M1级砝码不确定度评定

M 1 等级公斤组砝码质量测量结果不确定度的评估

1 ．概述

1．1 测量方法：依据 JJG99-2006 《砝码检定规程》

1．2 环境条件温度： 18 ℃～23 ℃ ，温度波动：不大于 5 ℃ /4 h ，湿度 :（30 % ～ 70 %）RH 。

1．3 测量标准：F 2等级1000kg 标准砝码。 1．4 被测对象：M 1 等级1000kg 一组标准砝码。 1．5 测量过程：

M 1 等级砝码的检定，可采用一对一直接比较法。用多个 F 2 等级砝码直接一对一传递同标称质量的 M 1等级砝码。

具体操作：采用 ABA 比较方法，在沈阳8403机械天平( 1000kg /10g)测量 1000kg 砝码数据。 1. 6 评定结果的使用

在符合上述条件下的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。

数学模型 ()w

s

s

a r t m I m I V V m ±∆⨯

∆±⨯-=∆ρ

式中：∆m ——被检砝码和标准砝码的质量差值；

V t ——被检砝码的体积； V r ——标准砝码的体积； ρa ——空气密度的实测值； m w ——添加小砝码的真空中质量值；

I ∆——从天平上读得示值差值；

s m ——测量天平灵敏度时所添加小砝码的折算质量值； s I ∆——由于添加灵敏度小砝码而引起的天平示值变化。

对一个1000kg 砝码的质量差，等精度测量 6次， 得到测量列如表1

表1

1.测量过程的标准不确定度w u ()=∆m u w

()

1

1

2

i

-∆-∆∑=n m m n

i =0.8367g

式中：n ——测量次数 n =6

i m ∆——衡量过程中的质量差值

m ∆——衡量过程中质量差值的平均值

2. 标准砝码的不确定度分量()r c m u

()()r inst r m u k U m u 2

2

+⎪⎭

⎫ ⎝⎛==2.5g

式中：U =5g k =2

()r inst m u ——标准砝码质量的不稳定性引起的不确定度。经过计

算()r inst m u 为0。

参考砝码质量的不稳定性引起的不确定度()r inst m u 可以从对参考砝码多次检定之后的质量变化中估计出来。 3.衡量仪器的不确定度ab u

3.1灵敏度

))

()(()(2

2222

s

s s s s I I u m m u m u ∆∆+∆==0.0127g 其中：s I ∆——由灵敏度砝码引起的天平示值变化；

m ∆——为从天平得到的标准砝码与被测砝码之间的差值

的平均值。

当进行此项不确定度分量的计算时，须对天平进行灵敏度的测量。再结合具体的测量结果计算此分量。

m ∆=14.5g s m =9.98g ()s u m =150mg s I ∆=10g ()s u I ∆=0.00 mg

3.2鉴别力- 2)3

2/(⨯=d u d (机械天平) d =10g d u =4.082g

3.3偏载 (3)

2max

2

1⨯∆-∆=

I I u E =2.887g

将以上计算所得s u 、d u 、E u 之值代入下式 由天平引起的不确定度为：2

22E

d s ba u u u u ++==5.0001g

4.合成标准不确定度：

将以上计算所得()w u m ∆、 ()r m u 、ba u a 之值代入下式

()()2

22ba r w u m u m u u ++∆==5.026g

5.扩展不确定度的评定：U =k ×u k =2 1000kg 砝码： U =2×5.026=10.052g

应用上述方法，该公斤组砝码其它标称值的测量不确定度评定如

下表2、3所示：

表2

6.校准和测量能力（CMC）

M1等级公斤组砝码是使用F2等级公斤、克、毫克组标准砝码可校准的被校砝码，由于被校砝码在不同的标称值范围所使用的衡量仪器准确度等级不同，因此该项目在不同标称范围的CMC分别表3所示：

表3