计量标准技术报告(电子天平检定装置)

1、计 量 标 准 技 术 报 告计 量 标 准 名 称电子天平检定装置计量 标 准负责人建标单位名称（公章）填写日期1 目录一、 建立计量标准的目的（2）二、计量标准的工作原理及其组成 . . .(2) 三、计量标准器及主要配套设备 . .(3) 四、计量标准的主要技术指标 . .(4) 五、环境条件 . . .(4) 六、计量标准的量值溯源和传递框图 . . . (5) 七、计量标准的测量重复性试验. .(6) 八、计量标准的稳定性考核. .(7) 九、检定或校准结果的测量不确定度评定 . (8) 十、检定或校准结果的验证 .(15) 十一、结论 . . .(16) 十二、附加说明.(16)

2、2 一、建立计量标准的目的根据集团公司发展现状，现用于实验室理化实验中称量实验物料的电子天平共24 台，随着实验室规模的扩大和实验室数量的增加，电子天平的数量将大大增加，电子天平的准确程度将直接影响公司的产品质量，为确保公司产品质量，保证实验数据的准确，筹划建立电子天平检定装置，定期对集团公司内使用的电子天平进行检定。根据jjg1036 2008电子天平检定规程中检定电子天平的配备要求，标准砝码的扩展不确定度不得大于被检天平在该载荷下最大允许误差绝对值的1/3，对于 200g分度值为 0.1mg 的电子天平，最大允许误差为0.1mg， 要求检定用标准砝码200g 的扩展不确定度为0.3mg，

3、选择 e2等级(100mg200g)的标准砝码符合检定规程的要求。二、计量标准的工作原理及其组成1 工作原理：用标准砝码直接来测量电子天平各技术参数的示值，得到电子天平示值与标准砝码之差，即为电子天平的示值误差数学模型：mpm检定原理图：2、组成： 1mg500g 一盒 e2等级砝码1kg2kg一盒 e2等级砝码3 三、计量标准器及主要配套设备计量标准器名 称型 号测量范围不确定度或准确度等或最大允许误差制造厂及出厂编号检定或校准机构检定周期或复校间隔砝码1mg500g 1mg500g e2山东蓬莱14 中国测试技术研究院一年砝码1kg2kg (12)kg e2山东蓬莱13 中国测试技术研究院

4、一年主要配套设备温度计（ 0 50） /0.1（050） m p e ： 0.1上海精科200311 市计量测试所一年4 四、计量标准的主要技术指标 1 、计量标准器的测量范围：1mg2kg 2 、准确度等级： e2等级五、环境条件项目要求实 际 情 况结论温度稳定的环境温度，最大温差不超过天平温度范围的1/5(10 ) 22, 最大温差为1合格湿度小于 80rh 60rh 合格振动无振动无振动合格磁场无磁场无磁场合格5 六、计量标准的量值溯源和传递框图上一级计量器具本级计量器具下一级计量器具砝码1mg2kg mpe：（0.0063.0）mg 替代衡量法直接比较法标准砝码1mg2kg mpe：

5、（0.003 1.0）mg 保存机构：中国测试技术研究院电子天平（05100） g i及以下等级6 七、计量标准的重复性试验取 200g的电子天平，编号为： d432811213，测量时环境温度为20，在本装置正常工作条件下，在其 200g 测量点上等精度重复测量10 次，测量结果如下：序号测量值xi（g）uixix(mg)ui2 (mg) 1 200.0001 0.08 0.0064 2 200.0000 0.02 0.0004 3 200.0000 0.02 0.0004 4 200.0000 0.02 0.0004 5 200.0000 0.02 0.0004 6 200.0000 0.

