檢定F2級100g砝碼所采用的標(biāo)準(zhǔn)天平示值的不確定度評定

【摘 要】 隨著社會的發(fā)展和人民生活水平的提高，需要醫(yī)療系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)測部門增加一大批可控監(jiān)測的天平和砝碼，用于強制檢定并進(jìn)行質(zhì)量傳遞。為保證量值傳遞的準(zhǔn)確無誤，本文介紹了砝碼檢定所用天平的計量性能和精度。

【關(guān)鍵詞】 砝碼 天平 不確定度

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2014.18.008

1 概述

（1）測量依據(jù)：《JJG99-2006》砝碼檢定規(guī)程及《JJG98-2006》機械天平檢定規(guī)程技術(shù)要求。

（2）砝碼檢定選擇標(biāo)準(zhǔn)砝碼所用質(zhì)量的擴(kuò)展不確定度不應(yīng)超過被檢砝碼的質(zhì)量不確定度的1/3。

（3）檢定砝碼所用標(biāo)準(zhǔn)天平示值變動性、分辨率及各載荷點測量誤差的總合不大于被檢砝碼質(zhì)量擴(kuò)展不確定度1/3。

（4）測量標(biāo)準(zhǔn)：F1級標(biāo)準(zhǔn)砝碼裝置。出廠編號96023，根據(jù)《JJG99-2006》砝碼檢定規(guī)程中給出100g砝碼的擴(kuò)展不確定度不大于0.5mg，包含因子k=2。

（5）環(huán)境條件：溫度22℃，相對濕度60%。

（6）被測對象：機械天平型號TG328A，200g/0.1mg，出廠編號：2012076。

（7）測量過程：檢定方法用直接測量法，用標(biāo)準(zhǔn)砝碼對機械天平的分度值、不等臂誤差、示值變動性進(jìn)行測量。

2 不確定度來源分析

（1）被檢天平測量重復(fù)性的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u1（m）]

（2）機械天平的分辨率引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u2（m）]

（3）由環(huán)境溫度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u3（m）]

（4）機械天平不等臂誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u4（m）]

（5）標(biāo)準(zhǔn)砝碼誤差引入的不確定度[u（mB）]的評定

3 數(shù)學(xué)模型

[Δm][=m+mB]

式中：[Δm]——天平示值誤差；

[m]——天平示值；

[mB]——標(biāo)準(zhǔn)砝碼值。

4 輸入量[m]的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

4.1 輸入量[m1]的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量[u1（m）]的評定

重復(fù)性測量被檢天平測量重復(fù)性的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1（m）可以通過連續(xù)測量得到測量列采用A類方法評定。

以200g天平50%點進(jìn)行10次重復(fù)測量，測量結(jié)果如下表：

平均值為[Xm]=100.0004g

采用貝塞爾公式算得：

[u1（m）=S（xi）]=0.071

自由度[v（m1）]=（n-1）=9

4.2 分辨率引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u2（m）]的評定

機械天平的分辨率引入的不確定度[u2（m）]采用標(biāo)準(zhǔn)不確定度B類方法評定。天平的分辨率0.1mg。一般可以估計為矩形分布（均勻分布），矩形分布K取[3]，所以：[u2（m）a/k=0.05÷3]=0.03g。

4.3 溫度不穩(wěn)定引起示值不確定度[u3（m）]的評定

由于檢定過程中全部采用計量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定方法，要求環(huán)境溫度、濕度在可控制范圍內(nèi)，影響可忽略不計。

4.4 機械天平不等臂誤差引入標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u4（m）]的評定

由于采用精密計量法（替代法）進(jìn)行檢定標(biāo)準(zhǔn)，以消除不等臂誤差，故不等臂誤差可以忽略不計。

4.5 標(biāo)準(zhǔn)砝碼誤差引入的不確定度分量[u（B）]的評定

該不確定度分量主要由標(biāo)準(zhǔn)砝碼的誤差引起，采用B類方法。

由《JJG99-2006》砝碼檢定規(guī)程可知，100g F1級砝碼的擴(kuò)展不確定度不大于0.053mg，包含因子K=2。

則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：[0.053÷2/3]=0.016

[u（mB）=0.5÷2/3]=0.14

5 標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表

6 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計算

（1）輸入量不確定度的計算

輸入量彼此獨立不相關(guān)，所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

[u2c（Rm）][=c1u1（m）2+c1u2（m）2+c1uB（m）2]

=0.025mg

（2）擴(kuò)展不確定度的評定

取置信概率p=95%，k=2，則擴(kuò)展不確定度為：[U=u（Δm）×k]0.025×2=0.05m

7 判定

通過以上不確定度評定得到被檢F2級100g砝碼在機械天平的不確定度示值為0.05mg，小于被檢砝碼不確定度1/3，可以選用該天平檢定F2級100g砝碼，在最大稱量200g，分度值0.1mg天平上進(jìn)行量值傳遞。

檢定100gF2級砝碼時選擇最大稱量200g，分度值為0.1mg的Ⅰ3級的天平上進(jìn)行質(zhì)量檢定。

作者簡介

趙晶，助理工程師，從事電子天平、加油機計量檢定工作。

董鑫，助理工程師，從事加油機、天平計量檢定工作。

（責(zé)任編輯：張曉明）