七、計量標準的穩定性考核
標稱質量 允許變差 2004年 2005年 變化量 2006年 變化量 2007年 變化量
200g ±1.5mg +1.1mg +1.2 +1.0
*200g ±1.5mg +0.2mg +0.3 +0.2
100g ±1.0mg -0.4mg -0.3 -0.3
*100g ±1.0mg 0.0mg +0.1 +0.1
50g ±0.6mg +0.4mg +0.6 +0.3
20g ±0.3mg +0.07mg +0.06 +0.06
*20g ±0.3mg +0.12mg +0.13 +0.11
10g ±0.2mg +0.22mg +0.22 +0.20
5g ±0.15mg 0.00mg 0.00 0.00
2g ±0.10mg -0.02mg -0.02 -0.02
*2g ±0.10mg -0.03mg -0.03 -0.03
1g ±0.10mg +0.03mg +0.03 +0.03
500mg ±0.05mg 0.00mg 0.00 -0.01
200mg ±0.05mg +0.02mg +0.02 +0.02
*200mg ±0.05mg -0.01mg 0.00 -0.01
100mg ±0.05mg +0.02mg +0.02 +0.02
50mg ±0.05mg +0.04mg +0.03 +0.03
20mg ±0.05mg +0.03mg +0.02 +0.02
*20mg ±0.05mg +0.01mg 0.00 0.00
10mg ±0.05mg -0.01mg 0.00 0.00
5mg ±0.05mg +0.03mg +0.03 +0.03
2mg ±0.05mg +0.03mg +0.02 +0.02
*2mg ±0.05mg +0.01mg +0.01 +0.01
1mg ±0.05mg +0.01mg +0.01 +0.01
上述砝碼周期內的變差值均小于其相應最大允許誤差的三分之一，因而標準器的穩定性符合要求。
八、測量不確定度評定
F2等級砝碼組折算質量測量結果的不確定度評定
1.概述
1.1 測量依據：JJG99-2006 砝碼檢定規程。
1.2 環境條件：溫度：(18～23) ℃,波動：≤3.5℃/4h；相對濕度：30%～70%，波動：≤15%/4h。
1.3 測量標準：F1等級砝碼(1mg~200g)，U≤（0.006～0.3）mg ，k=2。
1.4 被測對象：F2等級砝碼(1mg～200g)，U≤（0.02～1.0）mg ，k=2。
1.5 測量方法：
砝碼的量傳采用ABBA循環的雙次替代衡量法，方法如下：
a.開啟天平，將標準砝碼放在天平的稱盤上，穩定后讀取天平示值A；
b.取下標準砝碼，換上同標稱質量的被檢砝碼，穩定后讀取天平示值B；
c.重復步驟b和a的操作，計算出A和B的算術平均值；
d.通過 mct = mcr +mcrC±ΔI×mcs/ΔI sw公式計算出被檢砝碼實際質量。
2.數學模型
mct = mcr+ mcrC +ΔI×mcs/ΔI sw+mwa
令：F= mcrC 簡化后 mct =mcr+ F +ΔI×mcs/ΔI+maw （1）
式中： mct -----被測砝碼的折算質量；
mcr-----標準砝碼的折算質量；
ΔI-----天平所指示的被測砝碼示值的平均值和標準砝碼示值的平均值之差( )；
mcs----實測天平靈敏度的小砝碼的折算質量；
ΔIs----加放mcs后天平示值的變化量；
Cw----空氣浮力修正因子，C=（ρa-ρ0）(1/ρt-1/ρr)；
ma-----磁性影響。
3．輸入量的標準不確定度評定
以1mg和200g為例。
3.1 測量過程的標準不確定度 的評定。
測量過程的標準不確定度可以通過連續測量得到測量列，采用A類方法進行評定。
用TG328B天平對1mg砝碼在重復性條件下連續測量10次，得到測量列
1.02,1.03,1.02,1.03,1.02,1.03,1.02,1.03, 1.02,1.03 (mg )。
實驗標準差為 0.00699mg
檢定時以兩組讀數的算術平均值作為測量結果
1mg砝碼： 0.00494mg
用TG328B天平對200g砝碼在重復性條件下連續測量10次，得到測量列為200 000.14，200 000.24，200 000.18，200 000.14，200 000.20，200 000.24，200 000.15，200 000.20，00 000.20，200 000.16(mg)
