F_2等级克组砝码测量结果的不确定度评定

1、F2等级克组砝码测量结果的不确定度评定U ncertainty Evaluation on Mass V alue Measurement o f Farma(g王光培(广东省中山市质量计量监督检测所,广东中山528403摘 要:本文根据国家计量技术规范JJF1059-1999 测量不确定度评定与表示 、国家计量检定规程JJ G99-2006 砝码 并结合实际工作经验,对F2等级克组砝码测量结果的不确定度进行评定。关键词:F2等级;克组砝码;不确定度1 概述1 1 测量方法依据:JJG99-2006 砝码 检定规程。1 2 被测量的对象:环境条件:温度:(1823 ,相对湿度不大于80%。1

2、3 测量对象:F2等级砝码。测量标准:F1等级砝码(编号:19标准天平(编号:74579:分度值0 1mg,最大秤量200g。1 4 测量方法:实施测量前,用标准砝码标定标准天平的分度值。采用单次替代称量AB A循环的方法,将被测砝码用天平一对一与相同标称值的标准砝码直接比较,得到被测砝码与标准砝码之间的差值d。则标准砝码的折算质量m s加上被测砝码与标准砝码之间的差值d为被测砝码的折算质量m。每次重复2次测量,取2次测量的算术平均值作为被测砝码的测量结果。2 评定模型依据测量方法和检定规程,建立如下数学模型m=m s+d式中:m 被测砝码的折算质量;m s 标准砝码的折算质量;d 被测砝码与

3、标准砝码之差。3 方差和传播系数3 1 方差u2c=( m/ m s2 u2(m s+( m/ d2 u2(du2c=c21 u2(m s+c22 u2(d3 2 灵敏系数c1= m/ m s=1,c2= m/ d=14 不确定度来源分析F1等级标准砝码质量m s的不确定度来源,主要包括:标准砝码引入的不确定度u1(m s和标准砝码质量的不稳定性引入的不确定度u2(m s。被测砝码与标准砝码之间的质量差d引入的测量不确定度,主要包括:(1天平测量重复性引入的标准不确定度u1(d。(2由天平灵敏度引起的标准不确定度u2(d。(3由天平的显示分辨力引起的标准不确定度u3(d。因天平分度在测量时进行

4、实时标定,所以由空气浮力影响误差、偏载误差和磁效应的影响引入的不确定度可以忽略不计。5 输入量的标准不确定度评定(1F1等级标准砝码质量m s引入的标准不确定度u (m s评定,采用B类方法评定由检定证书得,100gF1等级标准砝码的扩展不确定度为U=0 08mg(k=2,则:100gF1等级标准砝码引起的标准不确定度u1(m s为:u1(m s=0 082=0 04mg由规程得,100gF1等级标准砝码质量的不稳定性引起的变化量为 s= 0 16mg,服从均匀分布,包含因子k =3,则:100gF1等级标准砝码质量的不稳定性引起的标准不确定度u2(m s为:u1(m s=0 163=0 09

5、2mgF1等级标准砝码质量m s引入的标准不确定度u (m s由u1(m s和u2(m s两项合成,两者互不相关,故: 100gF1等级标准砝码m s引入的标准不确定度u (m s为:u(m s=u21(m s+u22(m s=0 042+0 0922= 0 102mg(2被测砝码与标准砝码之间的质量差d引入的标准不确定度u(d评定天平测量重复性引入的标准不确定度评定,采用A 类方法评定用标准砝码(编号:19和标准天平(编号:74579在重复性条件下对被测100gF2等级砝码重复测量10次,得出以下测量列(单位为:g:99 99990、99 99985、99 99990、99 99992、99

6、 99990、99 99988、99 99995、99 99990、99 99992、99 99990单次测量实验标准差s(m=10i=1(m i-m210-1=0 078mg因实际测量时,测量结果由重复测量2次的平均值给出,所以天平测量重复性引入的标准不确定度u1(d78计量与测试技术 2011年第38卷第1期为:u1(d=s(m2=0 055mg(3由天平灵敏度引起的标准不确定度u2(d评定,采用B类方法进行评定测量100g砝码时天平灵敏度引起的不确定度u2(d标定TG328A天平分度值时采用灵敏度砝码为m1= 10mg,由规程可知,F1等级10mg标准砝码的扩展不确定度为U=0 003m

