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1、.页脚.F1等级砝码测量不确定度评定 1 概述 1.1 校准依据：JJG99-2006。1.2 环境条件：温度：室温：(1825)温度波动：0.5/h 湿度：(3070)%湿度波动：15%/4h 1.3 测量标准：E2等级组砝码，测量围 1mg500g，编号：0460，4034 证书编号：JA16J-AC000035;JA16J-AC000036 配套设备：电子天平，型号：CP225D，出厂编号：50360126；测量围：(0220)g/e=1mg；(0-80)g/e=0.1mg。1.4 被测对象：F1等级砝码三个，标称质量分别为50mg,5g和100g，编号：1562:600。生产厂家：蓬莱
2、市连惠砝码。材料：不锈钢；密度：接近 8.03/g cm；磁化率小于 0.005.1.5 测量方法：砝码的量传采用 ABBA 循环的双次替代衡量法，方法如下：a 开启天平预热后，将标准砝码放在天平的称盘上，稳定后读取天平示值 A1；b取下标准砝码，换上同标称质量的被检砝码，稳定后读取天平示值B1；c重复步骤 b 和 a 的操作，得出 B2和 A2；d分别计算出 A1和 A2的平均值 A 以及 B1和 B2的平均 值 B，得出cim=B-A e 通过0CSctcrBAaSmmmVVII 公式计算出被检砝码实际质量。2.测量模型 0CSctcrBAaSmmmVVIFI 式中：mct 被测砝码的折算
3、质量；mcr标准砝码的折算质量；VB被测砝码的体积；VA标准砝码的体积；.页脚.a测量时，实验室的实际空气密度；0约定的标准空气密度；I被测砝码与标准砝码的平衡位置的差值；mcs测天平分度值的标准小砝码的折算质量；SI测天平分度值加放mcs后的平衡位置改变值；F-磁性影响。设空气浮力引起的质量修正值为m，则0BAamVV 因此 CSctcrpSmmmmIFI 3输入量的标准不确定度评定 3.1 衡量过程的标准不确定度分量Acum的评定（A 类评定）对于n次重复测量，其实验标准差，即为衡量过程的标准不确定度分量。在电子天平 CP225D 上采用 ABBA 循环对砝码进行十次重复性测量，测量结果如
4、下表 1 所示：表 1 砝码测量结果（标准偏差值）测量次数 检 定 结 果/mg 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 标称值 50 mg-0.008-0.008 -0.008-0.018-0.008-0.008-0.008-0.018-0.008-0.008 5g-0.052-0.052-0.042-0.032-0.052-0.052-0.052-0.042-0.052-0.042 100g-0.11-0.11-0.11-0.21-0.11-0.11-0.11-0.11-0.11-0.11 则：50mg：1011(1)ciciAcmmumn n=0.0013mg 5g：1011(1)ci
5、ciAcmmumn n=0.0022mg.页脚.100g：1011(1)ciciAcmmumn n=0.0100 mg 3.2 由标准砝码mcr 引入的不确定度分量u(mcr)评定（B 类评定）：3.2.1标准砝码检定证书中给出的扩展不确定度ur(mcr)：由 JJG99-2006 砝码检定规程 给出标称质量分别为50mg，5g 和 100mg砝码的最大允许误差分别为0.012mg，0.05mg和 0.16mg。扩展不确定度U 0.004mg，U 0.01mg和U 0.05mg，包含因子k=2。50mg：ur(mcr)=U/k=0.004mg/2=0.002mg 5g：ur(mcr)=U/k=
6、0.01mg/2=0.005 mg 100g ur(mcr)=U/k=0.05mg/2=0.025mg 3.2.2由标准砝码质量不稳定性引入的不确定度分量uinst(mcr)：标准砝码的质量不稳定性引入的不确定度分量可以根据标准砝码历年来送检计量检定机构结果的年变化量计算出来。查历年的检定证书得检定数据如下表 2所示：表 2 E2等级标准砝码历年检定数据 测量次数 检定结果/mg 2016 2015 2014 2013 2012 标称值 50 mg 0.002 0.001 0.002 0.002 0.003 5g-0.012-0.009-0.008-0.010-0.007 100g-0.01
7、0.00-0.03-0.01-0.01 50mg：uinst(mcr)=maxmin0.0030.0010.00062 32 3XXmg 5g：uinst(mcr)=maxmin0.007(0.012)0.00142 32 3XX mg 100g:uinst(mcr)=maxmin0.00(0.03)0.00872 32 3XX mg 3.2.3 合成后由输入量mcr 引入的不确定度u(mcr)：50mg：u(mcr)=22)(crinstcrrmumu=0.0021 mg .页脚.5g：u(mcr)=22)(crinstcrrmumu=0.0052 mg 100g:u(mcr)=22)(cr
