F1等級(jí)500mg砝碼折算質(zhì)量值的測(cè)量不確定度評(píng)定

徐志強(qiáng)

（新疆維吾爾自治區(qū)計(jì)量測(cè)試研究院，新疆烏魯木齊，830011）

1 概述

此次測(cè)量不確定度的評(píng)定依據(jù)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程JJG99-2006《砝碼檢定規(guī)程》和OIML R111砝碼國(guó)際建議，溫度波動(dòng)不大于2.0℃/4h，濕度范圍在30%～70%RH之內(nèi)，且波動(dòng)不大于15%/4h。

使用測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)器和被測(cè)對(duì)象的計(jì)量特性如下：

測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：E2等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)砝碼。

被測(cè)對(duì)象：F1等級(jí)500mg砝碼。

測(cè)量方法：采用ABA循環(huán)比較方法,衡量?jī)x器使用電子比XP56(52g/0.001mg)。

2 測(cè)量模型

2.1 根據(jù)測(cè)量方法建立測(cè)量模型如下

式中：mct-被測(cè)砝碼的折算質(zhì)量；

mcr-標(biāo)準(zhǔn)砝碼的折算質(zhì)量；

? m -測(cè)量過(guò)程中觀測(cè)到的被測(cè)砝碼與標(biāo)準(zhǔn)砝碼直接的質(zhì)量差；

δb -空氣福利對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響量；

δS-衡量?jī)x器對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響量。

2.2 傳播律公式：

3 全部輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評(píng)定

3.1 衡量過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量()um?

衡量過(guò)程中的不確定度來(lái)源主要是天平的重復(fù)性,可以通過(guò)多次重復(fù)測(cè)量得到測(cè)量列,采用統(tǒng)計(jì)分析方法即A類評(píng)定方法計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

對(duì)500mg砝碼的質(zhì)量差,在重復(fù)性條件下連續(xù)測(cè)量10次,計(jì)算算術(shù)平均值得到：

用相同砝碼在不同時(shí)間再測(cè)量5組，每組各在重復(fù)性條件下連續(xù)測(cè)量10次，共得到6組測(cè)量列，則合并樣本標(biāo)準(zhǔn)差Sp為：

在實(shí)際測(cè)量中結(jié)果為兩人測(cè)量的平均值，那么由衡量過(guò)程引入不確定度分量為：

3.2 標(biāo)準(zhǔn)砝碼的不確定度分量u(mcr)

式中：uinst(mcr)——標(biāo)準(zhǔn)砝碼質(zhì)量的穩(wěn)定性引起的不確定度

如果證書中沒(méi)有給出標(biāo)準(zhǔn)砝碼的擴(kuò)展不確定度U和覆蓋因子k，根據(jù)砝碼規(guī)程JJG99-2006，任何一個(gè)質(zhì)量標(biāo)稱值為m0的單個(gè)砝碼，其折算質(zhì)量的擴(kuò)展不確定度，U(k=2)，應(yīng)不大于相應(yīng)準(zhǔn)確度等級(jí)的最大允許誤差絕對(duì)值的三分之一。

對(duì)于500mg砝碼，該E2等級(jí)500mg標(biāo)準(zhǔn)砝碼近幾次檢定周期年最大變動(dòng)為0.001mg，從而得出：

3.3 空氣浮力影響引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量()ubδ

對(duì)空氣浮力影響不作修正，估計(jì)其極限值為標(biāo)稱值的±1×1 0?6，以矩形分布估計(jì)，于是對(duì)于500mg砝碼：

3.4 衡量?jī)x器的不確定度分量()uSδ

3.4.1 靈敏度引起的不確定度

XP56比較器的實(shí)際分度值為0.001mg，靈敏度引起的不確定度可以忽略不計(jì)。

3.4.2 由分辨力引入的不確定度

對(duì)于500mg砝碼，分度值為d的數(shù)字式衡量?jī)x器，由于分辨力引起的不確定度是：

3.4.3 由于偏載引起的不確定度為：

D為天平按照相應(yīng)檢定規(guī)程進(jìn)行偏載測(cè)量時(shí)最大值和最小值之間的差，1d為估計(jì)的稱盤中心到砝碼中心的距離，2d為稱盤中心到一個(gè)角的距離。

對(duì)于500mg天平由于偏載引起的不確定度為：

3.4.4 磁性引起的不確定度 uma

砝碼滿足規(guī)程要求，磁性引起的不確定度 uma可假設(shè)為零。

由于重復(fù)性與分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量重復(fù)計(jì)算，在這里取其大者， u(mcr)> ud、u‘(?m)>u'd所以分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度舍去，那么與天平有關(guān)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(δS)、u‘(δS)。

對(duì)于500mg砝碼：u (δ S) =uE=0.0014mg

4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

考慮到各分量不相關(guān)，那么合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

5 擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

取包含因子k=2，擴(kuò)展不確定度為：

500mg砝碼：U =2× uc(mct) =2×0.0067≈0.013mg