质量比较仪校准结果的不确定度评定及CMC表示

Ｔｈ ｅ ｃ ａ ｌ ｉ ｂ ｒ ａ ｉｏ ｆ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｏ ｆ ｍａ ｓ ｓ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｕ ｎ ｃ ｅ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ＣＭ Ｃ
Ａｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ａ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｉ ｓ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｓ ｔ ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ ｗｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ｖ ｌｕ ａ ｅ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ，ａ ｎ ｄ ＡＢ Ａ ｏ ｒ ＡＢＢ Ａ
确 定 度 、 ｆ Ｎ ／ ｊ ｍ１ ， 其 中Ｍ Ｐ Ｅ ， 为 测 量 显 示 误
。
差用标 准小砝码 的最 大允许误差 ；如果该小砝码 采用了实际的折算质量值进行误差计算时 ，不确
２ ． ３ ． ２ ． ２ 校准实验室内部 的温度波动对标准砝 码和被校 比较仪 的影响 ，按 ２ ． ２ ． １ 计算温度影响的 不确定度分量变化量（ ｄ ） ， 再乘 以标准载荷砝码（ Ｐ ｃ ） 的质量值 。
不确定度分量 （ Ｏ ｔ ，再乘 以标准载荷砝码 （ Ｐ Ｔ ） 的质量值。
ｔ ｔ ｏ ＝ 仅
Ｘ Ｐ ５ ６型为例 ，其他型号的水分测定仪测量结果的
不确定度可参照本方法进行评定。 ２ ． ２ ． １ 校 准室 内温度 波 动 的影 响 比较仪称量部件 的计量特性会 随着 周围环境 的温度 变化 而改变 ，在进行校准工作期间 ，实验 室 内的温度是在变化 的 ，因此在不 确定度评定 过 程 中 ，需要考 虑由此 引起 的不确定 度分量。本校 准规范 中采用温度影响的不确定度分量变化量
大承 载 ，即 ：Ｍａ ｘ 。
检 验 测 试Ｉ Ｅ 。 ｍ Ｉ ｎ ａ 怕 Ｔ 。 。 ｔ
差。测量次数为 １ 次一 ３ 次。如果局部示值误差为
于显示 分辨 力 引起 的不 确定度 分量 为
＝ —
多次测量 的结果 ，则取其算术平均值作 为显示值
的变 化 量 。 ２ 质量 比较 仪测 量 结果不 确定 度评 定
２ ． ３ ． ２ ． １ 被 校 比较 仪 的重 复 性 引 入 的 不 确 定 度 ，用 贝塞尔 公式 进行 计算 。
（ △Ｔ×Ｔ Ｋ） ２ ＝ ７ ． ５×１ ０
２ ． ２ ． ２ 测量局部示值误差用标准砝码的影响 当采 用 小 砝 码 的标 称 值 进 行 误 差计 算 时 ，不
同一载荷多次衡量结果之间 的差值 ，用测定列 的 单 次测 定结果 的标准偏 差 来表 示 。
为５ ×１ ０ 以上 的质量 比较仪为例 ，其它质量 比较 仪校准结果 的不确定评定参照本评定方法 。质量
比较 仪 校 准 室温 度 在 １ ８ ｏ Ｃ～２ ３ ￣ Ｃ，校 准 时 的温 度
本 评 定 采 用 单 个 砝 码 进 行 测 量 ，测 量 循 环 ： Ａ Ｂ Ｂ Ａ （ 优先 ）或 Ａ Ｂ Ａ。校准 项 目包 括重 复 性 的校
准 、偏载 的校准 、局部示值误差 的校准 。试验载 荷 均为 如下 两个 载荷 点 ：
Ｐ Ｉ 。 —— 二分 之一 的最大 承载 ，即 ：Ｍａ ｘ ／ ２ 。
２ ． ２ 标准不确定度分量 的评定 本评定方法评定的不确定度主要考虑 校准室 内温度波动 的影响 、测量局部示值误差用标准砝 码 的影 响 、显 示 分 辨 力 的影 响 。 以 Ｍ Ｅ Ｔ ｒ Ｌ Ｅ Ｒ
２ ． ３ ． １ ． １ 校准实验室 内部 的温度波动对标准砝 码和被校 比较仪的影响 ，按 ２ ． ２ ． １ 计算温度影响的
． ｓ ＝
如果测量次数小于 ｌ ０次 ，计算 出的单次测量
变化每 ４ 小时最大变化 １ ｏ Ｃ 。
１ ． ２ 测量 方法
标准偏差之前乘 以一个安全因子 ｈ 。 １ ． ２ ． ２ 偏载的校准
