计量标准技术报告衡器

计量标准技术报告 计量标准名称衡衡 器器 检检 定定 装装 置置 建立计量标准单位大大丰丰市市计计量量测测试试所所 计量标准负责人朱朱 剑剑 锋锋 筹建起止日期2003 年年 11 月月 12 日日 目 录 一 建立计量标准的目的 3 二 计量标准的工作原理及其组成 3 三 计量标准器及主要配套设备 4 四 计量标准的主要技术指标 5 五 环境条件 5 六 计量标准的量值溯源和传递框图 6 七 计量标准的测量重复性考核 7 八 计量标准的稳定性考核 8 九 测量不确定度评定 9 17 十 检定或校准结果的验证 18 十一 结论 19 十二 附加说明 19 一 建立计量标准的目的 为了适应工业生产发展的需要 保证量值传递的准确一致 特建立衡器检定标 准 用以检定能源计量 贸易结算等用途的衡器 二 计量标准的工作原理及其组成 衡器的检定是采用相应精度的砝码 用直接衡量法来校验衡器的计量性能 也可采用替代法 按有关检定规程要求进行检定 原理框图如下 本标准主要由砝码组成 直 接 衡 量 法 或 替 代 法 衡 器 检 定 装 置 被 检 衡 器 三 选用的计量标准器及主要配套设备 名 称型号 测量范围 mm 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10kg100kgM1级01 10FM 砝 码 100 200 0 g 100 2000 gM1级020FM 砝 码25kg5000kgM1级001 200FM 砝 码1000kg22000kgM12级 上海冶金局 01 22 001 砝 码500kg3000kgM12级23 28001 计 量 标 准 器 砝 码Fg210mg 500gF2级13 F80193 砝 码Fk3 1 20 kgF2级 上海 416 HQ0066 主 要 配 套 设 备 四 计量标准的主要技术指标 测量范围 0 60t 名 称型号规格准确度等级出厂编号 砝 码10mg 500g F213 砝 码100g 2000gM1级 020 砝 码 10kg M1级 01 10 砝 码1kg 20kg F2416 砝 码 25 kg M1级 001 200 砝 码 500kg M12级 23 28 砝 码 1000kg M12级 01 22 五 环境条件 项 目要 求实际情况结 论 温 度常 温常 温合 格 相对湿度无雨 雪天 气无雨 雪天 气合 格 振 源无振源无振源合 格 磁 场无 磁 场 影响无 磁 场 影响合 格 风 力不影响计量性能不影响计量性能合 格 六 计量标准的量值溯源和传递框图 上 级 计 量 标 准 器 具 本 所 计 量 标 准 器 具 工 作 计 量 器 具 江苏省计量院江苏省计量院 大砝码标准装置大砝码标准装置 盐盐城城市市测测试试所所 F 1级级砝砝码码标标准准装装置置 大丰市大丰市 计量测试所计量测试所 衡器检定装置衡器检定装置 1t 砝码砝码 M12级级 大丰市大丰市 计量测试所计量测试所 衡器检定装置衡器检定装置 25kg 砝码砝码 M1级级 大丰市计量测试所大丰市计量测试所 F 2级级砝砝码码标标准准 装装置置 1 1 kgkg 2020 kgkg 允差允差 16mg 30016mg 300 mgmg 0 60t 级及以下的秤级及以下的秤 七 计量标准的测量重复性考核 用本标准在重复性条件下对 SCS 30 型 e 10kg 号电子衡 15t 示值点连续 测量 10 次 其测量结果见下表 序号xi t xi x kg kg 2 2 xxi 115 000 0 10 01 215 000 0 10 01 315 000 0 10 01 415 0010 90 81 515 000 0 10 01 615 000 0 10 01 715 000 0 10 01 815 000 0 10 01 915 000 0 10 01 1015 000 0 10 01 150 0010 9 x15 0001 计算得 15 0001t n i i x n x 1 1 0 316kg 1 1 2 n xx s n i