F1等級砝碼標準報告

1、計量標準技術報告計量標準名稱 F1等級標準砝碼組裝置 建立計量標準單位 計量所 計量標準負責人 大漠吹雪 籌建起止日期 2007年8月修訂 說 明1、申請建立計量標準應填寫計量標準技術報告。計量標準考核合格后由申請單位存檔。2、計量標準技術報告由計量標準負責人填寫。3、計量標準技術報告用計算機打印或墨水筆填寫，要求字跡工整清晰。目 錄一、計量標準的工作原理及其組成 （1）二、選用的計量標準器及主要配套設備 （2）三、計量標準的主要技術指標 （3）四、環(huán)境條件 （3）五、計量標準的量值溯源和傳遞框圖 （4）六、計量標準的測量重復性考核 （5）七、計量標準的穩(wěn)定性考核 （6）八、測量不確定度評定

2、（7）九、計量標準的測量不確定度驗證 （8）十、結(jié)論 （9）十一、附加說明 （9）一、計量標準的工作原理及其組成1、工作原理F1等級砝碼組標準裝置由F1等級標準砝碼、標準天平組成。F1等級砝碼向下傳遞F2等級及以下砝碼采用ABBA循環(huán)的雙次替代法，以消除量傳過程中天平的示值誤差和線性漂移的影響。其量傳過程及工作原理如下：a.開啟天平，將標準砝碼放在天平的稱盤上，穩(wěn)定后讀取天平示值A；b.取下標準砝碼，換上同標稱質(zhì)量的被檢砝碼，穩(wěn)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±I×mcs/I sw公式計算出被檢

3、砝碼實際質(zhì)量。2、數(shù)學模型 mct = mcr+ mcrC +I×mcs/I sw+mwa 令：F= mcrC 簡化后 mct =mcr+ F +I×mcs/I+maw （1）式中： mct -被測砝碼的折算質(zhì)量；mcr-標準砝碼的折算質(zhì)量；I-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(zhì)量； Is-加放mcs后天平示值的變化量； Cw-空氣浮力修正因子，C=（a-0）(1/t-1/r)； ma-磁性影響。二、選用的計量標準器及主要配套設備計量標準器名稱型號測量范圍不確定度或準確度等級或最大允許誤差制造廠及出廠編號

4、檢定證書號標準砝碼1mg200g1mg200gF1主要配套設備天平TG650250mg50kgI 6天平TG7550mg5kgI 7天平TG328A0.1mg200gI 3天平TG328B0.1mg200g I3三、計量標準的主要技術指標 一主標準器F1等級標準砝碼：a.測量范圍：1mg200g b.擴展不確定度：U（0.0060.3）mg (k=2)二主要配套設備電光分析天平：a.秤量范圍：0.1mg200g；b.重復性：0.01mg(0mgm200g)；四、環(huán)境條件項 目要 求實際情況結(jié) 論溫 度溫度波動：每四小時不得大于3.52.0符合要求濕 度相對濕度：30%70%,每四小時不得大于1

5、5%50%65%波動：10/4h符合要求五、計量標準的量值溯源和傳遞框圖E2等級砝碼 1mg200g U（0.0020.10）mg (k=2) MPE=(0.0060.3）mg福建省計量科學技術研究所上級社會在相應準確度的標準天平上采用直接比較法，量傳時擴展不確定度U（0.0060.3）mg (k=2)公用標準某某F1等級砝碼 1mg200g U（0.0060.3）mg (k=2) MPE=(0.0201.0）mg市社會公用標在相應準確度的標準天平上采用直接比較法，量傳時擴展不確定度U（0.021.0）mg (k=2)淮分析天平0.1mg架盤天平扭力天平電子天平水分測定儀0F2等級砝碼1mg2

6、00gMPE=(0.063.0）mg工作計量器具六、計量標準的測量重復性考核在電光分析天平TG328B，器號為53557的天平上，以82430號的F1等級砝碼對一個F2等級20g砝碼進行重復性測試，重復性技術指標為0.005mg，其結(jié)果為：序號xi（g）120.00014220.00016320.00017420.00016520.00014620.00015720.00016820.00017920.000161020.0001620.000157結(jié)論合格七、計量標準的穩(wěn)定性考核標稱質(zhì)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+1.1m

