F1等级砝码标准报告

1、计量标准技术报告计量标准名称 F1等级标准砝码组装置 建立计量标准单位 计量所 计量标准负责人 大漠吹雪 筹建起止日期 2007年8月修订 说 明1、申请建立计量标准应填写计量标准技术报告。计量标准考核合格后由申请单位存档。2、计量标准技术报告由计量标准负责人填写。3、计量标准技术报告用计算机打印或墨水笔填写，要求字迹工整清晰。目 录一、计量标准的工作原理及其组成 （1）二、选用的计量标准器及主要配套设备 （2）三、计量标准的主要技术指标 （3）四、环境条件 （3）五、计量标准的量值溯源和传递框图 （4）六、计量标准的测量重复性考核 （5）七、计量标准的稳定性考核 （6）八、测量不确定度评定

2、（7）九、计量标准的测量不确定度验证 （8）十、结论 （9）十一、附加说明 （9）一、计量标准的工作原理及其组成1、工作原理F1等级砝码组标准装置由F1等级标准砝码、标准天平组成。F1等级砝码向下传递F2等级及以下砝码采用ABBA循环的双次替代法，以消除量传过程中天平的示值误差和线性漂移的影响。其量传过程及工作原理如下：a.开启天平，将标准砝码放在天平的称盘上，稳定后读取天平示值A；b.取下标准砝码，换上同标称质量的被检砝码，稳定后读取天平示值B；c.重复步骤b和a的操作，计算出A和B的算术平均值；d.通过 mct = mcr +mcrC±I×mcs/I sw公式计算出被检

3、砝码实际质量。2、数学模型 mct = mcr+ mcrC +I×mcs/I sw+mwa 令：F= mcrC 简化后 mct =mcr+ F +I×mcs/I+maw （1）式中： mct -被测砝码的折算质量；mcr-标准砝码的折算质量；I-天平所指示的被测砝码示值的平均值和标准砝码示值的平均值之差()； mcs-实测天平灵敏度的小砝码的折算质量； Is-加放mcs后天平示值的变化量； Cw-空气浮力修正因子，C=（a-0）(1/t-1/r)； ma-磁性影响。二、选用的计量标准器及主要配套设备计量标准器名称型号测量范围不确定度或准确度等级或最大允许误差制造厂及出厂编号

4、检定证书号标准砝码1mg200g1mg200gF1主要配套设备天平TG650250mg50kgI 6天平TG7550mg5kgI 7天平TG328A0.1mg200gI 3天平TG328B0.1mg200g I3三、计量标准的主要技术指标 一主标准器F1等级标准砝码：a.测量范围：1mg200g b.扩展不确定度：U（0.0060.3）mg (k=2)二主要配套设备电光分析天平：a.秤量范围：0.1mg200g；b.重复性：0.01mg(0mgm200g)；四、环境条件项 目要 求实际情况结 论温 度温度波动：每四小时不得大于3.52.0符合要求湿 度相对湿度：30%70%,每四小时不得大于1

5、5%50%65%波动：10/4h符合要求五、计量标准的量值溯源和传递框图E2等级砝码 1mg200g U（0.0020.10）mg (k=2) MPE=(0.0060.3）mg福建省计量科学技术研究所上级社会在相应准确度的标准天平上采用直接比较法，量传时扩展不确定度U（0.0060.3）mg (k=2)公用标准某某F1等级砝码 1mg200g U（0.0060.3）mg (k=2) MPE=(0.0201.0）mg市社会公用标在相应准确度的标准天平上采用直接比较法，量传时扩展不确定度U（0.021.0）mg (k=2)淮分析天平0.1mg架盘天平扭力天平电子天平水分测定仪0F2等级砝码1mg2

6、00gMPE=(0.063.0）mg工作计量器具六、计量标准的测量重复性考核在电光分析天平TG328B，器号为53557的天平上，以82430号的F1等级砝码对一个F2等级20g砝码进行重复性测试，重复性技术指标为0.005mg，其结果为：序号xi（g）120.00014220.00016320.00017420.00016520.00014620.00015720.00016820.00017920.000161020.0001620.000157结论合格七、计量标准的稳定性考核标称质量允许变差2004年2005年变化量2006年变化量2007年变化量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上述砝码周期内的变差值均小于其相应最大允许误差的三分之一，因而标准器的稳定性符合要求。八、测量不确定度评定F2等级砝码组折算质量测量结果的不确定度评定1.概述1.1 测量依据：JJG99-2006 砝码检定规程。1.2 环境条件：温度：(1823) ,波动：3.5/4h；相对湿度：30%70%，波动：15%/4h。1.3 测量标准：

10、F1等级砝码(1mg200g)，U（0.0060.3）mg ，k=2。 1.4 被测对象：F2等级砝码(1mg200g)，U（0.021.0）mg ，k=2。1.5 测量方法：砝码的量传采用ABBA循环的双次替代衡量法，方法如下：a.开启天平，将标准砝码放在天平的称盘上，稳定后读取天平示值A；b.取下标准砝码，换上同标称质量的被检砝码，稳定后读取天平示值B；c.重复步骤b和a的操作，计算出A和B的算术平均值；d.通过 mct = mcr +mcrC±I×mcs/I sw公式计算出被检砝码实际质量。2.数学模型 mct = mcr+ mcrC +I×mcs/I sw