i 结论 经考核 重复性 s s 0 316kg 小于本标准的合成不确定度 Uc Uc 0 793kg 符合要求 八 计量标准的稳定性考核 用一稳定的大衡每隔一个月对该衡器 15t 值进行一次测量 大衡的编号为检定分 度值 e 10kg 结果如下 测量时间测量结果 t 平均值 t 差值 t 2009 11 18 15 001 15 000 15 001 15 0007 2009 12 18 15 001 15 000 15 000 15 0003 2010 1 18 15 001 15 000 15 000 15 0003 2010 2 18 15 000 15 000 15 000 15 0000 0 0007 其最大值与最小值之差 max min 0 0007t 0 7kg 根据测量不确定度评定 本标准的扩展不确定度 U95 1 60kg k95 t95 25 2 06 显然 max min U95 结论 经考核 每月的测量结果中 最大值与最小值之差 为 0 7kg 小于本 标准的扩展不确定度 U95 U95 1 60kg 符合要求 九 测量不确定度评定 一 数字指示秤的测量不确定度评定 1 测量方法 依据被检衡器的检定规程 在相应精度的天平上 采用替代法 将被检衡器的 校准结果与所加标准砝码的质量相减 得出衡器的示值误差 2 数学模型 m m ms 其中 m 为被检衡器的示值误差 m 为被检衡器的实际质量 ms为标准砝码的实际质量 由数学模型知测量结果不确定度的方差为 s mucmucmd 22 2 22 1 2 式中 ci为第 i 个不确定度分量的灵敏系数 其值分别为 1 1 m m c 1 2 s m m c 3 标准不确定度分量的来源 3 1 输入量 m 的标准不确定度分量 u m 由 3 1 1 3 1 2 合并而成 3 1 1 操作人员操作引入的标准不确定度分量 u m1 3 1 2 测量重复性引入的标准不确定度分量 u m2 3 2 输入量 ms的标准不确定度分量 u ms 由标准砝码测量不确定度产生 注 1 由于采用替代法测量 消除了天平的不等臂引起的误差 故测量方法误 差为零 2 对于 3 级以下衡器 环境影响可予以忽略 4 标准不确定度分量评定 4 1 输入量 m 的标准不确定度分量 u m 4 1 1 操作人员操作引入的标准不确定度分量 u m1 操作人员操作引起的误差约 1kg 均匀分布 则 九 测量不确定度评定 u m1 kg577 0 3 1 4 1 2 测量重复性引入的标准不确定度分量 u m2 用本标准在重复性条件下对 SCS 60 型 e 20kg 编号为号电子衡 15t 示值 点连续测量 10 次 其显示值分别为 15 007 15 006 15 008 15 007 15 007 15 008 15 008 15 007 15 008 1 5 007 单位 t 计算得 算术平均值 15 0073t n i i x n x 1 1 实验标准偏差 0 675kg 1 1 2 n xx s n i i 标准不确定度分量 u m2 0 213 n s s 自由度 12 n 1 9 4 1 3 合并 4 1 1 和 4 1 2 输入量 m 的标准不确定度分量 u m 为 0 615kg 2 i umu 10 n i i i c u u m 1 4 4 4 2 输入量 m 的标准不确定度分量 u ms 根据 JJG99 2006 规定 15 只 M12级标准砝码按绝对值相加法 允差 1 5kg 正态分布 则 u ms kg5 0 3 5 1 估算可靠程度为 90 则自由度 ms 1 90 2 2 50 九 测量不确定度评定 5标准不确定度分量一览表 标准不确 定度分量 符号 ui x 不确定度来源 标准不确 定度的值 kg 灵敏系数 i i x f c 分量不确 定度贡献 ci ui x 分布特性 自由度 i u u m m 输输入入量量m m的的不不确确定定成成分分 0 6150 6151 10 6150 615 正正态态分分布布 1010 u m1 操作人员引起的误差 0 577 均匀分布 