Název etalonu: Státní etalon velké hmotnosti 500 kg
Kódové označení: ECM 120-2/09-046
Rok vyhlášení: 2009
Pracoviště: ČMI OI Jihlava
Garant: Lukáš Běhal, Pavel Pánek (2009 – 2011)
Výrobce: Häfner Gewichte GmbH
Technická specifikace referenčního etalonu:
| Konvenční hmotnost | 500 kg +0.50 g |
| Nejistota | 0,25 g (pro k = 2) |
| Materiál | X12CrNiSi2521 |
| Hustota | 8050 kg.m-3 ± 50 kg.m-3 |
| Tvar | válec s oblými hranami (oko pro manipulaci, osazené dno) |
| Rozměry | průměr = 450 mm, výška = 400 mm |
| Drsnost povrchu | Rz = 3 µm |
| Tvrdost | > 140 HB |
| Magnetická susceptibilita | < 0,01 |
| Inv. číslo | 601301 |
Na rozdíl od některých oborů měření existuje v oboru měření hmotnosti mnohastupňové schéma návaznosti, které určuje způsob zabezpečení jednotnosti a přesnosti měření hmotnosti v celém používaném rozsahu a na všech řádech sekundárních etalonů a na všech třídách přesnosti pracovních měřidel. Důvodem je způsob definování jednotky hmotnosti pomocí mezinárodního prototypu – hodnotu 1 kg má přesně pouze jediný etalon, od kterého se celá etalonáž odvozuje. Z toho vyplývala nutnost realizace s co nejvyšší dosažitelnou přesností na primární úrovni. Nejvhodnější řešení bylo pořízení cylindrického závaží 500 kg ze slitiny X12CrNiSi2521, které pod vedením garanta Pavla Pánka bylo v roce 2009 vyhlášeno státním etalonem velké hmotnosti.
Etalon je definován jako závaží třídy E2 o hmotnosti 500 kg, který byl v roce 2009 kalibrován v PTB s hodnotou konvenční hmotnosti 500 kg + 0,50 g s nejistotou (k=2) 0,25 g.
Byl zvolen postup navázání na závaží 50 kg a 10 kg s kontrolou navázání na státní etalon hmotnosti 1 kg a hodnotou udávané PTB. Pro tento účel byly zvoleny jako přenosové zařízení hmotnostní komparátory Sartorius, CC50001S-L s maximální váživostí 51 000 g, dílkem 1 mg a standardní odchylkou opakovatelnosti < 5 mg a Metttler Toledo, KC500-1 s maximální váživostí 600 kg, dílkem 0,1 g a standardní odchylkou opakovatelnosti <0,3 g. Přenos jednotky je realizován pomocí sady primárních etalonů 10 kg a 50 kg, pomocí speciálního přípravku.
Důležitým faktorem pro správný přenos jednotky je udržení standardních odchylek opakovatelnosti zvolených hmotnostních komparátorů v deklarované hodnotě. Daří se držet hodnotu v rozpětí 1,24 mg až 2,3 mg pro 50 kg a 0,23 g až 0,12 g pro 500 kg. Zvolená metoda přenosu jednotky spočívá v přímém porovnání na zmíněných hmotnostních komparátorech metodou ABA (r1t1r2) v 10-ti cyklech. Výsledný rozdíl indikace je dán vztahem:
Výsledná odchylka vychází ze vztahu:
Kde značí:
ΔIi | ......…..... | rozdíl indikace, |
mcr | ......…..... | konvenční hmotnostreferenčního závaží, |
C | ......…..... | hodnota korekce na vztlak vzduchu, |
mNt | ......…..... | nominální hodnota zkoušeného závaží. |
Korekce na vztlak vzduchu:
Kde značí:
ra | ......…..... | hustota vzduchu |
r0 | ......…..... | referenční hustota vzduchu rovná 1.2 kg m-3 |
rt | ......…..... | hustota referenčního závaží o hmotnosti mr |
rr | ......…..... | hustota zkušeného závaží |
Korekce na vztlak vzduchu je aplikována vždy.
V roce 2013 využíváme nový program na kalibraci závaží, s pomocí jeho vyhodnocení a zápisu všech proměnných do dílčích složek nejistot jsme se posunuli na nejistotu PTB.
Určení kombinované standardní nejistoty:
Kde značí:
| ......…..... | standardní nejistota procesu vážení, |
u(mcr) | ......…..... | nejistota referenčního závaží, |
ub | ......…..... | nejistota korekce na vztlak vzduchu, |
uba | ......…..... | nejistota způsobená rozlišením displeje digitální váhy. |
Výsledné stanovení hodnoty konvenční hmotnosti v roce 2013:
Jmenovitá hodnota | Označení / | Hodnota konvenční hmotnosti | Nejistota |
500 kg |
| 500 kg+430 mg | 240 mg |
Etalon se zúčastnil mezinárodního porovnání EUROMET Comparison of 500 kg standard (Euromet.M.M-S1) a několika dvou stranných porovnání.
Etalon je uchováván v kazetě (speciální bedně) s polstrovaným dnem a úpravou pro vystředění závaží v prostorách laboratoře etalonáže hmotnosti. Zařízením pro manipulaci s etalonem je speciální hák z vyleštěné nerezové oceli, který minimalizuje oděru manipulačního oka. Zařízením pro transport je transportní bedna.