8、instcrrmumu=0.0265mg 3.3 衡量仪器引入的标准不确定度分量uba（B 类评定）：衡量仪器的标准不确定度包括灵敏度引起的标准不确定度us、鉴别力引起的标准不确定度ud和偏载误差引起的标准不确定度uE 3.3.1 灵敏度引起的不确定度分量us 测量天平灵敏度的小砝码为1 mg E2等级砝码，其折算质量值为 1.003 mg，十次测量结果如下：0.99 mg，1.01 mg，1.01 mg，0.99 mg，1.01 mg，1.00 mg，1.00 mg，0.99 mg，0.99 mg，0.99 mg )()()()()(22222221sssssIIummumu=0.00003
9、6 mg 式中：1m=0.004 mg，ms=1.003 mg，u(ms)=0.006/6=0.001 mg，sI=0.999 mg，)(sIu=s=0.009 mg 3.3.2 由电子天平鉴别力引入的不确定度 ud 评定：1d=0.01mg，2d=0.1mg则1du=232/d=0.41d=0.0041mg，2du=232/d=0.0408mg 3.3.3 由天平偏载引入的不确定度评定：使用天平时，在相邻的两次测量过程中，标准砝码与被测砝码之间的示值差不等时，该示值认为由偏载误差引起，按均匀分布考虑计算此标准不确定度分量。则1Eu=1323D=0.0048mg 2Eu=1323D=0.009
10、6mg 3.3.4 衡量仪器的合成标准不确定度uba 222ba111dsEuuuu0.0063mg 222ba222dsEuuuu0.0419mg.页脚.3.4 由空气浮力引入的不确定度u(mp)评定：22222000144()()()()()()2()rttrbcrcracraaaarttruuummm 空气密度a=0.12mg/3cm，被测砝码密度接近 8.0 g/3cm；磁化率小于0.005.标准砝码的密度为8.0 g/3cm。0m C小于砝码最大允许误差的九分之一，可以不进行空气浮力修正。根据公式0bu，所以u(mp)=0 4 标准不确定度分量汇总 输入量的标准不确定度分量汇总如表
11、3 所示 表 3 标准不确定度分量汇总 标准不确定度分量 标准不确定度来源 标准不确定度分量/mg 标称值 50 mg 5g 100g u(mcr)标准砝码引入的不确定度分量 0.0021 0.0052 0.0265 cwmu 衡量过程引入的标准不确定度分量 0.0013 0.0022 0.0100 uba 衡量仪器引入的标准不确定度分量 0.0063 0.0063 0.0419(1)灵敏度 0.000036 0.000036 0.000036(2)鉴别力 0.0041 0.0041 0.0408(3)偏载 0.0048 0.0048 0.0096 u(m)空气浮力修正引入的不确定度分量 0
12、0 0 5 合成标准不确定度的计算：由于影响砝码测量结果的各不确定度分量彼此独立无关，合成标准不确定度按下式得到：50mg：2222ba()()()()ctcrcu mumumuum =222(0.0021)(0.0013)(0.0063)0.页脚.=0.0067mg 5g：2222ba()()()()ctcrcu mumumuum =222(0.0052)(0.0022)(0.0063)0 =0.0085mg 100g 2222ba()()()()ctcrcu mumumuum=222(0.0265)(0.0100)(0.0419)0=0.0506mg 6 扩展不确定度的评定 取k=2，则扩
13、展不确定度U 为：50 mg：U=ku(mct)=20.0067mg=0.01mg 5g：U=ku(mct)=20.0085 mg=0.02mg 100g：U=ku(mct)=20.0506mg=0.1mg 7 测量不确定度的报告与表示 50 mg F1等级砝码折算质量测量结果的扩展不确定度为 U=0.01 mg k=2 5 g F1等级砝码折算质量测量结果的扩展不确定度为 U=0.02 mg k=2 100 g F1等级砝码折算质量测量结果的扩展不确定度为 U=0.1 mg k=2 8 测量结果与扩展不确定度一览表 表 4 测量结果一览表 砝码编号 标称质量值 折算质量修正值(mg)折算质量值 扩 展 不 确定度(k=2)(mg)1562 50mg-0.008 49.99mg 0.01 600 5g-0.052 4.99995g 0.02.页脚.600 100g-0.11 99.9999g 0.1