8 u m2 测量 重 复性 0 213 正正态态分分布布 9 u u m ms s 输输入入量量m ms s的的不不确确定定成成分分 0 50 5 1 1 0 50 5 正正态态分分布布 5050 6合成标准不确定度评定 u m 和 u ms 彼此独立且不相关 则 0 793kg 2 ic uu 25 n i i i c eff u u 1 4 4 7扩展不确定度评定 取置信概率 p 95 由 p 及 eff从 t 分布表中查得包含因子 k95为 k95 t95 25 2 06 则扩展不确定度 U95为 U95 k95uc 2 06 0 793 1 63kg 0 0016t 8测量不确定度报告 被检电子衡 15t 示值点的测量结果为 m 15 0073 0 0016 t eff 25 九 测量不确定度评定 二 模拟指示秤的测量不确定度评定 1 测量方法 依据被检衡器的检定规程 在相应精度的天平上 采用替代法 将被检衡器的 校准结果与所加标准砝码的质量相减 得出衡器的示值误差 2 数学模型 m m ms 其中 m 为被检衡器的示值误差 m 为被检衡器的实际质量 ms为标准砝码的实际质量 由数学模型知测量结果不确定度的方差为 s mucmucmd 22 2 22 1 2 式中 ci为第 i 个不确定度分量的灵敏系数 其值分别为 1 1 m m c 1 2 s m m c 3 标准不确定度分量的来源 3 1 输入量 m 的标准不确定度分量 u m 由 3 1 1 3 1 2 合并而成 3 1 1 操作人员操作引入的标准不确定度分量 u m1 3 1 2 测量重复性引入的标准不确定度分量 u m2 3 2 输入量 ms的标准不确定度分量 u ms 由标准砝码测量不确定度产生 注 1 由于采用替代法测量 消除了天平的不等臂引起的误差 故测量方法误 差为零 2 对于 3 级以下衡器 环境影响可予以忽略 4 标准不确定度分量评定 4 1 输入量 m 的标准不确定度分量 u m 4 1 1 操作人员操作引入的标准不确定度分量 u m1 操作人员操作引起的误差约 10g 均匀分布 则 九 测量不确定度评定 u m1 g77 5 3 10 可信程度约 75 则自由度 11 1 75 2 2 8 4 1 2 测量重复性引入的标准不确定度分量 u m2 用本标准在重复性条件下对 ATZ 8 型 e 20g 编号为 04352 号弹簧度盘秤 6kg 示值点连续测量 10 次 其显示值分别为 6 04 6 05 6 04 6 04 6 05 6 04 6 05 6 03 6 04 6 04 单位 kg 计 算得 算术平均值 6 042kg n i i x n x 1 1 实验标准偏差 6 32g 1 1 2 n xx s n i i 标准不确定度分量 u m2 2 00g n s s 自由度 12 n 1 9 4 1 3 合并 4 1 1 和 4 1 2 输入量 m 的标准不确定度分量 u m 为 6 11g 2 i umu 10 n i i i c u u m 1 4 4 5 2 输入量 m 的标准不确定度分量 u ms 根据 JJG99 2006 规定 3 只 M1级标准砝码按绝对值相加法 允差 0 3g 正态 分布 则 u ms g1 0 3 3 0 估算可靠程度为 90 则自由度 ms 1 90 2 2 50 九 测量不确定度评定 6标准不确定度分量一览表 标准不确 定度分量 符号 ui x 不确定度来源 标准不确 定度的值 g 灵敏系数 i i x f c 分量不确 定度贡献 ci ui x 分布特性 自由度 i u u m m 输输入入量量m m的的不不确确定定成成分分 6 116 111 16 116 11 正正态态分分布布 1010 u m1 操作人员引起的误差 5 77 均匀分布 8 u m2 测量 重 复性 2 00 正正态态分分布布 9 u u m ms s 输输入入量量m ms s的的不不确确定定成成分分 0 10 1 1 1 0 50 5 正正态态分分布布 5050 7 合成标准不确定度评定 u m 和 u ms 彼此独立且不相关 