質(zhì)量比較儀校準(zhǔn)規(guī)范

1質(zhì)量比較儀校準(zhǔn)規(guī)范本規(guī)范適用于各類質(zhì)量比較儀(以下簡稱比較儀)的校準(zhǔn)。分：計量技術(shù)要求(2004年版)(WeightsofclassesE,E?,F?,F?,M?,M?2,M?,Mz?andM?,Part1:Metrologicalandtechnicalrequirements.Edition2004(E))maticelectronicweighinginstruments)凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。3.1.1最大承載量maximum對于全電子稱量范圍的比較儀，為該衡量儀器所能達到的最大電子稱量效果；對于3.1.3單一衡量范圍的質(zhì)量比較儀singlerangemasscompa在整個衡量范圍內(nèi)，只有一個固定實際分度值d的質(zhì)量比較儀。簡稱：單范圍比3.1.4多衡量范圍的質(zhì)量比較儀multiplerangemasscomp對于只有一個秤盤的質(zhì)量比較儀，具有多個從零點到最大承個測量范圍又具有各不相同的實際分度值的質(zhì)量比較儀。簡稱：多范圍比較儀-引用名整個衡量范圍內(nèi)分為多個實際分度值不同的局部衡量范圍，并且實際分度值可依據(jù)3.1.6實際分度數(shù)numberofactual2每個局部衡量范圍的最大承載與相應(yīng)的實際分度值的比，Max;/d;。其中：i=1,3.1.7試驗載荷testload(P?)當(dāng)對比較儀進行重復(fù)性、偏載和顯示誤差的測量時，其試驗載荷均為如下兩個載荷，它們分別是：P?——二分之一的最大承載，即：Max/2。P?——最大承載，即：Max。注：當(dāng)比較儀在試驗載荷附近有配衡點時，則采用該配衡點作為試驗載荷。全電子量程的比較儀，當(dāng)最大承載小于20kg時，砝碼為最接近試驗載荷的單個砝碼；當(dāng)最大承載大于20kg在試驗載荷添加的標(biāo)準(zhǔn)小砝碼，比較儀由于該標(biāo)準(zhǔn)小砝碼引起的示值變化與標(biāo)準(zhǔn)小砝碼的折算質(zhì)量實際值之間的差。符號及含義對照見表1。表1符號及含義對照表符號dinST實際分度值測量序列中，各獨立測量的序號比較儀的最大秤量一組測量中的測量次數(shù)測量序列的標(biāo)準(zhǔn)偏差溫度(單位K)△T=Tmx—Tmin,校準(zhǔn)實驗室內(nèi)溫度間隔的寬度比較儀受溫度影響的平均特性，以10-6K~'為單位重復(fù)性測量的擴展不確定度局部示值誤差測量的擴展不確定度偏載誤差測量的擴展不確定度顯示分辨力誤差的不確定度分量3使用的單位：微克(μg)、毫克(mg)、克(g)、公斤或千克(kg)和噸(t)。4.1原理比較儀主要是根據(jù)測量彈性元件的變形和應(yīng)變，或電磁力反饋平4.2用途比較儀，是基于ABA或ABBA循環(huán)方式測量質(zhì)量差值，用于砝碼傳遞或其他特殊用途的，以全量程或電子秤量范圍加配衡的稱量方式的高分辨率電子衡量設(shè)備。比較儀的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足在其進行校準(zhǔn)和使用過程中的安全、可靠，不得存在對操作人4.3.1比較儀的說明性標(biāo)記切場合都必備的標(biāo)記：e)實際分度值d;上述說明性標(biāo)記必須是擦不掉的，且應(yīng)使其大小、形狀和清晰度在比較儀的正常使用條件下容易閱讀。載有標(biāo)記的牌子必須能封牢，不易破壞或拆表面鍍層或涂覆層的色澤應(yīng)均勻(外觀不得具有顯見的缺陷)。