6、02 0.0004 7 200.0000 0.02 0.0004 8 200.0000 0.02 0.0004 9 200.0000 0.02 0.0004 10 200.0001 0.08 0.0064 x200.00002 91101212iinixiunxs0.03（mg）结论：1. 经过评定 200g电子天平测量结果的不确定度u95 0.12mg 2. 在重复性条件下，对200g电子天平重复测量10 次，其重复性误差为s=0.03mg3.由于 s=0.03mg1/3 u95 0.04mg 计量标准的重复性考核合格,该计量标准重复性可靠满足 jjg1033-2008计量标准考核规范的要求

7、。7 八、计量标准的稳定性考核取 200g的电子天平，编号为： d432811213每隔一个月，在重复性条件下对200g点测量 10次，测得数据如下：考核时间测量值（ g）测量次数2008 年10 月 17 日2008年11月 17 日2008年12月 17 日2009年1 月 16 日核查标准200g电子天平1 200.0003 200.0005 200.0004 200.0002 2 200.0002 200.0005 200.0003 200.0003 3 200.0003 200.0003 200.0003 200.0003 4 200.0004 200.0003 200.0003 2

8、00.0004 5 200.0003 200.0004 200.0003 200.0003 6 200.0004 200.0005 200.0002 200.0003 7 200.0003 200.0004 200.0003 200.0002 8 200.0001 200.0003 200.0004 200.0003 9 200.0004 200.0004 200.0003 200.0004 10 200.0003 200.0004 200.0003 200.0003 iy200.0003 200.0004 200.00031 200.0003 minmaxyy0.0001 允许变化量0.00

9、03 结论合格考核人员8 九、检定或校准结果的测量不确定度评定电子天平示值误差测量结果的不确定度评定一、测量过程简述1、测量依据： jjg98-2008 电子天平检定规程2、测量环境条件：温度（1826），温度波动 0.5/h ，相对湿度不大于75%3、测量标准： e2 等级砝码4、被测对象： 最大称量为 200g,实际分度值 d=0.1mg 的电子天平。 一般情况下， 校准天平的秤量点以及大致分布的5 个点。5、测量方法： 采用标准砝码直接来测量电子天平各技术参数的示值，可得电子天平示值与标准砝码之差，即为电子天平的示值误差。二、数学模型mpm式中：m-电子天平示值误差p-电子天平示值m-标

10、准砝码值三、各输入量的标准不确定度分量的评定(一)检定 200g电子天平示值误差测量结果的不确定度评定1.输入量 m的标准不确定度u(m)的评定输入量 m的标准不确定度u(m)采用 b 类方法评定。根据 jjg99-2006砝码检 定规程 中给出 的 e2等级200g1mg 砝码的 扩展不 确定度u=(0.10.002)mg，包含因子 k=2。由于不同秤量点对应于不同量程的标准砝码，则标准砝码的标准不确定度也不同。我们以200g 点为例，根据规程可得e2等级 200g 的扩展不确定度u=0.1mg，则标准不确定度：mgmgumu05.0210.02)(自由度：)(m2.输入量 p 的标准不确定

11、度 u(p)的评定输入量 p 的标准不确定度 u(p)主要来源于天平的测量重复性和天平的分辨力。测量重复性引起的标准不确定度u(p1)的评定用 200g砝码在重复性条件下对电子天平进行连续10 次测量，得到测量列（g）200.0003 ， 200.0002， 200.0003， 200.0004， 200.0003， 200.0004 ， 200.0003， 200.0001， 200.0004，200.0003 niixnx11=200.0003g 单次实验标准差：1)(12nxxsnii=0.09mg 9 任意选取 3 台同类型电子天平，对每台电子天平在200g 秤量点处进行3 组测量，

12、每组测量均在重复性条件下连续测量10 次，共得 9 组测量列，每组测量列分别按上述方法计算，得到9 个单次实验标准差，如表实验标准差 sj （mg）s1=0.09 s2=0.07 s3=0.09 s4=0.06 s5=0.07 s6=0.10 s7=0.09 s8=0.08 s9=0.10 合并样本标准差：mjpjsms121=0.08mg 实际在电子天平的校准工作中，每次测量重复性为6 次，则：6)(1pspu=0.03mg 自由度：)(1p=9（10-1）=81 天平分辨力引起的标准不确定度u(p2)的评定该电子天平实际分度值d=0.1mg，且服从均匀分布，则：mgmgdpu03.0321