对 比佼仪进行偏载误差测量 时 ，载荷加在秤 盘的不同位置上 ，用各点与 中间点平均值之差绝 对值 中的最大值表示。 １ ． ２ － ３ 局部示值误差的校准 在 某 一 试 验 载 荷 下 ，添 加 一 测 量 误 差 的小 砝 码 ，比较仪显示结果与标准小砝码折算质量值 之
ｄ （ ， ）
２ 、 ／３
该 比较仪的实际分度值 ｄ （ Ｉ ） ＝ ｌ ｍ，
Ｉ ． ｔ ｄ ＝ ｄ （ １ ） ＝ ０ ． ２ ９ ｐ ． ｇ 。
２ ． １ 数学模型：
△ ｍ＝ ｍ— ｍｓ
式 中：△， 天平 的示值误差 ； ｍ — — 天平示 值 ；
ｍ — 标 准砝码 实 际质量 值 。
Ｅ ｍ ＿ ｎ ａ ｔ ． ｏ ｎ Ｔ ｅ 。 ｔ Ｉ 检 验 测 试
质 量 比 较做 核 准 结果 的不 确 定 废 评 定 Ｃ ＭＣ表 示
福 建省计 量科 学研 究院
【 摘
萨志娟
ຫໍສະໝຸດ Baidu
要 】 质量 比较 仪 是砝 码 量 值传 递 系统 最重要 的配 套设 备 。是 基 于 Ａ Ｂ Ａ或 Ａ Ｂ Ｂ Ａ
１ 概述
１ ． ２ ． １ 重 复性 的校 准 基 于 Ａ，Ｂ，Ｂ，Ａ或 Ａ，Ｂ，Ａ和 秤 量 方 式 ，
１ ． １ 质量 比较仪校准依据 Ｊ Ｊ Ｇ １ ３ ２ ６ — ２ ０ １ １《 质 量比较仪校准规范》 进行。测量标准采用 Ｅ 。 等级
砝 码 、Ｅ 等 级 砝 码 、Ｆ 。 等 级 砝 码 、Ｆ 等级砝码 ， 规格 为 ｌ ｍｇ ～２ ０ ｋ ｇ 。本 文 的评 定对 象 以实 际分 度数
【 关 键词 】 质量 比较 仪 ；重 复性 ；偏栽误 差 ；局 部 示值误 差 ；不确 定度 评 定 ；Ｃ ＭＣ 【 中图分 类 号】Ｔ Ｈ７ １ ５ ． １ 【 文 献标 识码 】 Ｂ 【 文章编 号】１ ０ ０ ３ — ５ ７ ２ ９ （ ２ ０ １ ４ ） ０ 卜０ ０ ２ ０ — ０ ３
２ ． ３ 比较仪各校准项 目扩展不确定度评定 以 ＭＥ Ｔ Ｙ Ｌ Ｅ Ｒ Ｘ Ｐ ５ ６型为 例 ，Ｐ Ｉ ＝ ２ ０ ｇ ，Ｐ ａ ＝ ５ ０ ｇ ； 测量循环为 Ａ Ｂ Ｂ Ａ，重复测量 １ Ｏ 次 ，局部示值误
差采用 Ｅ 。 等级的 ２ ｍ ｇ 小 砝码 ，测 量 次数为 ３次 。 ２ ． ３ ． １ 重 复性 测量 的扩 展不 确定 度 Ｕ
ｃ ｙ ｃ ｌ ｅ ｍ ｏ ｄ ｅ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｈｅ ｔ ｈ ｉ ｇ ｈ ｒ ｅ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｗ ｅ ｉ ｇ ｈ ｉ ｎ ｇ ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍ ｅ ｎ ｔ ， ｗ ｉ ｔ ｈ ｈ ｉ ｈ ｇ ｒ ｅ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｌ ｅ ｃ ｒ ｔ ｏ ｎ ｉ ｃ ｗ ｅ ｉ ｈｉ ｇ ｎ ｇ ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｗ ｅ ｉ ｈｉ ｇ ｎ ｇ
来 表示 ，按 照 ：
２ ． ３ ． １ ． ２ 被检 比较仪 在被 测 载荷 点 的显 示 分辨
力的影响，按 ２ ． ２ ． ３ 计算 。
ｕ ａ ＝ —
２ｘ ／３
ｄ （ ， ）
重复性测量的扩展不确定度按式 （ Ａ ． １ ）计算
＝
２×ｘ ／ ａ ￣ ＇ ？ ＋ Ｕ ２
（ Ａ． １ ）
．
２ ． ３ ． ２ ． ３ 被校 比较仪在被测载荷点下 的显示分 辨力的影响 ，按 ２ ． ２ ． ３ 计算 。
Ｕ ｄ ＝ — ｄ （ ， ）
２ 、 ／３
０ ０ １ ｍ ｇ 。 （ ） ＝ （ 亩
算
偏 载 误 差测 量 的扩 展 不确 定 度 按 式 （ Ａ ． ２ ） 计
ａ ７ ＝ （ △Ｔ × Ｔ Ｋ） 进行计算
ｌＺ
试验 载荷 ｌ ＝ ２ ０ ｇ ，Ｕ Ｒ ＝ ３ ． ５ ｇ
该比较仪 的温度影响平均特性 ｚ Ｋ ＝ １ ×１ ０ ～ ， 测量过程中的温度变化量 △＝ ０ － ３ ℃。
ｏ ｔ ｒ ＝
ｌ
试验载荷 Ｐ ａ ＝ ５ ０ ｇ ，Ｕ Ｒ ＝ ８ ． ７ ｇ ２ ． ３ ． ２ 偏载误差测量的扩展不确定度 Ｕ
ｃ ａ ｌ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ａ ｐ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｙ， ｔ ｔ ｏ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ｌ ａ ａ ｓ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｔ ｏ Ｃ ａ ｌ Ｔ ｙ ｏ ｕ ｔ ｑ ｕ ｌｉ ａ ｔ ｙ ｅ ｏ ｍｐ ｒａ ａ ｔ ｏ ｒ ｃ ｌｉ ａ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ．