設(shè)有外罩的比較儀，其外罩應(yīng)平穩(wěn)，不得有明顯的歪斜、變形、裂縫、劃傷等缺4.3.4比較儀的讀數(shù)顯示應(yīng)均勻，不缺劃，讀數(shù)應(yīng)在顯示器窗口的適中位置，無顯見正常使用條件下，指示或打印的衡量結(jié)果的讀數(shù)必須可靠一致，容易讀取而且4構(gòu)成結(jié)果的字符必須保證其大小、形狀和清晰度在衡量結(jié)果必須含有質(zhì)量計量單位名稱或符號。對于任意一標(biāo)尺分度值必須取1×10*,2×10^或5×10*的形式，以此表示衡量結(jié)果。此時，式中指數(shù)k是正整數(shù)或是零或負整數(shù)。整個比較儀的指示、打印和配衡裝置，對于任何給定載荷均應(yīng)具有相同的實際分小數(shù)部分必須用小數(shù)點將其與整數(shù)部分分開對比較儀進行偏載誤差測量時，載荷加在秤盤的不同位置上在某一試驗載荷下，添加一測量誤差的小砝碼，比較儀顯示6.1標(biāo)準(zhǔn)砝碼校準(zhǔn)比較儀時，應(yīng)配備符合JJG99—2006《砝碼》相應(yīng)等級的標(biāo)準(zhǔn)砝碼。在測量和不確定度評定時，應(yīng)計算標(biāo)準(zhǔn)砝碼的最大允許誤差，或者不確定度(k=2)。標(biāo)準(zhǔn)砝碼的選擇應(yīng)滿足表2的要求。5表2砝碼準(zhǔn)確度等級與比較儀實際分度數(shù)關(guān)系表砝碼準(zhǔn)確度等級比較儀實際分度數(shù)(Max;/d;)最小最大在校準(zhǔn)過程中，應(yīng)確保標(biāo)準(zhǔn)砝碼與被校比較儀之間的溫度一致性，砝碼質(zhì)量值由于熱傳導(dǎo)引起的偏差不得超過0.1U·。表3給出了標(biāo)準(zhǔn)砝碼與被校比較儀之間達到溫度表中：△T為標(biāo)準(zhǔn)砝碼與被校比較儀之間的溫度差；U’為校準(zhǔn)試驗室預(yù)給被校比表3標(biāo)準(zhǔn)砝碼與被校比較儀恒溫時間表512512512589983535642116.2其他有關(guān)測量用計量器具分度值不大于0.2℃的溫度計；相對準(zhǔn)確度不低于5%RH的干濕度計；6.3校準(zhǔn)環(huán)境條件比較儀的校準(zhǔn)應(yīng)在穩(wěn)定的環(huán)境狀況下，校準(zhǔn)用標(biāo)6.3.1對于實際分度數(shù)為5×10?以上的比較儀，校準(zhǔn)室的溫度應(yīng)在18℃~23℃,校準(zhǔn)時的溫度變化每4h最大變化1℃;相對濕度應(yīng)在30%～70%,校準(zhǔn)時的相對濕度變6化每4h最大變化10%。其他比較儀，校準(zhǔn)時的溫度變化每4h最大變化2℃;相對濕度應(yīng)在30%～70%,校準(zhǔn)時的相對濕度變化每4h最大變化15%。6.3.2校準(zhǔn)室不得受震動、氣流及其他強磁場的影響，室內(nèi)應(yīng)保持清潔，使用面積適度，不得過分擁擠。6.3.3比較儀工作臺平整、穩(wěn)固，具有良好的剛度，并具有一定的防震、隔震效果。6.3.4校準(zhǔn)室內(nèi)的比較儀和砝碼應(yīng)盡量避免陽光直接照射。6.4供電電源利用供電電源工作的比較儀，應(yīng)在下列電源變化范圍內(nèi)遵守：對于額定電源電壓，變化為(1-15%)V至(1+10%)V;對于電源電壓范圍，變化為(1-15%)Vmin至(1+10%)Vmax;對于50Hz電源頻率變化為(1-2%)50Hz至(1+2%)50Hz。6.5校準(zhǔn)前比較儀的清潔處理任何比較儀在正式校準(zhǔn)之前，都應(yīng)做好清潔工作。6.6比較儀的存放時間如果比較儀一直放在室內(nèi)，應(yīng)通電停放24h之后，再開機半小時以上方可進行正如果比較儀經(jīng)過搬動，應(yīng)通電停放48h之后，再開機半小時以上方可進行正式7校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法7.1校準(zhǔn)項目校準(zhǔn)項目見表4。