13、.032/)(2估计10.0)(/)(22pupu，则自由度50)(2p 输入量 p的标准不确定度 u(p)的计算已知 p1和 p2互相独立，则mgpupupu04.003.003.0)()()(222212985003.08103.004.0)()()()()()(4442421414ppuppupup四、合成标准不确定度及扩展不确定度得评定1 灵敏系数数学模型：mpm灵敏系数：11pmc12mmc2 各不确定度分量汇总及计算表标准不确定度分量)(ixu不确定度来源标准不确定度（mg）自由度i灵敏系数)( mu标准砝码0.05 -1 )( pu天平测量重复性0.03 0.04 81 98 1

14、 天平分辨力所引起0.03 50 3 合成标准不确定度的计算输入量 m和 p 彼此独立不相关，所以：10 2.2.1222)(2)()(.)(.)(mucpucmummpupmmuc合成标准不确定度：mgmgmuc06.004.005.0)(224 合成标准不确定度的有效自由度4969804.0006.044444)()()()()(ppummumuceff，取eff5 扩展不确定度的评定取置信概率 p95，按有效自由度eff，查 t 分布表得960.1)(95tkp，则扩展不确定度为：mgmgmcutu12.006.0960.1)().(9595(二)检定 120g电子天平示值误差测量结果的

15、不确定度评定1输入量 m的标准不确定度u(m)的评定输入量 m的标准不确定度u(m)采用 b 类方法评定。根据 jjg99-2006砝码检 定规程 中给出 的 e2等级200g1mg 砝码的 扩展不 确定度u=(0.10.002)mg，包含因子 k=2。由于不同秤量点对应于不同量程的标准砝码，则标准砝码的标准不确定度也不同。根据规程可 得e2等 级120g的 扩 展 不 确 定 度u=0.08mg ， 则 标 准 不 确 定 度 ：mgmgumu04.0208.02)(自由度：)(m2输入量 p 的标准不确定度 u(p)的评定输入量 p 的标准不确定度 u(p)主要来源于天平的测量重复性和天平

16、的分辨力。测量重复性引起的标准不确定度u(p1)的评定用 120g砝码在重复性条件下对电子天平进行连续10 次测量，得到测量列（g）120.0000 ， 120.0000， 120.0001， 120.0001， 120.0002， 120.0002 ， 120.0002， 120.0002， 120.0003，120.0003 niixnx11=120.00016g 11 单次实验标准差：1)(12nxxsnii=0.10mg 任意选取 3 台同类型电子天平，对每台电子天平在120g秤量点处进行 3 组测量，每组测量均在重复性条件下连续测量10次，共得 9 组测量列，每组测量列分别按上述方法

17、计算，得到 9 个单次实验标准差，如表实验标准差 sj （mg）s1=0.06 s2=0.07 s3=0.09 s4=0.06 s5=0.07 s6=0.10 s7=0.09 s8=0.06 s9=0.10 合并样本标准差：mjpjsms121=0.08mg 实际在电子天平的校准工作中，每次测量重复性为6 次，则：6)(1pspu=0.03mg 自由度：)(1p=9（10-1）=81 天平分辨力引起的标准不确定度u(p2)的评定该电子天平实际分度值d=0.1mg，且服从均匀分布，则：mgmgdpu03.0321.032/)(2估计10.0)(/)(22pupu，则自由度50)(2p 输入量 p

18、的标准不确定度 u(p)的计算已知 p1和 p2互相独立，则mgpupupu04.003.003.0)()()(222212985003.08103.004.0)()()()()()(4442421414ppuppupup四、合成标准不确定度及扩展不确定度得评定1 灵敏系数数学模型：mpm灵敏系数：11pmc12mmc2 各不确定度分量汇总及计算表标准不确定度分量)(ixu不确定度来源标准不确定度（mg）自由度i灵敏系数)( mu标准砝码0.04 -1 )( pu天平测量重复性0.03 0.04 81 98 1 天平分辨力所引起0.03 50 12 3 合成标准不确定度的计算输入量 m和 p

