F1等砝碼標(biāo)準(zhǔn)裝置技術(shù)報(bào)告1

1、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)報(bào)告 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)名稱 F1等級(jí)克組砝碼標(biāo)準(zhǔn)裝置 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)人 熊金龍 建標(biāo)單位名稱（公章）沙洋縣質(zhì)量計(jì)量檢驗(yàn)檢測(cè)所 填 寫 日 期 2014年9月 目 錄一、建立計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的目的 ( )二、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的工作原理及其組成( )三、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器及主要配套設(shè)備( )四、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)指標(biāo)( )五、環(huán)境條件( )六、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的量值溯源和傳遞框圖( )七、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性試驗(yàn)( )八、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性考核( )九、檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的測(cè)量不確定度評(píng)定( )十、檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的驗(yàn)證( )十一、結(jié)論( )十二、附加說明( )一、建立計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的目的 為了適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，提高服務(wù)企業(yè)的質(zhì)量與能力，

2、促進(jìn)量值傳遞的準(zhǔn)確可靠，保障工作計(jì)量器具的準(zhǔn)確使用，特建立本標(biāo)準(zhǔn)。二、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的工作原理及其組成1、工作原理F1等級(jí)砝碼組標(biāo)準(zhǔn)裝置由E2等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)砝碼、標(biāo)準(zhǔn)天平組成。E2等級(jí)砝碼向下傳遞F2等級(jí)及以下砝碼采用ABBA循環(huán)的雙次替代法，以消除量傳過程中天平的示值誤差和線性漂移的影響。其量傳過程及工作原理如下：a.開啟天平，將標(biāo)準(zhǔn)砝碼放在天平的稱盤上，穩(wěn)定后讀取天平示值A(chǔ)；b.取下標(biāo)準(zhǔn)砝碼，換上同標(biāo)稱質(zhì)量的被檢砝碼，穩(wěn)定后讀取天平示值B；c.重復(fù)步驟b和a的操作，計(jì)算出A和B的算術(shù)平均值；d.通過m = m + mCIm/I公式計(jì)算出被檢砝碼實(shí)際質(zhì)量。2、數(shù)學(xué)模型m = m+ mC +Im /I +

3、m 令：F= mC 簡(jiǎn)化后m = m+ F +Im/I+ m （1）式中：m -被測(cè)砝碼的折算質(zhì)量；m-標(biāo)準(zhǔn)砝碼的折算質(zhì)量；I-天平所指示的被測(cè)砝碼示值的平均值和標(biāo)準(zhǔn)砝碼示值的平均值之差()；m-實(shí)測(cè)天平靈敏度的小砝碼的折算質(zhì)量；I -加放m后天平示值的變化量；Cw-空氣浮力修正因子，C=（ -）(1/ -1/)；ma-磁性影響。 三、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器及主要配套設(shè)備計(jì) 量 標(biāo) 準(zhǔn) 器名 稱型 號(hào)測(cè)量圍不確定度或準(zhǔn)確度等級(jí)或最大允許誤差制造廠及出廠編號(hào)檢定或校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)檢定周期或復(fù)校間隔標(biāo)準(zhǔn)砝碼1mg500mgE2等級(jí)蓬萊（508）省計(jì)量院一年標(biāo)準(zhǔn)砝碼1g500gE2等級(jí)蓬萊（508）省計(jì)量院一年主 要

4、配 套 設(shè) 備天平TG328A0.1mg200g3級(jí)上平市計(jì)量檢定測(cè)試所1年天平TG332A0.01mg20g3級(jí)湘儀市計(jì)量檢定測(cè)試所1年四、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)指標(biāo) E2等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)砝碼 測(cè)量圍 : 1mg500g擴(kuò)展不確定度: U=(0.0020.25）mg k=2五、環(huán)境條件序號(hào)項(xiàng) 目要 求實(shí)際情況結(jié) 論1溫 度F2等級(jí)以下常溫常溫合格2濕 度F2等級(jí)以下不大于80不大于80合格3456六、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的量值溯源和傳遞框圖上級(jí)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院E1等級(jí)砝碼1mg20kgU=0.001mg3mg(k=2)直接比較法 本級(jí)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn) 沙洋縣質(zhì)量計(jì)量檢驗(yàn)檢 E2等級(jí)砝碼1mg500g U=0.00