２ ． ２ ． ３ 显 示 分辨力 的影响
每台比较仪都有相应 的实际分度值 ｄ （ Ｉ ） ，则由
Ｅ… ＿ ｎ ａ ｔ Ｉ ｏ ｎ Ｔ ｅ ｓ ｔ Ｉ 检 验 测 试
试验 载荷 ＝ ２ ０ ｇ ，Ｕ Ｅ ＝ ４ ｇ
试验 载荷 Ｐ ａ ＝ ５ ０ ｇ ， ＝ ９ ｇ
３ ． １ 重复 性校 准结 果扩 展不 确定 度 （ Ｃ ＭＣ ） 试 验 载荷 ＝ ２ ０ ｇ ， ＝ ３ ． ５ ｇ（ ｋ ＝ ２ ） 试 验 载荷 Ｐ ａ ＝ ５ ０ ｇ ，Ｕ Ｒ ＝ ８ ． ７ ｇ（ ｋ ＝ ２ ） ３ ． ２ 偏 载 误 差 校 准 结 果 的 扩 展 不 确 定 度
ｗ ａ ｙ ｆ ｕ ｌ ｌ ｒ ｎｇ ａ ｅ ｏ ｒ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｗｅ ｉ ｇ ｈ ｉ ｎ ｇ ｒ ｎｇ ａ ｅ ｐ ｌ ｕ ｓ ｔ ａ ｒ ｒ ｅ ｄ ．Ａｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｈｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｐ ｉ ｒ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ａ ｎ ｄ ｍｅ ｓｕ ａ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｉｓ ｒ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｍａ ｓｓ ｃ ｏ ｍｐ ｒａ ａ ｔ ｏ ｒ ，ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｎａ ａ ｌｙ ｓ ｉ ｓ ｆ ｏ ｍａ ｓ ｓ ｃ ｏ ｍｐ ｒａ ａ ｔ ｏ ｒ ｃ ｌｉ ａ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｈｅ ｔ ｓ ｏ ｕ ｉ ￣ ｅ ｓ ｆ ｏ ｕ ｎ ｃ ｅ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ ｔ ｙ ，ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｈｏ ｔ ｄ ｓ ａ ｎ ｄ ｈｅ ｔ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍａ ｌ
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｍａ ｓ ｓ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ；ｒ ｅ ｐ ｅ ａ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ；ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ａ ｌ ｌ ｏ ａ ｄ ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ ；ｌ ｏ ｃ ｌ ａ ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ ；ｕ ｎ ｃ ｅ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｔ ｙ ；ＣＭＣ
循 环 方式 测量 质量 差值 ， 以全 量程 或 电子 秤 量 范 围加 配衡 的秤 量 方式 的 高分 辨 率 电子衡 量设
备 。本 文根 据质 量 比较仪 的 工作原 理和 计量 特征 ，分 析质 量 比较 仪 校 准结果 不确 定度 的 来源 、
评定方法和最佳校准能力的表示，为开展质量比较仪校准提供技术帮助。
ｔ ｔ ｏ ＝ ０【
定度 ａ ｆ 一 ） ，其中， 为测量显示误差用标
、 ／ ． ｒ ／ ｔ ｓ ／
准小 砝码 的扩 展不 确定 度 。
该 比较仪进行局部示值测量过程 中，采用 Ｅ 。 等级 的 ２ ｍ ｇ 小 砝码 ，小砝 码 实际值 ｍ ＝ ２ ． ０ ０ ２ ｍ ｇ ，