F2等级砝码技术报告

1、计量标准技术报告计量标准名称F2等级砝码组标准装置计量标准负责人董英刚建立单位名称市蓟州区计量检定所填写日期2017 年目录一、建立计量标准的目的 ()二、 计量标准的工作原理及其组成 ()三、计量标准器及主要配套设备 ()四、计量标准的主要技术指标 ()五、环境条件 ()六、 计量标准的量值溯源和传递框图 ()七、计量标准的稳定性考核 ()八、检定或校准结果的重复性试验()九、检定或校准结果的不确定度评定 ()十、检定或校准结果的验证 ()十一、结论 ()十二、附加说明、建标计量标准的目的加强计量器具管理，规计量器具检定要求，保障国家计量单位制的统- 和量值传递的一致性、准确性，为国民经济发

2、展以及计量监督管理提供公正、 准确的检定数据或结果。一、计量标准的工作原理及其组成F2等级砝码标准装置的工作原理是：利用精密天平的测量求出被检定物 质的对应值，在砝码的计量检定过程中，将标准砝码放在天平的右盘，在左盘 放置被检定砝码，利用精密天平的平衡原理，经过多次循环的测量，通过公式 计算，求出被检定砝码的实际值。F2等级砝码标准装置的标准及配套设备由：标准砝码，天平等组成。三、计量标准器及主要配套设备.名称型号测量围不确定度或准 确度等级或最 大允许误差制造厂及 出厂编号检定周 期或复 校间隔检定或 校准机 构计量标准器标准砝 码1mc500gE2等级/30131年市院标准砝 码（15）

3、kgF2等级/7981年市院标准砝 码（1020） kgF2等级/7811年市院主 要 配 套 设 备电子天平BT25SO.OImg 21g级电子天平1年蓟州所电子天平BT224S0.1mg 220g级电子天平1年蓟州所机械天平4SP1K-11mg 1kgCD4级机械天平1年蓟州所机械天平4SP5K-15mg 5kg 4级机械天平1年蓟州所机械天平TG40750mg 50kg4级机械天平1年蓟州所四、计量标准的主要技术指标1、计量标准的测量围：标准砝码 1mg 20kg2、计量标准的总不确定度，误差或准确度等级标准砝码F2等级五、环境条件项目要求实际情况结论温度18C -23 C22 C符合要

4、求湿度(30-70) %RH60%RH符合要求外电磁场无外电磁场影响无影响符合要求六、计量标准的量值溯源和传递框图七、计量标准的稳疋性考核本计量标准的稳定性，主要指用该标准在规定的一定时间间隔测量稳定的被测对象时所得到的测量结果的一致性。F2等级标准砝码，在不冋时期对冋一 20g的M1等级标准砝码进行测量，每个时期测量6次，取平均值，共测四组，取四组测量结果之中的最大值和最小值之差。测量结果如下表：计量标准稳疋度考核记录测量次数2017年1月2017年3月2017年5月2017年7月变差结论120.000119.999920.000119.99990.0003合格219.999919.9998

5、20.000219.9999319.999920.000120.000120.0001420.000120.000020.000220.0001520.000020.000020.000120.0001620.000120.000120.000119.9999经测试，本计量标准测量的稳定性0.0005mg（最大变化量），故用本计量标准进行测量时，其稳定性符合要求。八、检定或校准结果的重复性试验选取一个20Kg四等砝码，等精度重复测量 5次，分别取2017年中5个月 进行变化量比较，各次测量值如下；测得值变化量日期12345平均值y2016年1月5日505255525051.82016年4月7日

6、404245454242.82016年8月9日484949484947.62016年11月9日505252555051.8max y min =9.0 < | ± 300mg |符合要求，所以该装置稳定性可靠九、检定或校准结果的不确定度评定1、概述：1 . 1测量依据：JJG99-2006砝码检定规程1. 2环境条件：常温，相对温度不大于80%。1. 3计量标准器：50个F2等级20kg标准砝码，每个砝码的扩展不确定度U=0.1g,.包含因子(K=3)1. 4主要配套设备：电磁天平，检定分度值5g,实际分度值1g,最大允许误差5g.2. 数字模型根据规程提供的计算公式，被检砝码

7、的折算质量值为mA=mB*+ (Va Vb) ( p p.2)(1)设 m p= (Va Vb) ( p p.2),La Lb mrmr=,LBrLbI LBr Lb | =L 1, La Lb=L2,贝V mr= (mr/Li) / L2得 Ma=m B+m p±mr±mw(2)3. 方差与灵敏系数根据(2)式，可由Uc2=【?f/?xi】2 u2 (Xi)(3)以200g为例：得 u2 (mA) =C2 (mB) u2 (mB) +C2 ( mP) u2+( mp + C2 (mr) u2mr) +C2 (mw) u2 (mw)(4)u2 (mA) =u2 (mB) +

8、u2 (mp) + (L?/Li) 2u2 (mJ + (- mLi) 2u2 ( Li) + ( mr/ L1) 2u2 (mr) +u2 ( mw)灵敏系数(5)C ( mB) =?f/? ( mB) =1, C ( mP ) =?f/ ? (mP) =1C ( mr ) =?f/? (mr ) = ± L2/Li,C ( Li ) =?f/? Li= ±【一( mr Li ) / Li2】C ( L2) =?f/? L2= ±( mr Li)C ( mw) =?f/? ( mw ) = ± i被测量(输出量)：三等20Kg砝码，规程给出该砝码质量允

9、差±300mg,质量扩展不确定度为60 mg。标准量(输入量)：三等20Kg砝码，该砝码质量允差±300mg，质量扩展不确定度为 20mg， 为了方便，假设其折算质量修正值为零。衡量仪器：采用三级天平，最大秤量200g,名义分度值O.img,测分度值的标准小砝码为三等 2mg,修正值为O.Oimg，质量扩展不确定度 0.02mg。九、检定或校准结果的不确定度评定检定数据：检定数据 i： L2=La-Lb=3.2(分度),Li=L Br-LB=4.O(分度),mr =2.0img 检定数据 2: L2=La-Lb=3.0(分度),Li=L blLb=4.2(分度),mr=2.