19、彼此独立不相关，所以：2.2.1222)(2)()(.)(.)(mucpucmummpupmmuc合成标准不确定度：mgmgmuc06.004.004.0)(224 合成标准不确定度的有效自由度4969804.0006.044444)()()()()(ppummumuceff，取eff5 扩展不确定度的评定取置信概率 p95，按有效自由度eff，查 t 分布表得960.1)(95tkp，则扩展不确定度为：mgmgmcutu12.006.0960.1)().(9595(三)检定 5100g电子天平示值误差测量结果的不确定度评定1 输入量 m 的标准不确定度u(m)的评定输入量 m的标准不确定度u

20、(m)采用 b 类方法评定。根据 jjg99-2006砝码检 定规程 中给出 的 e2等级200g1mg 砝码的 扩展不 确定度u=(0.10.002)mg， 包含因子 k=2； 1kg2kg 砝码的扩展不确定度u=(0.51)mg， 包含因子 k=2。由于不同秤量点对应于不同量程的标准砝码，则标准砝码的标准不确定度也不同。根据规程可 得e2等 级5100g的 扩 展 不 确 定 度u=2.05mg ， 则 标 准 不 确 定 度 ：mgmgumu02.1205.22)(自由度：)(m2输入量 p 的标准不确定度 u(p)的评定输入量 p 的标准不确定度 u(p)主要来源于天平的测量重复性和天

21、平的分辨力。测量重复性引起的标准不确定度u(p1)的评定用 5000g砝码在重复性条件下对电子天平进行连续10次测量，得到测量列（g）4999.95，4999.95，4999.95，4999.95，4999.95 ，4999.96，4999.95，4999.96，4999.96，4999.95 niixnx11=4999.953g 13 单次实验标准差：1)(12nxxsnii=4.83mg 任意选取 3 台同类型电子天平，对每台电子天平在5000g 秤量点处进行3 组测量，每组测量均在重复性条件下连续测量10 次，共得9 组测量列，每组测量列分别按上述方法计算，得到9 个单次实验标准差，如表

22、实验标准差 sj （mg）s1=4.83 s2=4.85 s3=4.84 s4=4.86 s5=4.85 s6=4.82 s7=4.80 s8=4.81 s9=4.89 合并样本标准差：mjpjsms121=4.84mg 实际在电子天平的校准工作中，每次测量重复性为6 次，则：6)(1pspu=1.98mg 自由度：)(1p=9（10-1）=81 天平分辨力引起的标准不确定度u(p2)的评定该电子天平实际分度值d=10mg，且服从均匀分布，则：mgdpu87.2321032/)(2估计10.0)(/)(22pupu，则自由度50)(2p 输入量 p的标准不确定度 u(p)的计算已知 p1和 p

23、2互相独立，则mgpupupu49.387.298.1)()()(222212965087.28198.149.3)()()()()()(4442421414ppuppupup四、合成标准不确定度及扩展不确定度得评定1 灵敏系数数学模型：mpm灵敏系数：11pmc12mmc2 各不确定度分量汇总及计算表标准不确定度分量)(ixu不确定度来源标准不确定度（mg）自由度i灵敏系数)( mu标准砝码1.02 -1 )( pu天平测量重复性1.98 3.49 81 96 1 天平分辨力所引起2.87 50 14 3 合成标准不确定度的计算输入量 m和 p 彼此独立不相关，所以：2.2.1222)(2)

24、()(.)(.)(mucpucmummpupmmuc合成标准不确定度：mgmgmuc64.349.302.1)(224 合成标准不确定度的有效自由度1139649.3064.344444)()()()()(ppummumuceff，取eff5 扩展不确定度的评定取置信概率 p95，按有效自由度eff，查 t 分布表得960.1)(95tkp，则扩展不确定度为：mgmgmcutu13.764.3960.1)().(9595五、测量不确定度报告1 检定 200g 电子天平在最大秤量200g 时示值误差测量结果的扩展不确定度为：u950.12mg，eff2 检定 120g 电子天平在最大秤量120g 时示值误差测量结果的扩展不确定度为：u950.12mg，eff3 检定 5100g 电子天平在最大秤量5000g 时示值误差测量结果的扩展不确定度为：u957.13mg，eff六、结论