實驗標準差為 。
檢定時以兩組讀數的算術平均值作為測量結果
200g砝碼： 0.0262mg
3.2 由標準砝碼引起的不確定度u(mcr)評定
3.2.1標準砝碼檢定證書中給出的擴展不確定度u(mAC)：
F1等級的200g砝碼： u(mAC)=U/k=0.3mg/2=0.15mg
F1等級的1mg砝碼： u(mAC)=
3.2.2由標準砝碼質量不穩定引入的不確定度uinst(mAC)：
根據JJG 99-2006砝碼檢定規程，砝碼的質量不穩定度不大于砝碼質量最大允許誤差的1/3。估計為均勻分布，因此
F1等級的200g砝碼： uinst(mAC)=
F1等級的1mg砝碼： uinst(mAC)=
3.2.3合成后由輸入量mcr 引入的不確定度u(mcr)：
u(mcr)= 因此：
F1等級的200g砝碼：u(mcr)=
F1等級的1mg砝碼： u(mcr)=
3.3 由衡量儀器引起的不確定度uba
3.3.1由天平靈敏度引入的不確定度u(s)評定：
用F1等級實際質量為10.02mg的砝碼，在TG328B測得其分度數為100.8，并連續測量十次，測量結果分別為（mg）：10.02，10.02，10.04，10.00，10.02，10.02，10.04，10.00，10.02，10.02
3.3.2 由機械天平分辯力引起的不確定度 u(d) 評定：
u(d)=
3.3.3由磁性引入的不確定度u(ma)評定
根據JJG 99-2006砝碼檢定規程，符合F級的砝碼，磁性引起的不確定度u(ma)可假設為零。
3.3.4由偏載引起的不確定度u (E)評定
根據JJG 99-2006砝碼檢定規程規定，此處可忽略。
3.3.4 天平的合成標準不確定度uba
=0.014mg
3.4 由空氣浮力引起的不確定度u(b)評定：
通過空氣浮力引入的極限誤差來評定，采用B類方法進行評定。
空氣浮力引起質量誤差的修正：m0C=(Vt-Vr)(pa-p0)= m0(pa-p0)(1/ pt-1/pr)
查有關資料，福建的空氣密度估計為(1.20±0.024)mg/cm3，所以（ρa-ρ0）=0.024mg/cm3
由規程表15可知，因F2等級砝碼采用鋁質材料制作，其密度為2.7 g/cm3；F1等級采用了不銹鋼材料制作，其密度為7.95 g/cm3。所以， 1mg、200g的F2等級砝碼，其因空氣浮力引入的不確定度分別為：
1mg砝碼： m0C=
200g砝碼： m0C=
將m0C估計為均勻分布，則200g的u（b）=m0C/ =1.1712mg/1.732=0.6762mg
同理，1mg的u(b)=3.386×10-6mg
4. 合成不確定度uc(mct)評定
4.1標準不確定度分量匯總
表1 標準不確定度分量匯總表 （1mg）
標準不確定度分量u(xi) 不確定度來源 標準不確定度（mg）
測量重復性 0.00494
u(mcr) 標準砝碼 0.00489
ub 衡量儀器 0.014
uba 空氣浮力 0.000 003386
表2 標準不確定度分量匯總表 （200g）
標準不確定度分量u(xi) 不確定度來源 標準不確定度（mg）
測量重復性 0.0262
u(mcr) 標準砝碼 0.2440
ub 衡量儀器 0.014
uba 空氣浮力 0.6762
因此，對1mgF2等級的砝碼：
=0.016mg
對200gF2等級的砝碼：
=0.72mg
5 擴展不確定度的評定
取k=2，擴展不確定度U 為，則
200g： U = k×u(mct)=2×0.72mg =1.44mg
1mg：U = k×uc(mct)=2×0.016mg =0.032mg
6 測量不確定度的報告與表示
F2級標準砝碼折算質量測量結果的擴展不確定度為
200g：U=1.44mg k=2
1mg： U=0.032mg k=2
備注(非建標內容):測量不確定度評估時，最后的數據偏大了，還沒改過來，不好意思，所以在下列不確定度驗證時我不作計算，請大家自己改吧。
九、計量標準的測量不確定度驗證
計量標準的測量不確定度驗證采用傳遞比較法。
驗證方法如下：
請自行驗證。
十、結論
該F1等級毫克組砝碼標準裝置的測量不確定度、重復性、穩定性指標均符合要求，可開展F2等級以下1mg～200g砝碼量傳工作。
十一、附加說明 |
閩公網安備 35020602000072號
