

4.2气压系数 658

4.3磁性系数 658

5 相对重力仪的零点漂移 658

2.2斜面法测量原理 659

2.1摆仪测量原理 659

2.3旋转液体法测量原理 659

1 概述 659

第30章绝对重力测量 659

2 绝对重力测量原理 659

2.4自由下落法测量原理 660

2.5对称自由运动法测量原理 660

3 NIM—Ⅱ型绝对重力仪 660

3.1测量原理 660

3.2 NIM—Ⅱ型各系统 661

3.3误差分析 663

4.4维也纳重力系统 666

4.6新的世界重力网IGSN-71建立 666

4.5波茨坦重力系统 666

4.1伽里略发现落体规律 666

4.3里啥的重大发现 666

4.2惠更斯摆 666

4 国际绝对重力测量 666

NIM—Ⅰ 667

5.5我国第一代可移式绝对重力仪 667

5.4我国第一台固定式绝对重力仪 667

5.3我国第一个重力系统 667

5.2中国最早的重力测量 667

5.1我国古代朴素的引力思想 667

5 中国绝对重力测量 667

运用和发展动向 667

4.8世界各国绝对重力仪的研究、 667

4.7当今世界绝对重力测定准确度 667

5.6我国第二代可移式绝对重力仪 668

NIM—Ⅱ 668

2.3我国重力传递参考系统 669

2.2国际重力传递参考系统 669

2.1概述 669

2 重力传递 669

1 绝对重力测点 669

第31章重力测点及重力传递 669

3 重力基线场 670

3.1概述 670

3.2国家级重力基线场 670

3.3各部门建立的重力基线场 670

4 绝对重力仪国际比对 670

4.1 60～70年代绝对重力仪比对 670

4.2第一次国际大比对（1981年） 671

4.3第二次国际大比对（1985年） 671

4.4第三次国际大比对（1989年） 672