砝码 示值误差测量结果的不确定度评估程序.doc

砝码测量结果的不确定度评估程序 1. 参考文献 JJG99-2006 砝码检定规程 JJF1059.12012测量不确定度评定与表示2. 测量方法 采用单次替代衡量法。根据规程要求，对被检砝码进行测量，可得到标准砝码与被测砝码之间差值。然后根据规程提供的公式算出被检砝码的折算质量。现以E2等级砝码为标准，使用机械分析天平(Max=1000g；d=0.5mg)，对质量为200g F2等级的砝码进行校准。 3.建立数学模型 mB=DI+ mA+(VB-VA)(k1.2) 式中: mB被检砝码的折算质量值，g ； mA标准砝码的折算质量值，g ； VB和VA分别为被检砝码和标准砝码的体积，cm3； k实验室的实际空气密度，mg/cm3；（1.2=1.2 mg/cm3）； DI被检砝码和标准砝码间的示值差，mg； 令：m=(VB-VA)(k1.2) mB=DI +mA+m uu2(mCB)=u+u+u+ u u1、u2、u3、u4分别表示衡量仪器引入的不确定度、测量重复性引入的不确定度， 标准砝码的测量不确定度，空气浮力引入的不确定度。 4.不确定度来源： 不确定度来源主要有：衡量仪器引入的不确定度、测量重复性引入的不确定度，标准 砝码的测量不确定度，空气浮力引入的不确定度。5. 计算不确定度分量 5.1 衡量仪器引入的不确定度u1 5.1.1 衡量仪器分辨力引入的不确定度u11 u11=0.204mg 5.1.2 衡量仪器偏载引入的不确定度u12 u12=0.029mg D为天平按照相应的检定规程进行偏载测量时最大值和最小值之间的差，为估计的 秤盘中心到砝码中心的距离，为估计的秤盘中心到一个角的距离。5.1.3 由天平的灵敏度产生的不确定度计算： 采用50mg E2等级的标准砝码对所使用的衡量仪器进行灵敏度测试。则砝码的标准不确定 度=0.001mg,经过多次测量引起引起质量变化的平均值=99.8，算术平均值的标 准偏差=0.2，而标准砝码与被检砝码之间的差值为=0.1mg 由衡量仪器引入得不确定度分量： u1=0.206mg 5.2 测量重复性引入的不确定度u2。 在检定规程规定的条件下，对一质量为200g的砝码，进行10次独立重复测量，测得数据如下表表：次数（）12345示值（g）199.9997199.9998199.9998199.9997199.9998次数（）678910示值（g）199.9998199.9997199.9998199.9996199.9997根据公式 s 得其标准偏差为s=0.022 mg，则： u2=s=0.022 mg 5.3 标准砝码引起的不确定度u3。 5.3.1标准砝码质量引起的不确定分量可以根据标准砝码溯源证书查得其扩展不确定度U=0.003mg（k=2），则：u31=0.0015mg5.3.2 根据长期校准经验可知，标准砝码多次校准后其变化量很小，在标准砝码质量的不稳定性引起的不确定度分量中影响很小，可忽略不计。所以： 标准砝码引起的不确定度: 5.4 空气浮力而引起的不确定度分量u4 ： 空气浮力引起质量误差的修正： C= (VA-VB)(k1.2) =(k1.2) 根据JJG99-2006的6.5.2条“空气密度偏移量的修正”，检定砝码时，如果空气浮力所引入的误差小于该砝码最大允许误差的九分之一，可不进行空气浮力的修正，而将此部分误差放在空气浮力不确定度进行计算。目前使用的E2等级砝码采用不锈钢材料密度7.85g/cm3，被检F1等级砝码材质的密度为8.0g/cm3。试验室的环境条件：空气密度(1.200.024)mg/cm3，(k1.2)=0.024mg/cm3， 空气浮力引入的极限误差可根据上述公式作如下估算： mA C = 则空气浮力引起的不确定度为：6. 合成标准不确定度的评定 200g砝码输入的标准不确定度如下表：标准不确定度分量不确定度来源 标准不确定度值/mg u1 衡量仪器引入不确定度分量 0.206