F2等級砝碼折算質(zhì)量測量的不確定度評定

張海華

新疆哈密市質(zhì)量與計量檢測所 新疆哈密 839000

1 概述

（1）測量依據(jù)：JJG99-2006《砝碼》檢定規(guī)程。

（2）環(huán)境條件：溫度變化不能大于3.5℃/4h；相對濕度：30%-70%，其變化不大于15%/4h。

（3）測量標(biāo)準(zhǔn)：F1等級標(biāo)準(zhǔn)砝碼：200g、20g、200mg。

（4）被測對象：F2等級砝碼：200g、·20g、·200mg。

（5）測量過程：采用單次替代稱量法，使用DV215CD型電子天平，將標(biāo)準(zhǔn)砝碼直接一對一測量同標(biāo)稱質(zhì)量F2等級砝碼，可得到標(biāo)準(zhǔn)砝碼與被測砝碼之間的差值，將其差值加上F1等級標(biāo)準(zhǔn)砝碼的質(zhì)量值作為被測F2等級砝碼的測量結(jié)果[1]。

2 建立數(shù)學(xué)模型

數(shù)學(xué)模型：mct=mcr+△m+uba

式中mct——被測砝碼的折算質(zhì)量值；

mcr——標(biāo)準(zhǔn)砝碼的折算質(zhì)量值；

m——被檢砝碼和標(biāo)準(zhǔn)砝碼之間的質(zhì)量差；

uba——衡量儀器引起的不確定度分量。

3 各輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評定

3.1 對于200g砝碼

3.1.1 輸入量△m的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（△m）的評定

天平測量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（△m）

用F1等級200g砝碼測量F2等級200g砝碼10次，得到一組差值測量列（單位：mg）：

0.2，0.2，0.3，0.2，0.3，0.2，0.2，0.4，0.3，0.4

3.1.2 輸入量mcr的不確定度u（mcr）的評定

標(biāo)準(zhǔn)砝碼質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（mcr）：由JJG99-2006《砝碼》檢定規(guī)程中規(guī)定的F1等級200g砝碼的最大允許誤差為1.0mg，包含因子k=2。標(biāo)準(zhǔn)砝碼的不穩(wěn)定性引起的不確定度uinst（mcr）根據(jù)相鄰兩個檢定周期檢定結(jié)果之差不超過最大允許誤差的1/3，假設(shè)符合均勻分布得到：

則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.2 對于20g砝碼

3.2.1 輸入量△m的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（△m）的評定

天平測量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（△m）

用F1等級20g砝碼測量F2等級·20g砝碼10次，得到一組差值測量列（單位：mg）：

0.065，0.080，0.095，0.065，0.065，0.080，0.100，0.060，0.075，0.105

3.2.2 輸入量mcr的不確定度u（mcr）的評定

標(biāo)準(zhǔn)砝碼質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（mcr）：由JJG99-2006《砝碼》檢定規(guī)程中規(guī)定的F1等級20g砝碼的最大允許誤差為0.25mg，包含因子k=2。標(biāo)準(zhǔn)砝碼的不穩(wěn)定性引起的不確定度uinst（mcr）根據(jù)相鄰兩個檢定周期檢定結(jié)果之差不超過最大允許誤差的1/3，符合均勻分布得到：

則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.3 對于200mg砝碼

3.3.1 輸入量△m的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（△m）的評定

天平測量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（△m）

用F1等級200mg砝碼測量F2等級·200mg砝碼10次，得到一組差值測量列（單位：mg）：

-0.050，-0.055，-0.060，-0.070，-0.080，-0.085，-0.060，-0.065，-0.050，-0.040

3.3.2 輸入量mcr的不確定度u（mcr）的評定

標(biāo)準(zhǔn)砝碼質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（mcr）：由JJG99-2006《砝碼》檢定規(guī)程中規(guī)定的F1等級200mg砝碼的最大允許誤差為0.06mg，包含因子k=2。標(biāo)準(zhǔn)砝碼的不穩(wěn)定性引起的不確定度uinst（mcr）根據(jù)相鄰兩個檢定周期檢定結(jié)果之差不超過最大允許誤差的1/3，符合均勻分布得到：

則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.4 衡量儀器的不確定度uba

3.4 .1天平分辨力引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ud

200g砝碼：

20g砝碼：

200mg砝碼：

3.4 .2天平偏載引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uE

天平偏載引起的不確定度分量uE通常被檢定過程中的不確定度u（△m）所覆蓋，可以忽略。

砝碼滿足JJG99-2006《砝碼》檢定規(guī)程要求，磁性引起的不確定度可假設(shè)為零[2-3]。

則對于200g砝碼其衡量儀器的不確定度為：

uba=ud=0.041mg

對于20g砝碼其衡量儀器的不確定度為：

uba=ud=0.0041mg

對于20mg砝碼其衡量儀器的不確定度為：

uba=ud=0.0041mg