校準(zhǔn)項目測量及不確定度評定測量及不確定度評定測量及不確定度評定7.2校準(zhǔn)方法7.2.1校準(zhǔn)前的準(zhǔn)備工作以目力察看和手動檢查的方式檢查比較儀的外觀質(zhì)量是否符合4.3的相應(yīng)規(guī)定。校準(zhǔn)開始前，應(yīng)對被校比較儀作合法性和工作正常性檢查，使其不得存在影響校準(zhǔn)結(jié)果的缺陷。比較儀在工作及校準(zhǔn)時，應(yīng)處于水平狀態(tài)，并且比較儀的自動零位調(diào)整裝置和零位跟蹤裝置不得使用。7.2.2操作原則7a)衡量循環(huán)對于一臺比較儀的重復(fù)性、偏載和局部示值誤差的校準(zhǔn)，只能采用下述兩種衡量循環(huán)中的一種進行操作。本規(guī)范推薦兩種衡量循環(huán)，最常用的是ABBA(優(yōu)先選用)和ABABA;相應(yīng)的，對于一個衡量點可采用獨立的相鄰4個衡量值A(chǔ)?、A?、A?、A?或相鄰的3個衡量值A(chǔ)?、A?、A?做為一個循環(huán)。這兩種衡量循環(huán)可最大限度地減少線性漂移對衡量結(jié)果的影響，但不能完全消除。故線性漂移也是比較儀的一項重要的技術(shù)指標(biāo)。b)砝碼衡量的計算公式IA?1,…,IA?m,IBIn,IB? 循環(huán)ABABA(A?B?A?B?A?):IA?,I,IA?,IB,IA?, 在ABBA和ABABA,n是序列的數(shù)目。i值為放在衡量盤上的砝碼順序號。下角標(biāo)A和B分別代表校準(zhǔn)比較儀所用的兩個標(biāo)稱值相同的砝碼。△I;表示測量序列i的當(dāng)采用一個砝碼進行測量時，循環(huán)A?A?A?A?:I?,I?,I?,I??,…,Im,I? 循環(huán)A?A??A?A?A?:I?,Ii?,I?,I??,I??, ,I(+11,[(n+1)?, 上述，n是序列的數(shù)目；i值為放在衡量盤上的砝碼順序號；△I;表示測量序列i的差值。c)讀數(shù)時間校準(zhǔn)過程中讀取平衡位置讀數(shù)的時間間隔應(yīng)盡量一致。d)校準(zhǔn)時的測量載荷在進行重復(fù)性、偏載和顯示誤差校準(zhǔn)時，均在試驗載荷點上進行測量，參見3.1.7。7.2.3重復(fù)性的校準(zhǔn)7.2.3.1總則衡量循環(huán)可以采用ABBA,ABABA或者A?A?A?A?、A?A?A?的衡量模式，循環(huán)次數(shù)不少于6次。用測定序列的單次測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差表示最終重復(fù)性校準(zhǔn)結(jié)果。7.2.3.2校準(zhǔn)程序和要求若比較儀在試驗載荷點上采用配衡裝置方可顯示質(zhì)量量值，則只能選用一個滿足校8準(zhǔn)比較儀的標(biāo)準(zhǔn)砝碼按照A?A?A?A?、A?A?A?的方式將這個標(biāo)準(zhǔn)砝碼放在秤盤中心位置，待比較儀顯示穩(wěn)定后，記錄顯示器示值。若被校比較儀為全量程電子秤量范圍，則既可選用一個滿足校準(zhǔn)比較儀的標(biāo)準(zhǔn)砝碼按照A?A?A?A?、A?A?A?的方式將這個標(biāo)準(zhǔn)砝碼放在秤盤中心位置，待比較儀顯示穩(wěn)定后，記錄顯示器示值。又可選用一個標(biāo)準(zhǔn)砝碼與空載進行比較，按照ABBA或ABABA的衡量方式，將標(biāo)準(zhǔn)砝碼放在秤盤中心位置，待比較儀顯示穩(wěn)定后，記錄顯示器示值和空載示值。7.2.3.3測量結(jié)果的計算(標(biāo)準(zhǔn)偏差法)對于某一指定的試驗載荷，共有n個(n正好等于該試驗載荷的測量次數(shù)。ABBA、A?A?A?A?為1次，ABABA、A?A?A?