5、2mg0.25mg(k=2)組合測(cè)量 下級(jí)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn) 分析天平（3級(jí)及以下）電子天平(I級(jí)及以下)F等級(jí)及以下砝碼 七、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性試驗(yàn)在分析天平TG328A,器號(hào)為59728的天平上，選取一個(gè)100gF2等級(jí)的被檢砝碼在本裝置正常工作的條件下，等精度重復(fù)測(cè)量10次，其各次測(cè)量結(jié)果如下:序號(hào)測(cè)量值xi(L)V=xi-XV13.00.0241023.00.0241032.96-0.0241042.95-0.0391052.97-0.0111063.00.0241073.00.0241082.94-0.04161092.95-0.03910103.00.02410X29.782.98實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差

6、s =0.02mg結(jié)論合格選用一穩(wěn)定的F2等級(jí)100g被檢砝碼 ，在型號(hào)為TG328A的天平上每隔一段時(shí)間用該計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行一組10次的測(cè)量，共測(cè)量3組，其各次測(cè)量結(jié)果如下:序號(hào)第1組第2組第3組11.01.21.221.01.31.231.21.21.141.11.21.151.01.21.261.11.31.171.21.21.181.21.11.191.11.21.1101.11.21.0 1.11.21.1 其穩(wěn)定性為:max-min=0.1分度 =0.01 mg 小于擴(kuò)展不確定度，故符合要求。八、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性考核九、檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的測(cè)量不確定度評(píng)1. 概述1.1 測(cè)量依據(jù):JJG9

7、9-2006砝碼檢定規(guī)程1.2環(huán)境條件:溫度(18-23 ） 溫度波動(dòng)不大于3.5/4h,相對(duì)濕度不大于70.1.3測(cè)量標(biāo)準(zhǔn):E2等級(jí)砝碼(1mg-500g) U(0.0020.25)mg =21.4被測(cè)對(duì)象:F2 等級(jí)砝碼(1mg-200g) U (0.021.0)mg =21.5測(cè)量方法:砝碼的量傳采用ABBA循環(huán)的雙次替代法，以消除量傳過程中天平的示值誤差和線性漂移的影響。其量傳過程及工作原理如下：a.開啟天平，將標(biāo)準(zhǔn)砝碼放在天平的稱盤上，穩(wěn)定后讀取天平示值A(chǔ)；b.取下標(biāo)準(zhǔn)砝碼，換上同標(biāo)稱質(zhì)量的被檢砝碼，穩(wěn)定后讀取天平示值B；c.重復(fù)步驟b和a的操作，計(jì)算出A和B的算術(shù)平均值；d.通過m

8、 = m + mCIm/I公式計(jì)算出被檢砝碼實(shí)際質(zhì)量。2、數(shù)學(xué)模型m = m+ mC +Im /I +m 令：F= mC 簡(jiǎn)化后m = m+ F +Im/I+ m （1）式中：m -被測(cè)砝碼的折算質(zhì)量；m-標(biāo)準(zhǔn)砝碼的折算質(zhì)量；I-天平所指示的被測(cè)砝碼示值的平均值和標(biāo)準(zhǔn)砝碼示值的平均值之差()；m-實(shí)測(cè)天平靈敏度的小砝碼的折算質(zhì)量；I -加放m后天平示值的變化量；Cw-空氣浮力修正因子，C=（ -）(1/ -1/)；ma-磁性影響。 3. 各輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定 以1mg和200g砝碼為例3.1測(cè)量過程的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量Uw(mc)的評(píng)定測(cè)量過程的標(biāo)準(zhǔn)不確定度可以通過連續(xù)測(cè)量得到測(cè)量列，采用

9、A類方法進(jìn)行評(píng)定用TG328天平對(duì)1mg砝碼在重復(fù)條件下連續(xù)測(cè)量10次，得到1.01,1.00，1.02，1.01，1.00，1.021.01，1.02，1.01，1.00實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差s=0.00816mg檢定時(shí)以兩組讀數(shù)的算術(shù)平均值作為測(cè)量結(jié)果1mg砝碼 Uw()=0.00577mg用TG328A天平對(duì)200g砝碼在重復(fù)條件下連續(xù)測(cè)量10次，得到199.9998,199.9997,199.9999,199.9998,199.9999199.9998,199.9997,199.9997,199.9998,199.9999.實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差s=0.2581mg200g砝碼 Uw()=0.1825mg3.

