100g砝码校准结果的测量不确定度评定

100g 砝码校准结果的测量不确定度评定

1 概述

1.1 测量依据：JJG99-2006《砝码检定规程》.

1.2 环境条件：温度（18～26）℃，温度波动不大于0.5℃/h ，相对湿度不大于75%。

1.3 测量标准：F 1级标准砝码。测量范围：100g ，由于JJG99-2006《砝码检定规程》中给出其扩展不确定度不大于0.167mg ，包含因子k =2。

1.4 被测对象： F 2级砝码组，量程100g 。

1.5 测量过程：采用单次替代称量法，将F 2级被测砝码在天平上一对一与F 1级标准砝码显示值直接对比法，得出被测砝码的误差值。

2 模型

△m=m －m s

式中：△m —机械天平示值误差

m —电光天平示值

m s —标准砝码值

3 灵敏系数

灵敏系数 C 1=э△m/эm=1

C 2=э△m s /эm s =-1

4输入量的标准不确定度评定

4.1 输入量m s 的标准不确定度u (m s )的评定:

输入量m s 的标准不确定度u (m s )采用B 类方法进行评定。

根据JJG99-2006《砝码检定规程》中所给出F 1等级标准砝码100g 的扩展不确定度不大于0.167mg ，包含因子k =2。

标准不确定度u (m s )=0.167mg/2=0.084mg

估计 △u (m s )/u (m s )为0.10，则自由度v ms =50。

4.2 输入量m 的标准不确定度u (m)的评定

u (m )由3个标准分量构成：

a) 天平测量重复性导致的不确定度分量u (m 1)；

b) 天平刻度值估读误差不确定度分量u (m 2)；

c) 测量天平分度值添加标准小砝码引起的不确定度分量u (m 3)；

4.2.1天平测量重复性标准不确定度分量u (m 1)的评定：

用同一砝码，通过天平TG328A 连续测量得到测量列，采用A 类方法进行评定。在重复性条件下连续测量10次，得到测量值为：100.00009g ，100.00008g ，100.00008g ，100.00007g ，100.00008g ，100.00006g ，100.00008g ，100.00009g ，100.00009g ，100.00007g ， m = n 1

∑=n i i

m 1

=100.00008(g) 单次实验标准差：S=1)

(12-∑-=n m m n i i =0.01mg

自由度：v m1==10-1=9

4.2.2天平刻度值估读误差不确定度分量u (m 2)的评定：

TG328A 天平的最小分度值为0.1mg ，示值估读到最小分度值的1/5，所引起的误差区间半宽为0.02/2=0.01mg ，为均匀分布，包含因子k=√3，其标准不确定度为u (m 2)=0.01/√3 =0.008mg, 自由度：v m2=50

4.2.3测量天平分度值添加标准小砝码引起的不确定度分量u (m 3) 的评定：

测量天平分度值添加标准小砝码引起的不确定度分量u (m 3)，采用B 类方法进行评定： 测TG328A 天平分度值可能添加10mg 小砝码，根据根据JJG99-2006《砝码检定规程》中所给出F 2标准砝码10mg 的扩展不确定度不大于0.02mg ，包含因子k=3，标准不确定度

u (m 3)=0.02mg/3=0.007mg

估计可靠性为10%，自由度v m3=50

4.2.4标准不确定度u (m)的合成

标准不确定度u (m) 由3个标准不确定度分项u (m 1)、u (m 2)、u (m 3)构成

u (m )= 222007.0008.001.0++=0.013mg

自由度v m =0.0134/（0.0014/9+0.0034/50+0.0074/50）=10

5 合成标准不确定度的评定

输入量m 与m s 彼此独立不相关，合成标准不确定度可按下式得到：

u c 2(△m )=[ э△m /эm ·u (m )]2+[э△m /эm s ·u(m s )]2

=[C 1u(m )]2+[C 2u(m s )]2

u c (△m )=22013.0084.0+ =0.085mg

5.3合成标准不确定度的有效自由度

V eff = u c 4(△m )/( u (m )]4/v m + u ( m s )]4/v m s )= 0.0854/(0.0134/10+ 0.0844/50)=53

取合成标准不确定度的有效自由度V eff 为50。

6 扩展不确定度评定： 取k =2, 扩展不确定度为：U =ku c =2.00×0.085=0.17mg

7 测量不确定度的报告与表示

m=100.00008g, U =0.17mg, k =2