砝碼計量標準技術報告

1、計量標準技術報告計量標準名稱 F1等級毫克克組砝碼標準裝置計量標準負責人 趙瑞倉 建標單位名稱（公章） 晉州市質量技術監(jiān)督檢驗所 填寫日期 2008年05月10日 目 錄一、建立計量標準的目的. . . .（1）二、計量標準的工作原理及其組成. . . . （1）三、計量標準器及主要配套設備. .（2）四、計量標準的主要技術指標. . . . . （3）五、環(huán)境條件. （3）六、計量標準的量值溯源和傳遞框圖. （4）七、計量標準的重復性試驗. （5）八、計量標準的穩(wěn)定性考核. （6）九、檢定或校準結果的測量不確定度評定. （7）十、檢定或校準結果的驗證（10）十一、結論（11）十二、附加說明（

2、11）一、建立計量標準的目的 加強計量器具管理，規(guī)范計量器具檢定要求，保障國家計量單位制的統(tǒng)一和量值傳遞的一致性、準確性，為國民經濟發(fā)展以及計量監(jiān)督管理提供公正、準確的檢定、校準數(shù)據(jù)或結果。二、計量標準的工作原理及其組成1、工作原理：F1等級砝碼借助相應精度的標準天平以比較法向F2級、M1級砝碼、M2級砝碼傳遞質量量值。用此項標準對基層110級天平、水分測定儀進行檢定。首先以高一等的克砝碼與其標稱質量相當?shù)钠錁顺淤|量的較小的一群被檢砝碼相比較，然后依次將被檢砝碼組中每個砝碼與相當于其標稱質量的較小的一群被檢砝碼相互比較。平衡方程式及砝碼質量修正值公式形式上與檢定規(guī)程24.1.1項的平衡方程式及

3、砝碼質量修正值完全相同。各等級砝碼檢定合格后，根據(jù)質量傳遞系統(tǒng)以及是否用于標準傳遞或測試工作，分別發(fā)給標準砝碼檢定證書或工作砝碼檢定證書。2、組成：（1） 左盤T 右盤B（2） 左盤T 右盤A（3） 左盤T 右盤A+依公式：【KA】*=【KB】*+*(mg) a*=（VA-VB）（LA-LB）d±mw* *：折算質量三、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檢定或校準機構檢定定周期或復校間隔砝碼無磁1mg-500g F1等級山東蓬萊120河北省計量科學研究院一年主要配套設備天平TG328A0.1mg-200g 3級上海

4、36658遵化所一年天平TG332A0.01mg-20g 3級上海5507唐山市所一年四、計量標準的主要技術指標1、 標準器的精度：F1等級2、 測量范圍：1mg500g五、環(huán)境條件序號 項 目要 求實際情況結 論1 溫度（1826）25合格2 濕度 70%RH65%合格六、計量標準的量值溯源和傳遞框圖上一級計量器具基(標)準名稱: 砝碼不確定度或準確度等級或最大允許誤差: E2等級溯源單位：唐山市計量測試所比較法 量 傳 溯源本單位計量器具計量標準名稱: 砝碼測量范圍:1-500g不確定度或準確度等級最大允許誤差: F1等級比較法下一級計 量器具計量器具名稱: 砝碼測量范圍：1mg-1000

5、g不確定度或準確度等級或最大允許誤差: F2等級及以下計量器具名稱: 機械天平、電子天平、架盤天平測量范圍：10mg-1000g不確定度或準確度等級或最大允許誤差： 3級及以下；級及以下；3級3級 量傳- 七、計量標準的重復性試驗用該砝碼標準裝置及TG328A天平，編號為55165，在相同條件下，對一個被檢的200gF2砝碼進行10次測量，測量結果為：次 數(shù)測量結果（g）1200.00172200.00183200.00174200.00195200.00186200.00177200.00188200.00199200.001910200.00180.083mg在測量不確定度評定中，；因測量

