F2等级吨砝码标准装置测量不确定度评定报告

F 2等级吨砝码标准装置测量不确定度评定报告

1、 概述：

1．1测量依据：JJG99-2006《砝码》检定规程

1．2环境条件：常温，相对温度不大于80%。

1．3计量标准器：50个F 2等级20kg 标准砝码，每个砝码的扩展不确定度U=0.1g,.包含因子(K=3）

1．4主要配套设备：电磁天平，检定分度值5g, 实际分度值1g, 最大允许误差5g.

1．5被测对象：M 1等级500kg-1000kg 砝码，最大可接受的扩展不确定度

U 500kg =7.5g U 1000kg =15g 包含因子K=3

2．测量方法：

依据JJG99-2006《砝码》检定规程，采用单次替代法，在符合上述条件下，测量结果一般可直接使用本不确定度的评定结果。

3．数学模型：

m A =m B +（V A -V B ）(ρK –ρ1.2 )

式中：m A -被测的M 1等级砝码折算质量：m B -F 2等级砝码的组合折算质量：V A -被测砝码的体积；V B -标准砝码的体积；ρK -检定时实验室的空气密度；ρ1.2-参考空气密度为1.2mg/cm 2

4．不确度来源及分量的评定（在1000kg 处）

4．1 输入量M B 的标准不确度 u Bef (m B )评定：采用B 类方法进行，根据规程50个20kgF 2等级砝码最大组合允许误差 δ(m B )=50×0.3=15g

标准砝码不稳定性的标准不确定度 u ins(m B )取相应砝码最大允许误差 δ(m B ) 的

331 u Bef (m B )=

)()(220B ins B m u m u + 式中 u 0 --标准砝码最大允许误差的1/3；

根据规程F 2等级20kg 砝码的允许误差为0.3g, 0.3×50=15 g ，呈正态分布，置信概率95%。包含因子K=3，估算)

()(s s m u m u ∆=0.1 自由度=50 u Bef (m B )=

=+233152315)()( 5.77g 4．2空气浮力引入的标准不确定度 u b (m B ) 的评定，采用B 类方法进行评定M 1等级砝码检定中，相应的空气密度修正量相对于最大允许不确定度一般非常小，因此不用进行空气浮力修正，这时通过估计空气浮力修正值的大小来评定该不确定度分量，首先，空气密度一般控制在（ρK ±0.12）mg/cm 3，其次F2等级千克组砝码的材料是不锈钢，材料密度为（7950±140）kg/m 3，从而可计算出最大的空气浮力修正量，因此空气浮力的标准不确定度可取为

u B (m A ) =31

×(ρK –ρ1.2 ) ×（V A -V B ）=31

×0.12×(1000/7810-1000/8090)=0.31g

4．3天平测量重复性引起的不确定度u w 的评定，采用A 类方法进行评定，用1t 天平对1t 砝码在重复性条件下连续测量10次得(1)1000.0037; (1)1000.0037; (2)1000.0007; (3)1000.0035; (4)1000.0037; (5)1000.0021;

(6)1000.0026; (7)1000.0030; (8)1000.0026; (9)1000.0026; (10)1000.0010;.

实验标准差S=1

)(12--∑=n m m

n i i =1.04g

自由度10-1=9

4．4测量天平分度值时天平测量重复性因起标准不确定度u ba (m B )的评定，采用A 类方法进行评定。

在1000kg 处放5克砝码，连续放10次测得(1)5.0; (2)5.1; (3)5.0; (4)5.1; (5)5.0; (6)5.0; (7)5.2; (8)5.0; (9)5.1;

(10)5.2;

实验标准差S=

1

)(12--∑=n m m

n i i =0.08g 自由度10-1=9 测量天平分度值时加放5克标准砝码的不确定度分量， F 2等级5克标准砝码的允差为1.6mg 与M 1等级砝码的允许误差相差较大,所以忽略不计.

5. 合成标准不确定度:由于各不确定度分量互相关联，故合成标准不确定度可用下式计算

u(m A )==+++2222)()(ba w B b B Bef u u m u m u 5.87g

6扩展不确定度的评定：

取置信概率95%，按有效自由度 e f f υ=50 查t 分布k p =t 95(50)=2.01

U 95= t 95(50)×u(m A )=11.8g

在1000 kg 处扩展不确定度为

U 95=11.8g eff υ=50

同理我们计算出在500kg 处的扩展不确定度为

U 95=6.2g eff υ=50