摘要：随着科学技术的不断向前发展，也带动了我国科学研究的发展。其中我国的物理学科已经取得了很大的发展。在接下来的文章中我们将首先对重力加速度与力学计量器具准确度之间的关系进行分析，并对力学计量的原理进行阐述，在此基础上对重力加速度对力学计量器具准确度的影响进行分析和探讨，并提出了相应的处理手段。
关键词：重力加速度；力学计量器具；发展与展望。
1 前言：我们都知道，重力加速度由于受纬度、海拔等影响，各地区重力加速度是有差异。由于各地区重力加速度不同影响到力学计量器具准确度。因此，探讨重力加速度对计量器具准确度的影响是有必要的。在接下来的文章中我们将进行具体的阐释和分析。
2 重力的概念
重力，是物体受地球吸引并指向地心的力，物体受到的重力的大小跟物体的质量成正比。物体所受的重力的大小通常称为物体的重量。由牛顿第二定律可知，G=mg（式中：g为重力加速度），物体重量的大小和各地的重力加速度有关且与重力加速度成正比。由于重力加速度在不同纬度、海拔、地径是不同的，故不同地点，相同质量的两个物体的重量不同。
3 力的测量方法和分类
力的测量方法很多，根据前面力的概念，我们可以将其归纳为利用力的“静力效应”和力的“动力效应”两种测量方法测力。
3.1 利用力的动力效应测量力值
力的动力效应，也称为重力平衡法，就是利用已知物体在地球重力场中的重力加速度和质量的大小来计量力值。如果能够测定受力物体的质量及其所获得的加速度，即可测定其力值。在重力场中，地球的引力使物体产生重力加速度，这种力就称为“重力”。因此，可用已知质量的物体在重力场中的重力来测力，也可将重力放大后通过力的平衡比对来测力。这就是利用力的动力效应测量力的基本原理。静重式、杠杆式、液压式力标准机，机械杠杆秤、天平就是根据上式原理来测力的。例如杠杆式力标准测力机，实际上就是一台大型不等臂天平，而液压式标准测力机则是按帕斯卡原理工作的液压机，它们也都是通过对已知砝码的重力放大后，作用于被检测力仪，通过比对的方法，从而对被检测力仪进行示值定度或检定。对杠杆式测力机等于长臂臂长与短臂臂长之比，对液压式测力机则等于工作活塞与测力活塞二者有效面积之比。
3.2 利用力的静力效应测量力值
力的静力效应是使物体产生变形，在物体内部产生应力，从而使物体产生一些物理特征的变化。主要有以下两种形式。
（1）利用弹性元件变形来测量力值利用被测力作用在各种结构的弹性元件上，使弹性元件产生变形，根据变形的大小来测量力的大小。百分表式、水银箱式、压力表、显微镜式各种弹性环或标准测力仪都是利用测量相应的变形量来测量力值的。
（2）利用引进某些物理效应的各种力传感器来测量力值力传感器是利用将被测力作用在传感器的应变片等物质上，使这些物质发生对应的变化并输出相对应的物理特征（电容、电阻等），再通过相应的测量电路反映出被测力的大小。
数字压力表是通过被测介质压力，通过压力接口传到传感器的感压膜片，传感器将感应的电信号经放大、V/A转换，送CPU进行处理、设置显示数字、控制开关量输出，并提供模拟量或数字量输出从而实现压力显示、控制和变送的过程。即P=F/S=K×mg/S=Cmg
其中：P—显示值；
F—压力；
C—比例常数。
从式中可看出数字压力表的显示结果是反映了一定质量的压力所受压强的大小。
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若假设同一个数字压力表在A地施加一质量为m的压力，即PA=CmgA，到了B地再同样施加质量为m的压力，PB=CmgB；那么PA/PB=CmgA/CmgB=gA/gB
从式中可看出，数字压力表是用重力来标定的，显示结果为压强，也反映了各地重力加速度值不同，会使同一个数字压力表在两地之间的示值不同，测量结果与重力加速度有关。通过对器具本身所具有的重力补偿软件的应用，来消除重力加速度对计量器具的影响。现阶段，很多生产厂家在对力学计量器具进行生产的过程中，都考虑到了重力加速度对力学计量器具准确度的影响，因此一些计量器具本身就具备了重力补偿软件。生产厂家结合器具使用的地区进行针对性的调整，从而更加方便器具的使用。
静力效应测量的结果与重力加速度有关，由于我国地域辽阔，纬度跨度大，地质结构复杂，重力加速度是随纬度增大而增大，随海拔增加而减小，在我国陆地上南北纬度之间的跨度约为32°，重力加速度变化量dg/g可达到0.27%；海拔高度相差四千多米，重力加速度变化量dg/g可达到0.34%；也就是说，同一台计量器具在海口的示值比在漠河的示值小0.27%，在拉萨的示值比在漠河的示值小0.34%，这么大的变化量是不可忽略的。这样，同一台计量器具在一个地区内是合格的，在另一个地区或许就会超差，使计量器具的准确度得不到保证。所以，探讨重力加速度对力值计量器具性能的影响是十分必要的。
3.3 重力加速度变化对计量器具影响的处理
（1）重力加速度变化对力学计量器具影响的几种情况
①当重力加速度变化量dg/g<5×10-4，即重力加速度变化量符合计量器具误差要求，可以在出厂检定时不予考虑，比如在漳州生产的压力表在福建省内销售，只需在出厂前检验一次，即可达到所需的准确度。
②当重力加速度变化量所引起的误差大于计量器具允许误差时，计量器具到使用地后必须重新校准，即无论制造者在何地，必须保证计量器具使用地区的准确度。例如在漳州已校准电子秤，最大示值3kg，分度值为1g，准确度等级III级，最大允许误差1.5g。到北京使用，根据公式PA/PB=gA/gB得知，最大秤量3000g，北京理论值为3003.6g，显示值6004g；由于重力加速度所产生的误差已不能滿足准确度的要求。通过自动标定的方式对误差进行消除。在器具正式使用之前，首先在器具上防止标准器，然后通过相应的操作系统，来对标准器的标称值进行获取
（2）重力加速度变化对计量器具准确度影响的处理方法
①利用计量器具本身设计软件进行重力补偿，生产厂家设计直接输入使用地的重力加速度，由单片机自动处理后进行异地校准。
②利用计量器具本身设置一组二进数开关，通过改变开关的状态来改变放大倍数，对重力加速度变化带来的误差进行修正，也可用电位器进行调整。
③用自动标定方法进行消除。计量器具到使用地后，在计量器具上放置一定质量的标准器，通过键盘输入操作系统，经过微处理而获得标准器的标称值。
④生产厂家可以根据本地与使用地之间重力加速度的差值进行折算，如3000g电子秤在漳州用3003.6g标准砝码标定为3000g，到北京就可满足准确度的要求，这样就可消除重力加速度所带来的误差。
结束语：综上所述，重力加速度变化对力学计量器具的影响应引起生产厂的高度重视，不断改进，以满足计量器具的准确度。在力学计量器具的实际生产、检定以及使用的过程中，都非常容易受到重力加速的影响。因此，在今后的发展过程中，必须要对重力加速对力学计量器具的影响引起高度重视，通过采取合理的措施来对重力加速度产生的误差进行消除，从而保障力学计量器具的准确度。
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论文作者:赵泉
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/5/9
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