砝碼 示值誤差測量結(jié)果的不確定度評估程序.doc

砝碼測量結(jié)果的不確定度評估程序 1. 參考文獻 JJG99-2006 砝碼檢定規(guī)程 JJF1059.12012測量不確定度評定與表示2. 測量方法 采用單次替代衡量法。根據(jù)規(guī)程要求，對被檢砝碼進行測量，可得到標(biāo)準(zhǔn)砝碼與被測砝碼之間差值。然后根據(jù)規(guī)程提供的公式算出被檢砝碼的折算質(zhì)量?，F(xiàn)以E2等級砝碼為標(biāo)準(zhǔn)，使用機械分析天平(Max=1000g；d=0.5mg)，對質(zhì)量為200g F2等級的砝碼進行校準(zhǔn)。 3.建立數(shù)學(xué)模型 mB=DI+ mA+(VB-VA)(k1.2) 式中: mB被檢砝碼的折算質(zhì)量值，g ； mA標(biāo)準(zhǔn)砝碼的折算質(zhì)量值，g ； VB和VA分別為被檢砝碼和標(biāo)準(zhǔn)砝碼的體積，cm3； k實驗室的實際空氣密度，mg/cm3；（1.2=1.2 mg/cm3）； DI被檢砝碼和標(biāo)準(zhǔn)砝碼間的示值差，mg； 令：m=(VB-VA)(k1.2) mB=DI +mA+m uu2(mCB)=u+u+u+ u u1、u2、u3、u4分別表示衡量儀器引入的不確定度、測量重復(fù)性引入的不確定度， 標(biāo)準(zhǔn)砝碼的測量不確定度，空氣浮力引入的不確定度。 4.不確定度來源： 不確定度來源主要有：衡量儀器引入的不確定度、測量重復(fù)性引入的不確定度，標(biāo)準(zhǔn) 砝碼的測量不確定度，空氣浮力引入的不確定度。5. 計算不確定度分量 5.1 衡量儀器引入的不確定度u1 5.1.1 衡量儀器分辨力引入的不確定度u11 u11=0.204mg 5.1.2 衡量儀器偏載引入的不確定度u12 u12=0.029mg D為天平按照相應(yīng)的檢定規(guī)程進行偏載測量時最大值和最小值之間的差，為估計的 秤盤中心到砝碼中心的距離，為估計的秤盤中心到一個角的距離。5.1.3 由天平的靈敏度產(chǎn)生的不確定度計算： 采用50mg E2等級的標(biāo)準(zhǔn)砝碼對所使用的衡量儀器進行靈敏度測試。則砝碼的標(biāo)準(zhǔn)不確定 度=0.001mg,經(jīng)過多次測量引起引起質(zhì)量變化的平均值=99.8，算術(shù)平均值的標(biāo) 準(zhǔn)偏差=0.2，而標(biāo)準(zhǔn)砝碼與被檢砝碼之間的差值為=0.1mg 由衡量儀器引入得不確定度分量： u1=0.206mg 5.2 測量重復(fù)性引入的不確定度u2。 在檢定規(guī)程規(guī)定的條件下，對一質(zhì)量為200g的砝碼，進行10次獨立重復(fù)測量，測得數(shù)據(jù)如下表表：次數(shù)（）12345示值（g）199.9997199.9998199.9998199.9997199.9998次數(shù)（）678910示值（g）199.9998199.9997199.9998199.9996199.9997根據(jù)公式 s 得其標(biāo)準(zhǔn)偏差為s=0.022 mg，則： u2=s=0.022 mg 5.3 標(biāo)準(zhǔn)砝碼引起的不確定度u3。 5.3.1標(biāo)準(zhǔn)砝碼質(zhì)量引起的不確定分量可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)砝碼溯源證書查得其擴展不確定度U=0.003mg（k=2），則：u31=0.0015mg5.3.2 根據(jù)長期校準(zhǔn)經(jīng)驗可知，標(biāo)準(zhǔn)砝碼多次校準(zhǔn)后其變化量很小，在標(biāo)準(zhǔn)砝碼質(zhì)量的不穩(wěn)定性引起的不確定度分量中影響很小，可忽略不計。所以： 標(biāo)準(zhǔn)砝碼引起的不確定度: 5.4 空氣浮力而引起的不確定度分量u4 ： 空氣浮力引起質(zhì)量誤差的修正： C= (VA-VB)(k1.2) =(k1.2) 根據(jù)JJG99-2006的6.5.2條“空氣密度偏移量的修正”，檢定砝碼時，如果空氣浮力所引入的誤差小于該砝碼最大允許誤差的九分之一，可不進行空氣浮力的修正，而將此部分誤差放在空氣浮力不確定度進行計算。目前使用的E2等級砝碼采用不銹鋼材料密度7.85g/cm3，被檢F1等級砝碼材質(zhì)的密度為8.0g/cm3。試驗室的環(huán)境條件：空氣密度(1.200.024)mg/cm3，(k1.2)=0.024mg/cm3， 空氣浮力引入的極限誤差可根據(jù)上述公式作如下估算： mA C = 則空氣浮力引起的不確定度為：6. 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定 200g砝碼輸入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度如下表：標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量不確定度來源 標(biāo)準(zhǔn)不確定度值/mg u1 衡量儀器引入不確定度分量 0.206