11、+mwa 令：F= mcrC 简化后 mct =mcr+ F +I×mcs/I+maw （1）式中： mct -被测砝码的折算质量；mcr-标准砝码的折算质量；I-天平所指示的被测砝码示值的平均值和标准砝码示值的平均值之差()； mcs-实测天平灵敏度的小砝码的折算质量； Is-加放mcs后天平示值的变化量； Cw-空气浮力修正因子，C=（a-0）(1/t-1/r)； ma-磁性影响。3输入量的标准不确定度评定以1mg和200g为例。3.1 测量过程的标准不确定度的评定。测量过程的标准不确定度可以通过连续测量得到测量列，采用A类方法进行评定。用TG328B天平对1mg砝码在重复性条件

12、下连续测量10次，得到测量列1.02,1.03,1.02,1.03,1.02,1.03,1.02,1.03, 1.02,1.03 (mg )。实验标准差为0.00699mg检定时以两组读数的算术平均值作为测量结果1mg砝码：0.00494mg用TG328B天平对200g砝码在重复性条件下连续测量10次，得到测量列为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)实验标准差为 。检定时以两组读数的算术平均值作为测量结果20

13、0g砝码：0.0262mg3.2 由标准砝码引起的不确定度u(mcr)评定3.2.1标准砝码检定证书中给出的扩展不确定度u(mAC)： F1等级的200g砝码： u(mAC)=U/k=0.3mg/2=0.15mgF1等级的1mg砝码： u(mAC)=3.2.2由标准砝码质量不稳定引入的不确定度uinst(mAC)：根据JJG 99-2006砝码检定规程，砝码的质量不稳定度不大于砝码质量最大允许误差的1/3。估计为均匀分布，因此F1等级的200g砝码： uinst(mAC)= F1等级的1mg砝码： uinst(mAC)= 3.2.3合成后由输入量mcr 引入的不确定度u(mcr)：u(mcr)

14、= 因此：F1等级的200g砝码：u(mcr)= F1等级的1mg砝码： u(mcr)= 3.3 由衡量仪器引起的不确定度uba3.3.1由天平灵敏度引入的不确定度u(s)评定：用F1等级实际质量为10.02mg的砝码，在TG328B测得其分度数为100.8，并连续测量十次，测量结果分别为（mg）：10.02，10.02，10.04，10.00，10.02，10.02，10.04，10.00，10.02，10.023.3.2 由机械天平分辩力引起的不确定度 u(d) 评定： u(d)= 3.3.3由磁性引入的不确定度u(ma)评定根据JJG 99-2006砝码检定规程，符合F级的砝码，磁性引起

15、的不确定度u(ma)可假设为零。3.3.4由偏载引起的不确定度u (E)评定根据JJG 99-2006砝码检定规程规定，此处可忽略。3.3.4 天平的合成标准不确定度uba =0.014mg 3.4 由空气浮力引起的不确定度u(b)评定：通过空气浮力引入的极限误差来评定，采用B类方法进行评定。空气浮力引起质量误差的修正：m0C=(Vt-Vr)(pa-p0)= m0(pa-p0)(1/ pt-1/pr)查有关资料，福建的空气密度估计为(1.20±0.024)mg/cm3，所以（a-0）=0.024mg/cm3由规程表15可知，因F2等级砝码采用铝质材料制作，其密度为2.7 g/cm3；

16、F1等级采用了不锈钢材料制作，其密度为7.95 g/cm3。所以， 1mg、200g的F2等级砝码，其因空气浮力引入的不确定度分别为：1mg砝码： m0C= 200g砝码： m0C=将m0C估计为均匀分布，则200g的u（b）=m0C/=1.1712mg/1.732=0.6762mg同理，1mg的u(b)=3.386×10-6mg4. 合成不确定度uc(mct)评定4.1标准不确定度分量汇总 表1 标准不确定度分量汇总表 （1mg）标准不确定度分量u(xi)不确定度来源标准不确定度（mg）测量重复性0.00494u(mcr)标准砝码0.00489ub衡量仪器0.014uba空气浮力0.000 003386表2 标准不确定度分量汇总表 （200g）标准不确定度分量u(xi)不确定度来源标准不确定度（mg）测量重复性0.0262u(mcr)标准砝码0.2440ub衡量仪器0.014uba空气浮力0.6762因此，对1mgF2等级的砝码： =0.016mg对200gF2等级的砝码：=0.72mg5 扩展不确定度的评定 取k=2，扩展不确定度U 为，则200g： U = k×u(mct)=2×0.72mg =1.44mg1mg：U = k×uc(mct)=2×0.016mg =0.032mg6 测量不确定度