為2次)數(shù)據(jù)，則此時該試驗載荷的單次測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差計算如下。對于ABBA、A?A?A?A?衡量循環(huán)：對于ABABA、A?A?A?衡量循環(huán)：分別計算出試驗載荷點下重復(fù)性的單次測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差。利用貝塞爾公式計算單次測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差時，如果測量次數(shù)n小于10次，則應(yīng)在由公式(5)或(6)計算出的單次測量標(biāo)準(zhǔn)偏差之前乘以一個安全因子h,使測量結(jié)果更接近于正態(tài)分布。此時測量次數(shù)與系數(shù)之間的安全因子見表5。23456789安全因子標(biāo)準(zhǔn)不確定度由貝塞爾公式計算得到的實驗標(biāo)準(zhǔn)差再乘以對應(yīng)于表5中測量次數(shù)的安全因子h后得到，即u=hs。7.2.4偏載的校準(zhǔn)比較儀的秤盤有多種形式，如：上皿式固定秤盤、上皿式可自動定心秤盤、吊掛式秤盤、吊掛式可自動定心秤盤等。對于帶有自動定心秤盤和吊掛式秤盤的比較儀，應(yīng)在確保砝碼和比較儀安全的情況下測量其偏載。校準(zhǔn)過程中，標(biāo)準(zhǔn)砝碼的偏離位置應(yīng)為：a)方形秤盤，長邊和寬邊平分線所形成四塊面積的中心位置；b)圓形秤盤，垂直兩條直徑所形成四塊面積的中心位置；c)三角形秤盤，內(nèi)切圓中頂角平分線和與之相垂直直徑所形成四塊面積的中心9不同形狀秤盤的偏載示意如圖1所示。7.2.4.1校準(zhǔn)步驟a)將試驗載荷放在秤盤的中心位置，待顯示穩(wěn)定后，記錄顯示讀數(shù)，Io?;b)對于上皿式固定秤盤，將試驗載荷放置在秤盤中心到規(guī)定的“前”方向上的正式周邊的距離(通常稱為稱量盤半徑)三分之一處；對于帶有自動定心秤盤，或吊掛式秤盤，將試驗載荷放置在偏離秤盤中心的“前”方，并可使比較儀正確讀數(shù)、確保砝碼及比較儀安全的位置。待顯示穩(wěn)定后，記錄顯示讀數(shù)，I;;c)將試驗載荷放在秤盤的中心位置，待顯示穩(wěn)定后，記錄顯示讀數(shù)，Io?;d)重復(fù)上述步驟a)到c),但在b)步驟中，需將砝碼依次分別放在偏離秤盤中7.2.4.2測量結(jié)果的計算按照7.2.4.1的要求對偏載各個位置的顯示讀數(shù)進行計算。例如：試驗載荷放在“前”方位置，計算測量的結(jié)果為：。其他位置依此類推。7.2.5局部示值的校準(zhǔn)由于比較儀在使用中的特點，標(biāo)準(zhǔn)砝碼與被測物體之間的質(zhì)量差值只在一定的范圍以內(nèi)，故在比較儀校準(zhǔn)的過程中，可以僅針對一個小的、相對合理的電子顯示范圍對顯示誤差進行校準(zhǔn)。用于測量該項誤差而添加砝碼的質(zhì)量值m;,為被校比較儀實際分度值d的1000倍到5000倍之間任意一個單個砝碼(當(dāng)d<1μg時，僅可選用1mg砝碼測量該項誤差)。7.2.5.1校準(zhǔn)程序與要求在進行局部示值誤差校準(zhǔn)時，若比較儀在被測的載荷點上采用配衡裝置方可顯示質(zhì)量量值，則只能選用一個滿足校準(zhǔn)比較儀的標(biāo)準(zhǔn)砝碼按照ABBA或ABABA的方式(其中：B=A+ms)分別將標(biāo)準(zhǔn)砝碼放在稱盤上，待比較儀穩(wěn)定，記錄顯示器示值。此時測量次數(shù)為1次～3次。故校準(zhǔn)局部示值誤差時的衡量循環(huán)為：A、(A+m?)、(A+ms)、A;或者A、7.2.5.2校準(zhǔn)結(jié)果的計算按公式(7)、(8)計算出由于添加了局部示值誤差小砝碼而引起的比較儀顯示值的變化量△Im,。