计量标准技术报告

计量标准技术报告 计 量 标 准 名 称 衡器检定装置 建立计量标准单位 龙口市计量检定测试所 计量标准负责人 冯勇 筹 建 起 止 日 期 1987 01 1987 07 目录 一 计量标准的工作原理及其组成 1 二 选用的计量标准器及主要配套设备 2 三 计量标准的主要技术指标 3 四 环境条件 3 五 计量标准的量值溯源和传递框图 4 六 计量标准的测量重复性考核 5 七 计量标准的稳定性考核 6 八 测量不确定度评定 7 九 计量标准的测量不确定度验 证 10 十 结 论 11 十一 附加说 明 11 一 计量标准的工作原理及其组成 该装置采用 M1级砝码检定 配有 F2等感量砝码 用比较法测量 使其量值准确传递到工作用 计量器具中 由砝码组成 二 选用的计量标准器及主要配套设备 名称型号测量范围 不确定度或 准确度等级或 最大允许误差 制造厂及出 厂编号 检定 证书号 砝码20kg 800 块 M1级泰安 2005009 砝码25kg 25 块 M1级 临沂衡器厂 2005010 砝码 0 5t 1 块 1t 44 块 M1级泰安金冠 F03 20068079 砝码 1 2 kg 3 块 M1级 沈阳天平仪 器厂 933 2005008 计 量 标 准 器 1 感量砝码 1 10 kgF2等 上海力能仪 器厂 166 烟台市计量所 2004011 2 感量砝码10mg 200gF2等 上海力能仪 器厂 166 龙口市计量所 2005027 主 要 配 套 设 备 三 计量标准的主要技术指标 一 测量范围 1kg 120t 二 不确定度或准确度等级或最大允许误差 砝码为 F2等 M1级 四 环境条件 项 目要 求实 际 情 况结 论 湿度不要求不要求合格 温度不要求合格 风力 4 级合格 六 计量标准的测量重复性考核 用 20kg 在重复性条件下对电子秤进行 10 连续测量 得到测量列 20 0000 20 0000 19 9995 19 9995 19 9990 20 0000 19 9995 19 9990 20 0000 19 9 995kg 实验标准差为 S 0 40 g 测量重复性考核结果 小于合成标准不确定度 七 计量标准的稳定性考核 1 检定日期 2006 04 12 仪器名称 20kg 的 M2级砝码 单位 g 序号 12345678910 误差值 2 22 62 42 62 42 82 02 62 22 0 平均值 2 38 2 检定日期 2007 04 10 仪器名称 20kg 的 M2级砝码 单位 g 序号 12345678910 误差值 2 02 42 62 02 22 62 02 62 22 0 平均值 2 26 mmax 2 38g mmin 2 26g mmax mmin 0 12g mmax mmin U 八 测量不确定度评定 1 测量的数学模型 测量的数学模型 E P m 式中 E 电子秤示值误差 P 电子秤示值 m 标准砝码质量值 2 输入量的标准不确定度评定 本评定方法以最大称量 30kg 电子秤 20kg 点为例 2 1 输入量 P 的标准不确定度来源 u P 主要是电子秤测量重复性 四角偏载误差以及示值随 电源电压变化等 2 1 1 电子秤测量重复性引起的标准不确定度分项 u P1 的评定 A 类评定方法 用 20kg 在重复性条件下对电子秤进行 10 连续测量 得到测量列 20 0000 20 0000 19 9995 19 9995 19 9990 20 0000 19 9995 19 9990 20 0000 19 9 995kg 单次实验标准差 S 0 40 g 任选 5 台同类型电子秤 对每一台电子在 20kg 点进行两组测量 每组测量均在重复性条件 下连续测量 10 次 共得到 10 组测量列 每组测量列分别按上述方法计算 得到 10 个单次实验标 准差 如下表 S1 0 40gS2 0 53gS3 0 47gS4 0 39gS5 0 46g实验标准差 SJS6 0 39gS7 