6、重復性引入的不確定度為0.264mg。顯然：0.082mg0.264mg ，所以該標準重復性合格。式中:S實驗標準差, Xi每次測量結果.n重復測量次數(shù)，X測量結果的平均值。計量標準的測量重復性符合總不確定度的要求。八、計量標準的穩(wěn)定性考核 在2009年1月至6月用該套標準對一穩(wěn)定性較好的砝碼進行了4組測量，每組測量5次，取其算術平均值作為每組的測量結果，四組測量結果中最大值與最小值之差作為該標準的穩(wěn)定性。F11g砝碼最大允差為0.10mg 分組測量數(shù)據(jù) （單位：mg）序號1組2組3組4組備注10.120.110.080.0920.110.100.090.0830.120.100.090.08

7、40.110.090.100.0950.120.100.090.08平均值0.120.100.090.08 數(shù)據(jù)綜合 （單位：mg）組 別測量結果結 果結論10.12最大值與最小值之差0.12-0.080.04 mg0.04 mg0.10 mg合格20.1030.0940.08九、檢定或校準結果的測量不確定度評定1、 測量方法（依據(jù)JJG99-2006）采用直接比較法或組合比較法，通過相應精度的標準天平替代接收標準砝碼與被檢砝碼的質量信息，輸出標準砝碼與被檢砝碼的質量量值，然后進行比較，環(huán)境條件：相對濕度不大于70%，溫度波動每4小時不大于1。2、 數(shù)字模型 根據(jù)規(guī)程提供的計算公式，被檢砝碼的

8、折算質量值為 mA=mB*+（VAVB）（k1.2） （1） 設m=（VAVB）（k1.2）,mr=LBrLB=L1, LALB=L2,則mr=（mrLl）L2 得Ma=mB+m±mr±mw （2） 3、方差與靈敏系數(shù)根據(jù)（2）式，可由 uc2=【fxi】2 u2（xi） （3） 以200g為例： 得 u2（mA）=C2（mB）u2（mB）+C2（m）u2+（m）+ C2（mr）u2（mr）+C2（mw）u2（mw） （4） u2（mA）=u2（mB）+u2（m）+（L2L1）2u2（mr）+（mr·L1）2u2（L1）+（mrL1）2u2（mr）+u2（mw）靈

9、敏系數(shù) （5）C（mB）=f（mB）=1, C（m）=f（m）=1C（mr）=f（mr）=±L2L1,C（L1）=f L1=±【（mr·L1）L12】 C（L2）=f L2=±（mr·L1）C（mw）=f（mw）=±1被測量（輸出量）：二等200g砝碼，規(guī)程給出該砝碼質量允差±1.5mg，質量擴展不確定度為0.6 mg。標準量（輸入量）：一等200g砝碼，該砝碼質量允差±0.5mg ，質量擴展不確定度為0.2mg，為了方便，假設其折算質量修正值為零。衡量儀器:采用三級天平,最大秤量200g,名義分度值0.1mg,測

10、分度值的標準小砝碼為二等2mg,修正值為0.01mg,質量擴展不確定度0.02mg。檢定數(shù)據(jù):檢定員1: L2=LA-LB=3.2(分度),L1=LBr-LB=4.0(分度),mr =2.01mg檢定員2: L2=LA-LB=3.0(分度),L1=LBr-LB=4.2(分度),mr=2.01mg以檢定員1的數(shù)據(jù)進行分析。4、標準不確定度一覽表標準不確定度分量u（xi）不確定度來源標準不確定值u（xi）靈敏系數(shù)不確定度貢獻u（mB）標準砝碼引入0.06710.067u（m）空氣浮力引入0.0210.02u（mr）砝碼替代秤量引入0.27±10.27u（mw）標準量與被檢量比較時添加標準