如果局部示值誤差為多次測量的結(jié)果，則取其算術(shù)平均值作為顯示值的變化量。8校準(zhǔn)結(jié)果經(jīng)校準(zhǔn)的比較儀發(fā)給校準(zhǔn)證書(內(nèi)頁格式見附錄B)。9復(fù)校時間間隔比較儀的再校準(zhǔn)時間間隔，送校單位可根據(jù)實際使用情況自主決定測量結(jié)果的不確定度評定實例以真空學(xué)質(zhì)量比較儀M-one為例，進行不確定度評定。A.1比較儀不確定度評定中各影響因子的計算A.1.1校準(zhǔn)室內(nèi)溫度波動的影響比較儀稱量部件的計量特性會隨著周圍環(huán)境的溫度變化而改變，在進行校準(zhǔn)工作期間，實驗室內(nèi)的溫度也是在變化的，因此在不確定度評定過程中，需要考慮由此引起的不確定度分量。本校準(zhǔn)規(guī)范中采用溫度影響的不確定度分量變化量αr來表示，按照該比較儀的溫度影響平均特性TK=0.003×10~°K-1,測量過程中的溫度變化量A.1.2測量局部示值誤差用標(biāo)準(zhǔn)砝碼的影響當(dāng)該小砝碼采用了標(biāo)稱值進行了誤差計算時，不確定度MPE,為測量顯示誤差用標(biāo)準(zhǔn)小砝碼的最大允許誤差；如果該小砝碼采用了實際的折算質(zhì)量值進行誤差計算時，不確定度,其中：Us為測量顯示誤差用標(biāo)準(zhǔn)小砝碼的擴展不確定度。為1g的E?等級砝碼，其修正值為一0.011mg,A.1.3顯示分辨力的影響每個讀數(shù)I都有其相應(yīng)的實際分度值d(I),則由于顯示分辨力引起的不確定度分當(dāng)采用兩個等量砝碼進行重復(fù)性測量時或當(dāng)偏心位置與中心位置進行偏載測量時或當(dāng)進行顯示誤差測量時，顯示分辨力引起的不確定度分量均為：當(dāng)采用一個標(biāo)準(zhǔn)砝碼與空載進行重復(fù)性測量時，顯示分辨力引起的不確定度分量為該比較儀的讀數(shù)能力為0.1μg,則A.2比較儀各項擴展不確定度的評定A.2.1重復(fù)性測量的擴展不確定度Ug此項不確定度來源于校準(zhǔn)實驗室內(nèi)部的溫度波動對標(biāo)準(zhǔn)砝碼和被校比較儀的影響，按A.1.1計算溫度影響的不確定度分量變化量(ar),再乘以標(biāo)準(zhǔn)載荷砝碼(P?)的質(zhì)量值；被校比較儀在被測載荷點下的顯示分辨力，按A.1.3計算。重復(fù)性測量的擴展不確定度按式(A.1)計算：P?=1kg砝碼的重復(fù)性測量的不確定度為：A.2.2偏載誤差測量的擴展不確定度Ug此項不確定度來源于被校比較儀的重復(fù)性，按7.2.3.3中的公式(5)或(6)計算；校準(zhǔn)實驗室內(nèi)部的溫度波動對標(biāo)準(zhǔn)砝碼和被校比較儀的影響，按A.1.1計算溫度影響的不確定度分量變化量(ar),再乘以標(biāo)準(zhǔn)載荷砝碼(P)的質(zhì)量值；被校比較儀在被測載荷點下的顯示分辨力，按A.1.3計算。偏載誤差測量的擴展不確定度按式該質(zhì)量比較儀為三角式吊掛秤盤，為確保儀器設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)砝碼的安全性，無法進行偏載的測量。A.2.3局部示值誤差測量的擴展不確定度Us此項不確定度來源于被校比較儀的重復(fù)性，按7.2.3.3中的公式(5)或(6)計算；校準(zhǔn)實驗室內(nèi)部的溫度波動對標(biāo)準(zhǔn)砝碼和被校比較儀的影響，按A.1.1計算溫度影響的不確定度分量變化量(ar),再乘以標(biāo)準(zhǔn)載荷砝碼(P)的質(zhì)量值；被校比較儀在被測載荷點下的顯示分辨力，按A.1.3計算；測量局部示值誤差所采用的標(biāo)準(zhǔn)小砝碼的影響，根據(jù)該小砝碼是否使用其實際質(zhì)量值，按A.1.2