则 6 11g 2 ic uu 10 n i i i c eff u u 1 4 4 8 扩展不确定度评定 取置信概率 p 95 由 p 及 eff从 t 分布表中查得包含因子 k95为 k95 t95 10 2 23 则扩展不确定度 U95为 U95 k95uc 2 23 6 11 13 6253g 0 014kg 9测量不确定度报告 被弹簧度盘秤 6kg 示值点的测量结果为 m 6 042 0 014 kg eff 10 九 测量不确定度评定 三 非自行指示秤的测量不确定度评定 1 测量方法 依据被检衡器的检定规程 在相应精度的天平上 采用替代法 将被检衡器的校 准结果与所加标准砝码的质量相减 得出衡器的示值误差 2 数学模型 m m ms 其中 m 为被检衡器的示值误差 m 为被检衡器的实际质量 ms为标准砝码的实际质量 由数学模型知测量结果不确定度的方差为 s mucmucmd 22 2 22 1 2 式中 ci为第 i 个不确定度分量的灵敏系数 其值分别为 1 1 m m c 1 2 s m m c 3 标准不确定度分量的来源 3 1 输入量 m 的标准不确定度分量 u m 由 3 1 1 3 1 2 合并而成 3 1 1 操作人员操作引入的标准不确定度分量 u m1 3 1 2 测量重复性引入的标准不确定度分量 u m2 3 2 输入量 ms 的标准不确定度分量 u ms 由标准砝码测量不确定度产生 注 1 由于采用替代法测量 消除了天平的不等臂引起 的误差 故测量方法 误差为零 2 对于 3 级以下衡器 环境影响可予以忽略 4 标准不确定度分量评定 4 1 输入量 m 的标准不确定度分量 u m 4 1 1 操作人员操作引入的标准不确定度分量 u m1 操作人员操作引起的误差约 0 2kg 均匀分布 则 九 测量不确定度评定 非自行指示秤 u m1 kg115 0 3 2 0 可信程度约 75 则自由度 11 1 75 2 2 8 4 1 2 测量重复性引入的标准不确定度分量 u m2 用本标准在重复性条件下对 TGT 300 型 e 0 2kg 编号为号机械磅秤 200kg 示值点连续测量 10 次 其显示值分别为 200 0 200 1 200 1 200 1 200 0 200 0 199 9 199 9 200 1 200 1 单位 kg 计算得 算术平均值 200 03kg n i i x n x 1 1 实验标准偏差 0 082kg 1 1 2 n xx s n i i 标准不确定度分量 u m2 0 026kg n s s 自由度 12 n 1 9 4 1 3 合并 4 1 1 和 4 1 2 输入量 m 的标准不确定度分量 u m 为 0 118kg 2 i umu 9 n i i i c u u m 1 4 4 6 2 输入量 m 的标准不确定度分量 u ms 根据 JJG99 2006 规定 8 只 M1级标准 25kg 砝码按绝对值相加法 允差 0 01kg 正态分布 则 u ms kg0033 0 3 01 0 估算可靠程度为 90 则自由度 ms 1 90 2 2 50 九 测量不确定度评定 非自行指示秤 7标准不确定度分量一览表 标准不确 定度分量 符号 ui x 不确定度来源 标准不确 定度的值 kg 灵敏系数 i i x f c 分量不确 定度贡献 ci ui x 分布特性 自由度 i u u m m 输输入入量量m m的的不不确确定定成成分分 0 1180 1181 10 1180 118 正正态态分分布布 9 9 u m1 操作人员引起的误差 0 115 均匀分布 8 u m2 测量 重 复性 0 026 正正态态分分布布 9 u u m ms s 输输入入量量m ms s的的不不确确定定成成分分 0 00330 0033 1 1 0 00330 0033 正正态态分分布布 5050 7 合成标准不确定度评定 u m 和 u ms 彼此独立且不相关 则 0 118kg 2 ic uu 9 n i i i c eff u u 1 4 4 8 扩展不确定度评定 取置信概率