7、g(k=2,则u(m1=0 0032=0 0015mg灵敏度砝码引起天平的变化量 I s=100分度,其误差为 2 0分度,服从均匀分布,包含因子k=3,则:u( I s=2 03=1 15由天平灵敏度引起的不确定度u2(d为:u2(d=( m2u2(m1m21+u2( I sI2s,(其中m=0 1mg因此:u2(d=0 001mg由天平的显示分辨力引起的标准不确定度u3(d评定,采用B类方法进行评定测量100g砝码时天平显示分辨力引起的标准不确定度u3(dTG328A天平标尺分度值为d=e=0 1mg,分辨力引起的误差为 0 2d,属均匀分布k=3,则:u3(d=0 0232=0 02mg

8、标准不确定度u(d由u1(d,u2(d,u3(d组成,之间互不相关,u(d可用方和根法合成如下:因此测量100g砝码时,被测砝码与标准砝码之间的质量差d引入的标准不确定度u(d为:u(d=u21(d+u22(d+u23(d=0 0552+0 0012+0 022=0 058mg6 合成标准不确定度的评定6 1 标准不确定度汇总一览表(见表1表1(单位为:mg标准不确定度分量u(x i不确定度来源标准不确定度c i= f/ x i|c1| u(x i u(m su1(m s标准砝码0 04u2(m s标准砝码不稳定性0 09210 102u(du1(d天平测量重复性0 055u2(d天平灵敏度0

9、 001u3(d天平的显示分辨力0 0210 0586 2 合成标准不确定度u c(m的计算根据3 1方差公式代入得:u c(m=u2(m s+u2(d=0 1022+0 0582= 0 12mg7 扩展不确定度的评定按置信概率p=0 95,查t分布表分别得k95=t95 (86=2 00,则扩展不确定度为:U95(m=k95 u c(m=2 0 12=0 24mg8 测量不确定度的报告与表示F2等级克组砝码测量结果的扩展不确定度为:U95(m=0 24mg,k=2参考文献1JJF1059-1999.国家计量校准规范. 测量不确定度评定与表示 .2JJG99-2006.国家计量检定规程 砝码

10、.作者简介:王光培,男,工程师。工作单位:广东省中山市质量计量监督检测所。通讯地址:528403广东省中山市博爱六路48号。收稿时间:2010-06-17(上接第77页如果所有参加实验室中没有实验室能够提供比较权威的比对参量的参考值,则可以采用实验室间比对,简单的说,实验室间比对是能力验证活动中一种方式。这类比对有一个前提:各个参加实验室必须工作在大致相同的准确度水平。这在技术和测量的前沿是经常遇到的情况。这种比对测量也是很有用的,但在溯源性方面不能起到由参考实验室主持的校准实验室之间的比对(能力验证同样重要的作用。比对是通过对测量结果的量值的比较评价实验室的校准能力。按照预先规定的条件,由两

11、个或多个实验室对相同或类似的被测物品进行检测的组织、实施和评价。实验室间比对可以自己组织。这时,参考值xR可采用各个参加实验室测量值的算术平均值:x R=x=1NNi=1x i(2式中:N 参加验证试验(比对的实验室的数目;x i 第i个参加实验室的测量值。4 结束语能力验证对于识别实验室可能存在的系统偏差并制定相应的纠正措施、实现质量改进、进一步取得外部的信任,具有明显的作用。还可以增加实验室客户对实验室能力的信任,就实验室的生存与发展而言,用户对是否能够持续出具可靠数据的信任度是非常重要的。此外, 法定计量检定机构考核规范 规定,法定计量检定机构也可以参加能力验证,以对检测校准的结果进行质量控制。参考文献