砝碼不確定度評定

1、.1kg 砝碼折算質(zhì)量的測量結(jié)果不確定度評定1 測量方法1.1 測量依據(jù)： JJG99-2006砝碼檢定規(guī)程1.2 測量過程： 采用替代衡量法。首先將配衡砝碼T 放到天平左盤中心，然后將標準砝碼放在右盤中心測量，讀取數(shù)值, 再加上測分度值的小砝碼, 讀取數(shù)值 , 然后把標準砝碼取下，放上被檢砝碼， 讀取數(shù)值， 計算標準砝碼與被測砝碼之間差值。根據(jù)規(guī)程提供的公式算出被檢砝碼的折算質(zhì)量。現(xiàn)以 F1 等級砝碼為標準，在電子天平XT-1220M(Max1200g；d： 1mg)上校準 1kg 等級砝碼。2 數(shù)學模型mAmB(VAVB )(K1.2 )( LALB )mr /( L BrLB )式中：

2、mA 被檢砝碼的折算質(zhì)量，mgmB 標準砝碼的折算質(zhì)量，mg3VA 被檢砝碼的體積，cm3VB 標準砝碼的體積，cmL A 被檢砝碼的平衡位置；LB 被檢砝碼的平衡位置；mr 測天平分度值的標準小砝碼的折算質(zhì)量，mgLBr 測天平分度值加放M r 后的平衡位置；K 校準時實驗室的實際空氣密度，3；3mg/cm1 .2 1.2 mg/cm3 計算分量標準不確定度3.1 測量過程的標準不確定度uw m指在相同環(huán)境條件下用相同方法，相同儀器進行多次測量的重復性，一般測量次數(shù)多時，.采用統(tǒng)計方法確定，該項不確定度往往歸類于A 類不確定度。該類不確定度來源主要表現(xiàn)在空氣擾動，振動波動、溫度、濕度變化，靜

3、電，磁場吸附衡量儀器等的重復性方面?，F(xiàn)獨立測量 1kg 級砝碼 10 次 , 測量數(shù)據(jù)如表 1表 1單次測量值序號（ i ）12345示值（ g）1000.0051000.0081000.0061000.0101000.011序號（ i ）678910示值（ g）1000.0081000.0101000.0111000.0091000.0071 nm hi 1000.009gn i 1s m( mi) 22.07mgn13.2 與標準砝碼有關(guān)的不確定度u mcr標準砝碼質(zhì)量的標準不確定度u( mcr ) 應當由檢定證書上給出的擴展不確定度U 和覆蓋因子 k(通常 k=2)的商；結(jié)合標準砝碼質(zhì)量

4、的不穩(wěn)定性引起的不確定度uinst (mcr ) 得到 。U2u(mcr ) =u 2inst(mcr )k3.2.1 標準砝碼引入的不確定度：查檢定證書得 1kg F 1 等級標準砝碼的擴展不確定度U =0.9mg k=23.2.2標準砝碼質(zhì)量的不穩(wěn)定性引起的不確定度uinst (mcr ) 可以從對標準砝碼多次檢定之后的質(zhì)量變化中估計出來 ,857 砝碼為 F 等級砝碼，該砝碼2007 年首次檢定， 100 mg 砝碼修正值為1 mg， 20081年 修 正 值 為 2.2 mg ， 2012年 為1.1 mg五年期間變化量為 1.2mg ， 所 以uinst (mcr ) =0.35mg

5、3.2.3 測天平分度值標準小砝碼引起的不確定度：測1 kg 砝碼時，測天平分度值小砝碼為100mg，證書中給出其擴展不確定度為U =0.005mg ， k=2 標準不確定度 ud0.0025 mg則，標準砝碼有關(guān)的不確定度u( mcr) 的計算如下.U2u(mcr ) =u 2inst (mcr )ud2k0.92=0.3520.025220.57mg3.3 空氣浮力修正不確定度ubm該項不確定度來源于空氣密度，砝碼體積， 體膨脹系數(shù)， 砝碼溫度， 在一般檢定過程中，砝碼體膨脹系數(shù)砝碼溫度，對不確定度的影響可忽略不及，則對不確定度貢獻主要為空氣密度和砝碼體積，該項不確定度為B 類ub ( m

6、) ma( rt ) ua 2 mcr ( art式中： mcr標準砝碼折算質(zhì)量； t被檢砝碼材料密度； a校準時的空氣密度； 0標準空氣密度； a1標準砝碼校準時的空氣密度。0 )2u12a1a)u r24(1 24ta0pr在實際校準過程中， 不進行空氣浮力修正， 因此該項不確定度主要是空氣浮力修正量的貢獻，可按下式計算。ubma1.2VV3由規(guī)程 JJG99-2006 砝碼可知,F 1 等級砝碼1kg 的允差± 5.0mg， F 2 等級砝碼1kg 的允差± 50mg，查資料；制造F1 、M1 等砝碼的不銹鋼材料密度為(7.39 8.73) g/cm3；實驗室一年內(nèi)的

7、環(huán)境條件：溫度(20 ± 1) ；空氣密度 (1.20 ± 0.02)mg/cm3。實驗室空氣浮力引入的極限誤差的估算：mpmax=(1000.050/7.39 999.995/8.73)× 0.02=0.4mg.而通過空氣浮力引入的極限誤差評定,作均勻分布ub(m)=mpmax/3 =0.23mg3.4 衡量儀器的不確定度ubam該項不確定度來源于衡量儀器的分度值誤差、分辨率、線性漂移誤差，為B 類不確定性，這里主要考慮，天平分度值誤差，分辨率，線性漂移對不確定度的貢獻。3.4.1 電子天平d=1mg，天平的分辯力產(chǎn)生的不確定度計算：ud (m )=d / 2

8、× 2 = 0.5 × 2 =0.41mg333.4.2 由天平的靈敏度產(chǎn)生的不確定度計算：us ( m)m2 u2 (ms )ms20.003= 0.623100.001u2 ( I s)I s221=0.00004mg993.4.3 由天平的偏載產(chǎn)生的不確定度可接受的方案如下：d1Dd2u E m32D 為天平按照相應的檢定規(guī)程進行偏載測量時最大值和最小值之間的差，d1 為估計的秤盤中心到砝碼中心的距離，d 2 為估計的秤盤中心到一個角的距離。d1D408uE md 2= 853=1.08 mg223uba ( m) =ud ( m)u s ( m)utm=0.4120.0000421.082.=1.16mg4. 合成標準不確定1k g 砝碼輸入的標準不確定度見表2表 2 標準不確定度評定一覽表標準不確定度分量不確定度來源標準不確定度值 /mgu wm衡量過程的不確定度分量2.07u mcr標準砝碼的不確定度分量0.57ubm空氣浮力的不確定度分量0.23ubam天平引入的不確定度分量1.16合成標準不確定度合成標準不確定度u