一、输出量
F1等级克组标准砝码标准装置由F1等级克组标准砝码、标准天平组成,给出被检砝码的折算质量修正值。
二、数学模型
mB=mA+(Vt-Vr)(ρa-ρ0)±ΔI×mcs/ΔIs
式中: mB→被检砝码的折算质量
mA→标准砝码的折算质量
Vt→被检砝码的体积 Vr→标准砝码的体积
ρa→测量时,实验室的实际空气密度
ρ0→约定的标准空气密度
mcs →测天平分度值的标准小砝码的折算质量
ΔI →被检砝码与标准砝码从衡量仪器上得到的平衡位置读数差
ΔIs →由于灵敏度砝码引起的衡量仪器指示值的改变
三、标准砝码不确定度来源
3.1 F1等级标准砝码
3.2 重复测量
3.3 衡量仪器
3.4 空气浮力
四、标准不确定度的评定
4.1 F1等级标准砝码带来的不确定度u(mcr)。
下面以1g、200g测量为例:
四、标准砝码不确定度的评定 4.1 F1等级标准砝码带来的不确定度u(mcr)。 下面以1g、200g测量为例: 其中,U为标准砝码的扩展不确定度,k为覆盖因子(通常取k值为2),uinst为标准砝码质量的不稳定性引起的不确定度。 依据规程:F1等级标准砝码1g的扩展不确定度不大于0.03mg,200g的扩展不确定度不大于0.3mg,包含因子k=2。则有: 1g砝码: u(mcr)=0.03mg/2=0.015mg 200g砝码: u(mcr)=0.3mg/2=0.15mg 4.2重复性测量带来的不确定度uW 重复性测量的标准不确定度是质量差值的标准偏差。以F1等级标准砝码检定F2等级的1g砝码得到下列数据(单位:mg):0.0;0.0;0.1;0.0;0.0;0.0;0.0;0.0;0.0;0.0,则: uW = =0.01mg F1等级标准砝码检定F2等级的200g砝码得到下列数据(单位:mg):0.4;0.6;0.2;0.5;0.8;0.5;0.8;0.2;0.4;0.6,则: uW = =0.066667mg 对于1g砝码,检定F2等级的1g砝码是在5.1g/0.1mg的天平上进行的,该天平的灵敏度检定是用的F1等级1mg的标准小砝码,其修正值为0.00mg,标准不确定度为u(ms)=0.006mg;该砝码在5.1g/0.1mg的天平上,经过多次测量,引起的质量变化的平均值为ΔIs=1.01mg,算术平均值的标准偏差为u(ΔIs)=0.003mg。标准砝码与被检砝码的差值为0.1mg,则: 计算得us=0.000669mg对于200g砝码,检定F2等级的200g砝码是在210g/0.1mg的天平上进行,该天平的灵敏度检定是用的F1等级10mg的标准小砝码,其修正值为0.02mg,标准不确定度为u(ms)=0.008mg;该砝码在210g/0.1mg的天平上,经过多次测量,引起的质量变化的平均值为ΔIs=10.1mg,算术平均值的标准偏差为u(ΔIs)=0.03mg。标准砝码与被检砝码的差值为1.0mg,则: 计算得us =0.003076mg 4.3.2由于衡量仪器显示分辨力引起的不确定度 对于1g砝码, =0.040825mg 对于200g砝码,=0.040825mg 4.3.3偏载引起的不确定度uE 由天平的检定证书上知,BS224S天平的偏载误差为0.2mg(测量中砝码放置在偏离秤盘中心1/3处): a、对于1g砝码, uE= (1/3×0.2)/ (2×)=0.019245mg b、对于200g砝码, uE= (1/3×0.2)/(2×)=0.019245mg 4.3.3磁性引起的不确定度uma 由于标准砝码与被检砝码经检定其磁性满足JJG99-2006《砝码》检定规程的要求,则此项分量可以按照“零”计算,即uma=0。 4.3.4衡量仪器的几项标准不确定度进行合成,uba a、对于1g标准砝码
==0.045139mg b、对于200g砝码
==0.045238mg 4.4 空气浮力的不确定度分量ub 本厂所用F1等级200g砝码的体积为25.08cm3,F2等级200砝码的体积为25.48 cm3,实测空气密度为1.19788×10mg/cm3,则空气浮力的不确定度分量为(按均匀分布处理此量): 对于1g砝码可忽略此项分量,计为0 对于200g砝码:ub=(25.48-25.08)×(1.2-1.19788)/ =0.00049 五、不确定度分量一览表 不确定度分量不确定度来源评定方法数值u(mcr)F1等级标准砝码B1g:0.015mg200g:0.15mguW重复性A1g:0.01mg200g:0.066667mguba衡量仪器B1g:0.045139mg200:0.045238mgub空气浮力B1g:0mg200g:0.00049mg |
七、测量标准重复性在本标准装置处于正常状态下,对1g砝码进行重复测量8次(温度:22.9℃,湿度36%)。测量差值如下:(天平型号BS224S,编号21891693)单位:mg测量序号观测值(xi)(xi-)(xi-)210-0.01250.0001562520-0.01250.0001562530-0.01250.0001562540-0.01250.0001562550-0.01250.0001562560.10.08750.0076562570-0.01250.0001562580-0.01250.00015625平均值0.0125将上表数据值代入公式如下:(注:重复性标准偏差) sn(x) ==0.025355mg由结果表明:sn(x)<(2/3)uc =0.033333mg,重复性符合要求七、测量标准重复性在本标准装置处于正常状态下,对200g砝码进行重复测量8次(温度:22.9℃,湿度36%)。测量差值如下:(天平型号BS224S,编号21891693) 单位:mg测量序号观测值(xi)(xi-)(xi-)210.50020.60.10.0130.4-0.10.0140.60.10.0150.4-0.10.0160.50070.4-0.10.0180.60.10.01平均值0.5将上表数据值代入公式如下:(注:重复性标准偏差) sn(x) ==0.092582 mg由结果表明:sn(x)<(2/3)uc =0.113513 mg,重复性符合要求。 |