七、计量标准的稳定性考核
标称质量 允许变差 2004年 2005年 变化量 2006年 变化量 2007年 变化量
200g ±1.5mg +1.1mg +1.2 +1.0
*200g ±1.5mg +0.2mg +0.3 +0.2
100g ±1.0mg -0.4mg -0.3 -0.3
*100g ±1.0mg 0.0mg +0.1 +0.1
50g ±0.6mg +0.4mg +0.6 +0.3
20g ±0.3mg +0.07mg +0.06 +0.06
*20g ±0.3mg +0.12mg +0.13 +0.11
10g ±0.2mg +0.22mg +0.22 +0.20
5g ±0.15mg 0.00mg 0.00 0.00
2g ±0.10mg -0.02mg -0.02 -0.02
*2g ±0.10mg -0.03mg -0.03 -0.03
1g ±0.10mg +0.03mg +0.03 +0.03
500mg ±0.05mg 0.00mg 0.00 -0.01
200mg ±0.05mg +0.02mg +0.02 +0.02
*200mg ±0.05mg -0.01mg 0.00 -0.01
100mg ±0.05mg +0.02mg +0.02 +0.02
50mg ±0.05mg +0.04mg +0.03 +0.03
20mg ±0.05mg +0.03mg +0.02 +0.02
*20mg ±0.05mg +0.01mg 0.00 0.00
10mg ±0.05mg -0.01mg 0.00 0.00
5mg ±0.05mg +0.03mg +0.03 +0.03
2mg ±0.05mg +0.03mg +0.02 +0.02
*2mg ±0.05mg +0.01mg +0.01 +0.01
1mg ±0.05mg +0.01mg +0.01 +0.01
上述砝码周期内的变差值均小于其相应最大允许误差的三分之一，因而标准器的稳定性符合要求。
八、测量不确定度评定
F2等级砝码组折算质量测量结果的不确定度评定
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：(18～23) ℃,波动：≤3.5℃/4h；相对湿度：30%～70%，波动：≤15%/4h。
1.3 测量标准：F1等级砝码(1mg~200g)，U≤（0.006～0.3）mg ，k=2。
1.4 被测对象：F2等级砝码(1mg～200g)，U≤（0.02～1.0）mg ，k=2。
1.5 测量方法：
砝码的量传采用ABBA循环的双次替代衡量法，方法如下：
a.开启天平，将标准砝码放在天平的称盘上，稳定后读取天平示值A；
b.取下标准砝码，换上同标称质量的被检砝码，稳定后读取天平示值B；
c.重复步骤b和a的操作，计算出A和B的算术平均值；
d.通过 mct = mcr +mcrC±ΔI×mcs/ΔI sw公式计算出被检砝码实际质量。
2.数学模型
mct = mcr+ mcrC +ΔI×mcs/ΔI sw+mwa
令：F= mcrC 简化后 mct =mcr+ F +ΔI×mcs/ΔI+maw （1）
式中： mct -----被测砝码的折算质量；
mcr-----标准砝码的折算质量；
ΔI-----天平所指示的被测砝码示值的平均值和标准砝码示值的平均值之差( )；
mcs----实测天平灵敏度的小砝码的折算质量；
ΔIs----加放mcs后天平示值的变化量；
Cw----空气浮力修正因子，C=（ρa-ρ0）(1/ρt-1/ρr)；
ma-----磁性影响。
3．输入量的标准不确定度评定
以1mg和200g为例。
3.1 测量过程的标准不确定度 的评定。
测量过程的标准不确定度可以通过连续测量得到测量列，采用A类方法进行评定。
用TG328B天平对1mg砝码在重复性条件下连续测量10次，得到测量列
1.02,1.03,1.02,1.03,1.02,1.03,1.02,1.03, 1.02,1.03 (mg )。
实验标准差为 0.00699mg
检定时以两组读数的算术平均值作为测量结果
1mg砝码： 0.00494mg
用TG328B天平对200g砝码在重复性条件下连续测量10次，得到测量列为200 000.14，200 000.24，200 000.18，200 000.14，200 000.20，200 000.24，200 000.15，200 000.20，00 000.20，200 000.16(mg)