10、2由標(biāo)準(zhǔn)砝碼引起的不確定U（mcr）評(píng)定3.2.1標(biāo)準(zhǔn)砝碼檢定證書中給書的擴(kuò)展不確定度U(m)E2等級(jí)的1mg砝碼 U（m）=U/k=0.002/2=0.001mgE2等級(jí)的200g砝碼 U（m）=U/k=0.1/2=0.05mg3.2.2由標(biāo)準(zhǔn)砝碼質(zhì)量不穩(wěn)定引入的不確定度u (m)根據(jù)JJG99-2006砝碼檢定規(guī)程，砝碼的質(zhì)量不穩(wěn)定度不大于砝碼質(zhì)量最大允許誤差的1/3。估計(jì)為均勻分布，因此E2等級(jí)的1mg砝碼: u (m)=MPE/3=0.0011mgE2等級(jí)的200g砝碼: u (m)=MPE/3=0.058mg3.2.3合成后由輸入量m引入的不確定度u(m):u(m)= 因此:E2等級(jí)

11、的1mg砝碼 u(m)=0.0015mgE2等級(jí)的200g砝碼 u(m)=0.0766mg3.3由衡量儀器引起的不確定度Uba3.3.1由天平靈敏度引入的不確定度u(s)評(píng)定:用F1等級(jí)實(shí)際質(zhì)量為10.02mg的砝碼，在TG328B天平上測(cè)得的分度數(shù)為100.2 ，連續(xù)測(cè)量10次，測(cè)量結(jié)果分別為(mg):10.01，10.00,10.01,10.01,10.02，10.02，10.00，10.00，10.01，10.02.s=0.008mgu(s) =0.00080mg 3.3.2由機(jī)械天平分辨力引起的不確定度u(d)評(píng)定: u(d)=(d/5)/=0.016mg3.3.3由磁性引入的不確定度

12、u(ma)評(píng)定根據(jù)JJG99-2006砝碼檢定規(guī)程，符合F級(jí)的砝碼，磁性引起的不確定度u(ma)可假設(shè)為零。3.3.4由偏載引入的不確定度u(E)評(píng)定根據(jù)JJG99-2006砝碼檢定規(guī)程，可忽略不計(jì)。Uba=0.016mg3.4由空氣浮力引入的不確定度u(b)評(píng)定:通過空氣浮力引入的極限誤差來評(píng)定，采用B類方法進(jìn)行評(píng)定?？諝飧×σ鸬馁|(zhì)量誤差的修正:m0c=(vt-vr)(pa-p0)=m0(pa-p0)1/pt-1/pr查資料知，空氣密度估計(jì)為(1.20 0.020)mg/cm,所以(pa-p0)= 0.020mg/cm由規(guī)程知，因F2等級(jí)砝碼采用鋁質(zhì)材料制作，其密度為2.7 g/cm；F1

13、等級(jí)砝碼采用的不銹鋼材料制作，其密度為7.95 g/cm。所以，1g、100g的F2等級(jí)砝碼，其因空氣浮力引入的不確定度分別為; 1mg砝碼:mC=0.001g(1/2.7 g/cm-1/7.95 g/cm) 0.020mg/cm=4.89mg200g砝碼: mC =200g(1/2.7 g/cm-1/7.95 g/cm) 0.020mg/cm=0.9783mg將mC估計(jì)為均勻分布，則1mg的u(b)= mC /=2.82mg 200g的u(b)= mC /=0.5648mg4. 合成不確定度UC（mct）評(píng)定4.1標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總 表1標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總表1mg標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(x)

14、不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度(mg)u ()測(cè)量重復(fù)性0.00577u(m)標(biāo)準(zhǔn)砝碼0.0015u空氣浮力2.82u測(cè)量儀器0.016表2標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總表200g標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(x)不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度(mg)u ()測(cè)量重復(fù)性0.1825u(m)標(biāo)準(zhǔn)砝碼0.0766u空氣浮力0.5648u測(cè)量儀器0.016因此，對(duì)1mgF等級(jí)砝碼:u (m)=0.017mg 對(duì)200g F等級(jí)砝碼:u (m)= =0.599mg5. 擴(kuò)展不確定度的評(píng)定 取 =2，擴(kuò)展不確定度U為，則 1mg: U=u(m)=20.017mg =0.034mg 200g: U=u(m)=20.599mg =1.198mg6. 測(cè)量不確定度的報(bào)告與表示F2等級(jí)砝碼折算質(zhì)量測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為1mg: U=0.034mg =2200g: U=1.198mg =2十、檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的驗(yàn)證驗(yàn)證方法如下：選定質(zhì)量分別為200g 、50g、20gF2等(級(jí))砝碼，經(jīng)自檢的數(shù)據(jù)與蓬萊砝碼廠檢定的數(shù)據(jù)比對(duì)，其檢定結(jié)果如下:砝碼標(biāo)稱值(g)本裝置檢定的砝碼折算質(zhì)量修正值(mg)蓬萊砝碼廠砝碼折算質(zhì)量修正值(mg)比對(duì)結(jié)果差值(mg)2000.80.70.1500.40.5