10、0img 以检定数据i的数据进行分析。4、标准不确定度一览表标准不确 定度分量U (Xi)不确定度来源标准不 确定值 u (Xi)灵敏系 数不确定 度贡献u (mB )标准砝码引入0.067i0.067u (m )空气浮力引入0.02i0.02u (mr )砝码替代秤量引入0.27± i0.27u (mw )标准量与被检量 比较时添加标准 小砝码引入0.0067± i0.00675、标准不确定度分量。5.i标准砝码引入的标准不确定度分量u (mB)一等200g砝码质量扩展不确定度为0.2mg，正态分布，置信概率99.73%，包含因子K=3 ,u ( mB) =0.2 x i

11、/3=0.067mg5.2空气浮力弓丨入的标准不确定度分量u ( mpmp= (Va Vb) ( pK p.2) u2 ( mp=C2 ( Va) u2 ( Va ) + C2 ( Vb) u2 Vb+ C2 ( p) u2 ( p) 估算本实验室由空气浮力引入的最大误差。查的制造二等克组砝码材料为奥氏体不锈钢，材料密度为7.85g/cm3,各等砝码及3、4级砝码也可用铜合金，材料密度为8.4g/cm3,取偏离量7.858.4 g/cm3来分析。砝码质量mA与m b分别取最大值与最小值mA =200.002g , m B=199.998g本所恒温室一年平均空气密在(1.2 0.015) g/c

12、m3围，由空气浮力引入的最大误差为?mp= (200.002/7.85 199.998/8.4) 0.02=0.033mg由空气浮力引入的不确定度通过空气浮力引入的最大误差评定均匀分布，标准不确 定度分量为u (mp) =?mp/ 30.033/ . 30.02 mg九、检定或校准结果的不确定度评定5.3标准量与被检量比较过程中天平示值变动性，测定分度值的读数误差以及测分度值时 采用的标准小砝码引入的标准不确定度分量u (my)由my= ( mr/L1 ) x L2得 u2 (my ) = ( L2/ L1) 2 u2 (mr ) + ( mr L2/ L12 ) 2 u2( L 1)+ (m

13、r/ L1 ) 2 u2 ( L2)(8 )式中：mr测分度值的标准小砝码的折算质量值，mr=2.01 mgu ( mr)测分度值的标准小砝码的标准不确定度为0.02mg正态分布，置信概率99.73%,包含因子k=3, u(mr)=0.02 m/ 3=0.0067 m;L1测天平分度值时，加2mg砝码天平平衡位置改变量，L1=4分度。L2被检砝码与标准砝码相差的分度数，L2=3.2分度；u ( L1 )测天平分度值时引入的不确定度分量；u ( L2)标准量与被检量相比较时引入的不确定量分量；u ( L1 ) . ( L 2)均由天平示值变动性引入的，天平规程规定天平示值变动性允许误 差为1分度

14、，均匀分布，2人各检一次则u ( L1 ) =u ( L 2 ) =1 分度 / (、32 ) =0.41 分度。u2 (my ) = (3.2/4) 20.0672+ ( 2.01 x 3.2/42) 2 (0.41) 2+(2.01/4)2 (0.41) 2=0.004288+0.1616 x 0.168+0.253 x 0.168=0.004288+0.027+0.043=0.074u2 ( my ) =0.27mg5.4标准量与被检量比较时添加标准小砝码引入的标准不确定度分量u (mw )mw为二等2 mg砝码，其质量扩展不确定度为0.02mg,正态分布，置信概率为99.73%，包含因

15、子 K=3.u ( mw ) =0.02mg/3=0.0067 mg6合成标准不确定度经前面分析，不确定度分量彼此独立，且都已折算成标准不确定度，其合成标准不确 定度为uc2（ mA）= u2（mB）+u2（ mp）+ u2（ my）+ u2（ mw）=0.0672+0.022+0.272+0.00672=0.08 mguc （ mA） =0.28 mg7扩展不确定度U=K X u c （y）取K=3U （ mA ） =3X 0.28=0.84 mg8报告三等200g砝码检定如下：检定员1:测得被检砝码修正值为 +1.6 mg检定员2 :测得被检砝码修正值为 +1.4 mg被检砝码的最终结果取

16、两人检定结果的算术平均值1.5 mgmA=200.0015gU=0.84 mg K=3结论：该砝码测量结果扩展不确定度符合JJG992006砝码检定规程对三等砝码的要求。十、计量标准的测量不确定度验证选用一组Mi级被测砝码，用被考核的计量标准测量一稳定的被测对象，然后将该被 测对象用另一套更高级的（上级计量标准）计量标准进行测量。以检定结果数据进行比 较（检定结果均匀合格）其测定结果如下：以一组毫克组砝码示值为例。标称值（mg）上次测定结果本次测定结果比对结果差值（mg）5000.030.020.012000.020.010.011000.030.030.00500.030.050.02200.010.030.02100.040.060.0250.030.030.00