实验标准差为 。
检定时以两组读数的算术平均值作为测量结果
200g砝码： 0.0262mg
3.2 由标准砝码引起的不确定度u(mcr)评定
3.2.1标准砝码检定证书中给出的扩展不确定度u(mAC)：
F1等级的200g砝码： u(mAC)=U/k=0.3mg/2=0.15mg
F1等级的1mg砝码： u(mAC)=
3.2.2由标准砝码质量不稳定引入的不确定度uinst(mAC)：
根据JJG 99-2006砝码检定规程，砝码的质量不稳定度不大于砝码质量最大允许误差的1/3。估计为均匀分布，因此
F1等级的200g砝码： uinst(mAC)=
F1等级的1mg砝码： uinst(mAC)=
3.2.3合成后由输入量mcr 引入的不确定度u(mcr)：
u(mcr)= 因此：
F1等级的200g砝码：u(mcr)=
F1等级的1mg砝码： u(mcr)=
3.3 由衡量仪器引起的不确定度uba
3.3.1由天平灵敏度引入的不确定度u(s)评定：
用F1等级实际质量为10.02mg的砝码，在TG328B测得其分度数为100.8，并连续测量十次，测量结果分别为（mg）：10.02，10.02，10.04，10.00，10.02，10.02，10.04，10.00，10.02，10.02
3.3.2 由机械天平分辩力引起的不确定度 u(d) 评定：
u(d)=
3.3.3由磁性引入的不确定度u(ma)评定
根据JJG 99-2006砝码检定规程，符合F级的砝码，磁性引起的不确定度u(ma)可假设为零。
3.3.4由偏载引起的不确定度u (E)评定
根据JJG 99-2006砝码检定规程规定，此处可忽略。
3.3.4 天平的合成标准不确定度uba
=0.014mg
3.4 由空气浮力引起的不确定度u(b)评定：
通过空气浮力引入的极限误差来评定，采用B类方法进行评定。
空气浮力引起质量误差的修正：m0C=(Vt-Vr)(pa-p0)= m0(pa-p0)(1/ pt-1/pr)
查有关资料，福建的空气密度估计为(1.20±0.024)mg/cm3，所以（ρa-ρ0）=0.024mg/cm3
由规程表15可知，因F2等级砝码采用铝质材料制作，其密度为2.7 g/cm3；F1等级采用了不锈钢材料制作，其密度为7.95 g/cm3。所以， 1mg、200g的F2等级砝码，其因空气浮力引入的不确定度分别为：
1mg砝码： m0C=
200g砝码： m0C=
将m0C估计为均匀分布，则200g的u（b）=m0C/ =1.1712mg/1.732=0.6762mg
同理，1mg的u(b)=3.386×10-6mg
4. 合成不确定度uc(mct)评定
4.1标准不确定度分量汇总
表1 标准不确定度分量汇总表 （1mg）
标准不确定度分量u(xi) 不确定度来源 标准不确定度（mg）
测量重复性 0.00494
u(mcr) 标准砝码 0.00489
ub 衡量仪器 0.014
uba 空气浮力 0.000 003386
表2 标准不确定度分量汇总表 （200g）
标准不确定度分量u(xi) 不确定度来源 标准不确定度（mg）
测量重复性 0.0262
u(mcr) 标准砝码 0.2440
ub 衡量仪器 0.014
uba 空气浮力 0.6762
因此，对1mgF2等级的砝码：
=0.016mg
对200gF2等级的砝码：
=0.72mg
5 扩展不确定度的评定
取k=2，扩展不确定度U 为，则
200g： U = k×u(mct)=2×0.72mg =1.44mg
1mg：U = k×uc(mct)=2×0.016mg =0.032mg
6 测量不确定度的报告与表示
F2级标准砝码折算质量测量结果的扩展不确定度为
200g：U=1.44mg k=2
1mg： U=0.032mg k=2
备注(非建标内容):测量不确定度评估时，最后的数据偏大了，还没改过来，不好意思，所以在下列不确定度验证时我不作计算，请大家自己改吧。
九、计量标准的测量不确定度验证
计量标准的测量不确定度验证采用传递比较法。
验证方法如下：
请自行验证。
十、结论
该F1等级毫克组砝码标准装置的测量不确定度、重复性、稳定性指标均符合要求，可开展F2等级以下1mg～200g砝码量传工作。
十一、附加说明 |
闽公网安备 35020602000072号