7、g+1.2+1.0*200g±1.5mg+0.2mg+0.3+0.2100g±1.0mg-0.4mg-0.3-0.3*100g±1.0mg0.0mg+0.1+0.150g±0.6mg+0.4mg+0.6+0.320g±0.3mg+0.07mg+0.06+0.06*20g±0.3mg+0.12mg+0.13+0.1110g±0.2mg+0.22mg+0.22+0.205g±0.15mg0.00mg0.000.002g±0.10mg-0.02mg-0.02-0.02*2g±0.10mg-0.03mg

8、-0.03-0.031g±0.10mg+0.03mg+0.03+0.03500mg±0.05mg0.00mg0.00-0.01200mg±0.05mg+0.02mg+0.02+0.02*200mg±0.05mg-0.01mg0.00-0.01100mg±0.05mg+0.02mg+0.02+0.0250mg±0.05mg+0.04mg+0.03+0.0320mg±0.05mg+0.03mg+0.02+0.02*20mg±0.05mg+0.01mg0.000.0010mg±0.05mg-0.01mg0.00

9、0.005mg±0.05mg+0.03mg+0.03+0.032mg±0.05mg+0.03mg+0.02+0.02*2mg±0.05mg+0.01mg+0.01+0.011mg±0.05mg+0.01mg+0.01+0.01上述砝碼周期內(nèi)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(wěn)定性符合要求。八、測量不確定度評定F2等級砝碼組折算質(zhì)量測量結(jié)果的不確定度評定1.概述1.1 測量依據(jù)：JJG99-2006 砝碼檢定規(guī)程。1.2 環(huán)境條件：溫度：(1823) ,波動：3.5/4h；相對濕度：30%70%，波動：15%/4h。1.3 測量標準：

10、F1等級砝碼(1mg200g)，U（0.0060.3）mg ，k=2。 1.4 被測對象：F2等級砝碼(1mg200g)，U（0.021.0）mg ，k=2。1.5 測量方法：砝碼的量傳采用ABBA循環(huán)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(wěn)定后讀取天平示值A；b.取下標準砝碼，換上同標稱質(zhì)量的被檢砝碼，穩(wěn)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±I×mcs/I sw公式計算出被檢砝碼實際質(zhì)量。2.數(shù)學模型 mct = mcr+ mcrC +I×mcs/I sw

11、+mwa 令：F= mcrC 簡化后 mct =mcr+ F +I×mcs/I+maw （1）式中： mct -被測砝碼的折算質(zhì)量；mcr-標準砝碼的折算質(zhì)量；I-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(zhì)量； Is-加放mcs后天平示值的變化量； Cw-空氣浮力修正因子，C=（a-0）(1/t-1/r)； 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(xù)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

12、下連續(xù)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(shù)的算術平均值作為測量結(jié)果1mg砝碼：0.00494mg用TG328B天平對200g砝碼在重復性條件下連續(xù)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(shù)的算術平均值作為測量結(jié)果20

13、0g砝碼：0.0262mg3.2 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=0.15mgF1等級的1mg砝碼： u(mAC)=3.2.2由標準砝碼質(zhì)量不穩(wěn)定引入的不確定度uinst(mAC)：根據(jù)JJG 99-2006砝碼檢定規(guī)程，砝碼的質(zhì)量不穩(wěn)定度不大于砝碼質(zhì)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)

14、= 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uba3.3.1由天平靈敏度引入的不確定度u(s)評定：用F1等級實際質(zhì)量為10.02mg的砝碼，在TG328B測得其分度數(shù)為100.8，并連續(xù)測量十次，測量結(jié)果分別為（mg）：10.02，10.02，10.04，10.00，10.02，10.02，10.04，10.00，10.02，10.023.3.2 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(jù)JJG 99-2006砝碼檢定規(guī)程，符合F級的砝碼，磁性引起

15、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(jù)JJG 99-2006砝碼檢定規(guī)程規(guī)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?？諝飧×σ鹳|(zhì)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（a-0）=0.024mg/cm3由規(guī)程表15可知，因F2等級砝碼采用鋁質(zhì)材料制作，其密度為2.7 g/cm3；

16、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)=3.386×10-6mg4. 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0.00494u(mcr)標準砝碼0.00489ub衡量儀器0.014uba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0.0262u(mcr)標準砝碼0.2440ub衡量儀器0.014uba空氣浮力0.6762因此，對1mgF2等級的砝碼： =0.016mg對200gF2等級的砝碼：=0.72mg5 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 =1.44mg1mg：U = k×uc(mct)=2×0.016mg =0.032mg6 測量不確定度