F1等級砝碼測量結果不確定度的評定

邵蓓蓓

江蘇省如東縣計量檢定檢測所，江蘇 南通 226400

1 概述

1）測量根據：JJG99-2006《砝碼檢定規(guī)程》；

2）環(huán)境條件：溫度波動為每4小時不大于1℃，相對濕度不大于70%；

3）測量標準：E2等級砝碼，測量范圍1g～500g。由JJG99-2006《砝碼檢定規(guī)程》給出其擴展不確定度U ≤0.1mg ，包含因子k=2；

4）被測對象：F2等級砝碼，測量范圍1g～500g，由JJG99-2006《砝碼檢定規(guī)程》給出其質量允差的絕對值為1.0mg，擴展不確定度U ≤0.5mg ，包含因子k=2。以200g為例；

5）測量過程：砝碼依據JJG99-2006《砝碼檢定規(guī)程》進行檢定，采用單次替代法，使用標準天平，將標準砝碼（E2等級砝碼）直接一對一測量同標稱質量的F2等級砝碼，可得到標準砝碼與被測砝碼之間的差值，將其差加上E2等級標準砝碼的質量值作為被測F2等級砝碼的測量結果；

6）評定結果的使用：符合上述條件的測量結果，一般可參照使用本不確定度評定方法。

2 數學模型

mA=mB+Δm

式中mA為F2等級被測砝碼折算質量值；

Δm 為被測砝碼與標準砝碼的質量差

3 各輸入量的標準不確定度分量的評定

根據數學模型可知測量結果有4個不確定來源，即測量過程的標準不確定度分量uw、上等級標準砝碼的不確定度分量u(mcr)、空氣浮力修正值的不確定度分量ub、衡量儀器的不確定度分量uba。

3.1 測量過程的標準不確定度分量

測量過程的標準不確定度，可以通過連續(xù)測量，即在重復性條件下對被檢砝碼做N次獨立測量，用貝塞爾公式計算出平均值的標準差，以此作為衡量過程的標準不確定度分量。其標準不確定度為：

3.2 上等級標準砝碼的不確定度分量

根據JJG99-2006《砝碼檢定規(guī)程》要求，由于檢定證書中沒有給出擴展不確定度，根據砝碼最大允許誤差表中可知200g（E2等級）砝碼的最大允許誤差（MPE）為0.3mg，此不確定度為：

3.3 空氣浮力修正值的不確定度分量

根據檢定規(guī)程要求，當空氣浮力引入誤差不超過被檢砝碼最大允許誤差的1/9時，即時，可不進行空氣浮力修正，但要將空氣浮力修正值放入不確定度評定中。本次測量中，E2等級200g標準砝碼體積，測量不確定度；被檢200g砝碼的體積，測量不確定度，其結果為：

3.4 衡量儀器的不確定度分量

衡量儀器的不確定度分量，由衡量儀器在衡量過程中產生的偏載引起的不確定度、分辨力引起的不確定度、靈敏度引起的不確度及磁性引起的不確定度組成的。對于TG328A（200g/0.1mg）天平，需要測量天平的示值變動性（不超過1分度，即0.1mg）和滿量程分度值（允許誤差為+2分度或-1分度），則衡量儀器的各不確定度分量計算為：

4 合成標準不確定度

經前面分析，不確定度分量彼此獨立，且都已折算成標準不確定度，其合成不確定度為：

5 擴展不確定度

取覆蓋因子k=2，則擴展不確定度

6 測量不確定度報告

F2等級200g砝碼質量值測量結果的擴展不確定度為：

7 結論

該砝碼測量結果擴展不確定度符合JJG 99-2006《砝碼檢定規(guī)程》對F2等級的要求。