11、小砝碼引入0.0067±10.00675、標準不確定度分量。5.1標準砝碼引入的標準不確定度分量u（mB）一等200g砝碼質量擴展不確定度為0.2mg，正態(tài)分布，置信概率99.73%，包含因子K=3， u（mB）=0.2×1/3=0.067mg5.2空氣浮力引入的標準不確定度分量u（m） m=（VAVB）（K1.2）u2（mP=C2（VA）u2（VA）+ C2（VB）u2 VB+ C2（K）u2（K）估算本實驗室由空氣浮力引入的最大誤差。查的制造二等克組砝碼材料為奧氏體不銹鋼，材料密度為7.85g/cm3，各等砝碼及3、4級砝碼也可用銅合金，材料密度為8.4g/cm3，取偏

12、離量7.858.4 g/cm3來分析。砝碼質量mA與m分別取最大值與最小值mA=200.002g，m=199.998g 本所恒溫室一年內平均空氣密在（ 1.2 ）g/cm3范圍內，由空氣浮力引入的最大誤差為 m=（200.002/7.85199.998/8.4）0.02=0.033mg由空氣浮力引入的不確定度通過空氣浮力引入的最大誤差評定均勻分布，標準不確定度分量為u（m）=m5.3標準量與被檢量比較過程中天平示值變動性，測定分度值的讀數(shù)誤差以及測分度值時采用的標準小砝碼引入的標準不確定度分量u（my）由 my=（mr/L1）×L2得u2（my）=（L2/ L1）2 u2（mr）+（

13、mr L2/ L12）2 u2( L1)+（mr/ L1）2u2（L2） （8）式中：mr測分度值的標準小砝碼的折算質量值，mr=2.01 mgu（mr）測分度值的標準小砝碼的標準不確定度，查得，二等2 mg砝碼質量擴展不確定度為0.02mg正態(tài)分布,置信概率99.73%,包含因子k=3, u(mr)=0.023=0.0067; L1測天平分度值時，加2mg砝碼天平平衡位置改變量，L1=4分度。L2被檢砝碼與標準砝碼相差的分度數(shù)，L2=3.2分度；u（L1）測天平分度值時引入的不確定度分量；u（L2）標準量與被檢量相比較時引入的不確定量分量；u（L1）.（L 2）均由天平示值變動性引入的，天平

14、規(guī)程規(guī)定天平示值變動性允許誤差為1分度,均勻分布，2人各檢一次則u（L1）=u （L 2）=1分度/（） =0.41分度。u2（my）=（3.2/4）20.0672+（2.01×3.2/42）2（0.41）2+(2.014)2（0.41）2=0.004288+0.1616×0.168+0.253×0.168=0.004288+0.027+0.043=0.074u2（my）=0.27mg5.4標準量與被檢量比較時添加標準小砝碼引入的標準不確定度分量u（mw）mw為二等2 mg砝碼，其質量擴展不確定度為0.02mg，正態(tài)分布，置信概率為99.73%，包含因子K=3.u

15、（mw）=0.02mg/3=0.0067 mg6合成標準不確定度經前面分析，不確定度分量彼此獨立，且都已折算成標準不確定度，其合成標準不確定度為uC2（mA）= u2(mB）+u2（m）+ u2（my）+ u2（mw） =0.0672+0.022+0.272+0.00672 =0.08 mguC（mA）=0.28 mg7擴展不確定度 U=K×u C（y） 取K=3 U（ mA ）=3×0.28=0.84 mg8報告二等200g砝碼檢定如下：檢定員1：測得被檢砝碼修正值為+1.6 mg檢定員2：測得被檢砝碼修正值為+1.4 mg被檢砝碼的最終結果取兩人檢定結果的算術平均值1.5 mgmA=200.00015g U=0.84 mg K=3結論：該砝碼測量結果擴展不確定度符合JJG992006砝碼檢定規(guī)程對二等砝碼的要求。十、檢定或校準結果的驗證 選用一組M1級被測砝碼，用被考核的計量標準測量一穩(wěn)定的被測對象，然后將該被測對象用另一套更高級的（上級計量標準）計量標準進行測量。以檢定結果數(shù)據(jù)進行比較（檢定結果均勻合格）其測定結果如下：以一組毫克組砝碼示值為例。標稱值（mg）上級測定結果本級測定結果比對結果差值（mg）5000.030.020.012000.020.010.011000.030.030.0050