F2等級砝碼折算質量測量的不確定度評定

張海華

新疆哈密市質量與計量檢測所 新疆哈密 839000

1 概述

（1）測量依據：JJG99-2006《砝碼》檢定規程。

（2）環境條件：溫度變化不能大于3.5℃/4h；相對濕度：30%-70%，其變化不大于15%/4h。

（3）測量標準：F1等級標準砝碼：200g、20g、200mg。

（4）被測對象：F2等級砝碼：200g、·20g、·200mg。

（5）測量過程：采用單次替代稱量法，使用DV215CD型電子天平，將標準砝碼直接一對一測量同標稱質量F2等級砝碼，可得到標準砝碼與被測砝碼之間的差值，將其差值加上F1等級標準砝碼的質量值作為被測F2等級砝碼的測量結果[1]。

2 建立數學模型

數學模型：mct=mcr+△m+uba

式中mct——被測砝碼的折算質量值；

mcr——標準砝碼的折算質量值；

m——被檢砝碼和標準砝碼之間的質量差；

uba——衡量儀器引起的不確定度分量。

3 各輸入量的標準不確定度分量的評定

3.1 對于200g砝碼

3.1.1 輸入量△m的標準不確定度u（△m）的評定

天平測量重復性引起的標準不確定度u（△m）

用F1等級200g砝碼測量F2等級200g砝碼10次，得到一組差值測量列（單位：mg）：

0.2，0.2，0.3，0.2，0.3，0.2，0.2，0.4，0.3，0.4

3.1.2 輸入量mcr的不確定度u（mcr）的評定

標準砝碼質量的標準不確定度u（mcr）：由JJG99-2006《砝碼》檢定規程中規定的F1等級200g砝碼的最大允許誤差為1.0mg，包含因子k=2。標準砝碼的不穩定性引起的不確定度uinst（mcr）根據相鄰兩個檢定周期檢定結果之差不超過最大允許誤差的1/3，假設符合均勻分布得到：

則其標準不確定度為：

3.2 對于20g砝碼

3.2.1 輸入量△m的標準不確定度u（△m）的評定

天平測量重復性引起的標準不確定度u（△m）

用F1等級20g砝碼測量F2等級·20g砝碼10次，得到一組差值測量列（單位：mg）：

0.065，0.080，0.095，0.065，0.065，0.080，0.100，0.060，0.075，0.105

3.2.2 輸入量mcr的不確定度u（mcr）的評定

標準砝碼質量的標準不確定度u（mcr）：由JJG99-2006《砝碼》檢定規程中規定的F1等級20g砝碼的最大允許誤差為0.25mg，包含因子k=2。標準砝碼的不穩定性引起的不確定度uinst（mcr）根據相鄰兩個檢定周期檢定結果之差不超過最大允許誤差的1/3，符合均勻分布得到：

則其標準不確定度為：

3.3 對于200mg砝碼

3.3.1 輸入量△m的標準不確定度u（△m）的評定

天平測量重復性引起的標準不確定度u（△m）

用F1等級200mg砝碼測量F2等級·200mg砝碼10次，得到一組差值測量列（單位：mg）：

-0.050，-0.055，-0.060，-0.070，-0.080，-0.085，-0.060，-0.065，-0.050，-0.040

3.3.2 輸入量mcr的不確定度u（mcr）的評定

標準砝碼質量的標準不確定度u（mcr）：由JJG99-2006《砝碼》檢定規程中規定的F1等級200mg砝碼的最大允許誤差為0.06mg，包含因子k=2。標準砝碼的不穩定性引起的不確定度uinst（mcr）根據相鄰兩個檢定周期檢定結果之差不超過最大允許誤差的1/3，符合均勻分布得到：

則其標準不確定度為：

3.4 衡量儀器的不確定度uba

3.4 .1天平分辨力引起的標準不確定度ud

200g砝碼：

20g砝碼：

200mg砝碼：

3.4 .2天平偏載引起的標準不確定度uE

天平偏載引起的不確定度分量uE通常被檢定過程中的不確定度u（△m）所覆蓋，可以忽略。

砝碼滿足JJG99-2006《砝碼》檢定規程要求，磁性引起的不確定度可假設為零[2-3]。

則對于200g砝碼其衡量儀器的不確定度為：

uba=ud=0.041mg

對于20g砝碼其衡量儀器的不確定度為：

uba=ud=0.0041mg

對于20mg砝碼其衡量儀器的不確定度為：

uba=ud=0.0041mg