0 40gS8 0 63gS9 0 53gS10 0 46g 合并样本标准差 Sp可按下式计算 SP 0 47g m j jm s 1 2 1 在实际测量中 对输入量 P 仅进行 2 次测量 以 2 次测量的算术平均值作为测量结果 则该结果的标准不确定度为 u P1 0 33g 2 SP 自由度 vp1可按下式计算 vp1 10 10 1 90 m j j v 1 3 1 2 电子秤的偏载误差引起的标准不确定度分项 u P2 的评定 电子 秤进行偏载试验时 用最大称量 1 3 的砝码 放置在 1 4 秤台面积中 最大值与最 少值之差一般不会超过 5g 半宽 2 5 g 而测量时放置砝码的位置较为注意 偏载量远比做偏载试 验时少 假设其误差为偏载试验时的 1 3 并服从均匀分布 包含因子 k 可得3 u P2 0 48g 3 3 5 2 g 估算 u p2 u p2 为 10 则自由度为 p2 50 2 1 3 电源电压稳定度引起的标准不确定度分项 u p3 电源电压在规定条件下变化可能会造成变化 0 2e 即 1 0 g 假设半宽度 a 1 0g 服从均匀 分布 包含因子 k 3 u p3 1 0g 0 58g3 估算 u p3 u p3 为 10 则自由度为 p3 50 2 1 4 输入量 P 的标准不确定度的计算 由于输入量 P 的分项彼此不相关 因此 u2 p u2 p1 u2 p2 u2 p3 u p 0 82gpu 2 自由度 vp u4 p 130 j j v u 4 3 2 输入量 m 的标准不确定度评定 输入量 m 的标准不确定度可以根据检定证书中得到 如检定证书中没有给出扩展不确定 度 则可按 OIML R111 砝码国际建议的约定 对低准确度级砝码的标准不确定度等于允差表规定 的最大允许误差的 1 3 查表得到 20kg 砝码 允许误差为 1g 其标准不确定度 u m 1g 0 43g3 估算 u m u m 为 10 则自由度为 m 50 4 合成标准不确定度 4 1 传播系数 灵敏系数 灵敏系数 c1 E p 1 c2 E m 1 4 2 标准不确定度汇总表见下表 表 1 测量不确定度汇总表 分量来源标准不确定度ci自由度 u p 0 82g1130 u p1 电子秤的测量重复性0 33g u p2 电子秤的偏载0 48g u p3 电源电压波动0 58g u m 砝码0 43g 150 4 3 合成标准不确定度的计算 输入量彼此独立不相关 所以合成标准不确定度可按下式得到 根据 uc2 E E p u p 2 E m u m 2 得 uc E 0 93g 22 43 0 82 0 4 4 合成标准不确定度有效自由度 合成标准不确定度有效自由度 veff veff uc 4 E c1u p 4 vp c2u p 4 vm 179 将合成标准不确定度有效自由度 veff估算为 100 5 扩展不确定度 取置信概率 95 由于自由度大多是估算的 查 t 分布表 kp t95 95 1 984 扩展不确定度 U95 t 95 100 uc E 1 984 0 93 1 8 g 6 测量结果的报告 30kg 电子秤示值误差测量结果的扩展不确定度为 U95 1 8g kp 1 984 在 20kg 时测量 九 计量标准的测量不确定度验证 选定一台称量为 30kg 电子秤 经本单位标准器组检测的一组数据与上级技术测试部门的 一组数据比对检定结果如下 计量性能 上级技术测试部门检定结果 kg 本装置检定结果 kg 比对结果差值 kg 零点误差 000 四角误差 20 00420 0030 001 最少称量 0 4000 4000 500 分度称量 5 0015 0010 半量程 15 00215 0040 002 最大秤量 30 00430 0060 002 以 20kg 称量为例 两次称量之差为 1g 少于电子秤 20 kg 示值误差测量结果的扩展不确 定度测量 U95 1 8g 因此测量不确定度验证合格 十 结论 经验证 该装置的各项性能均达到砝码