M1等級砝碼質量值測量結果的不確定度評定

1、概述

1.1測量依據：JJG99--2006《砝碼》檢定規程。

1.2環境條件：常溫下，溫度每4hzui變化3.5⁰C,相對濕度30%～70%每4hzui變化15%。。

1.3測量標準：F₁等級砝碼，測量范圍1mg～200g，JJG99--2006《砝碼》檢定規程中給出擴展不確定度U為0.006-0.3mg，含因子k =2。

1.4被測對象：F₂等級砝碼，測量范圍1mg～200g 。 

1.5測量過程

F₂等級砝碼的測量是采用ABA稱量法.使用天平,將F₁等級標準砝碼直接對測量同標準質量的F₂等級砝碼,可得到標準砝碼與被測砝碼之間差值，將兩人測得被測差值的算術平均值加上F₁等級標準砝碼的質量值作為F₂等級砝碼的測量結果。

2、數學模型

              測量的數學模型：

式中：m ─ F₂等級砝碼的折算質量值

─F₁等級標準砝碼的折算質量值

 ─ 被測砝碼與標準砝碼的質量差值

3、輸入量m_s的標準不確定度

輸入量m_s的標準不確定度采用B類方法行評定。

取200g為例評定

3.1、標準砝碼的標準不確定度 

標準不確定度采用B類方法行評定。

根據JJG99－2006《砝碼檢定規程》，F₁等級的標準砝碼200g的擴展不確定度不于0.3mg,含因子k=2，則標準不確定度為：

0.15mg

標準砝碼的質量不穩定性引起的不確定度為，根據以往6個檢定周期中的檢定證書數據在200g點，是+0.6；+0.6;+0.4；+0.6；+0.4；+0.02，由貝塞爾公式得出=0.23 mg，

在50g點，=0.1 mg，在10g點，=0.03 mg

由此得出：在200g點0.28mg

在50g點0.11mg

在10g點0.04mg

3.2測量過程的標準不確定度u_w的評定：

　采用連續測量得到測量列，采用A類方法行評定

200g砝碼在200g天平上在重復性條件下連續測量200g砝碼10次，獲得被測砝碼與標準砝碼的質量差值如下：

0.0004； 0.0003； 0.0005； 0.0005； 0.0005； 0.0006； 0.0006 0.0005；

0.0006； 0.0006；

計算出平均值和單次測量標準差

　         =0.0005g

    實驗標準差為：

=0.000094g=0.094mg

不確定度：

mg

3.3測量時空氣浮力修正不確定度，即                              

空氣浮力修正的不確定度小于該砝碼zui允許誤差的九分之。

則空氣浮力修正的不確定度為mg

3.4衡量儀器的不確定度

3.4.1 衡量儀器靈敏度引起的不確定度

測200g 砝碼時，在200g天平上測量實際分度值使用10mg小砝碼，而10mg小砝碼的實際植是9.99998，根據規程，其擴展不確定度不于0.008mg，含因子k=2，u（m_s）=0.004mg

衡量儀器由于靈敏度引起的不確定度為0.0000032mg

3.4.2 衡量儀器顯示分辨率引起的不確定度u_d

衡量儀器由于顯示分辨率引起的不確定度為=0.038mg

3.4.3偏載誤差引入的不確定度 

   ===0.022mg

衡量儀器的合成標準不確定度為=0.044mg

4、　合成標準不確定度

4.1標準不確定度匯總表：

　　　　　　　　　    200g砝碼輸入量標準不確定度匯總表

　　　    50g砝碼輸入量標準不確定度匯總表

　　　    10g砝碼輸入量標準不確定度匯總表

4.2、合成標準不確定度的計算：輸入量彼此獨立不相關，所以合成標準不確定度可按下式得到

 200g時：      

=

=0.33mg

50g時：        

=

=0.12mg

10g時：        

=

=0.06mg

5、　擴展不確定度

200g評定  取含因子k=2

則擴展不確定度U＝2×0.33＝0.66mg

采用同樣的評定方法，取50g評定

取含因子 k=2

擴展不確定度U＝20.12=0.24mg

采用同樣的評定方法，取10g評定

取含因子 k=2

擴展不確定度U＝20.06=0.12mg

6、 測量不確定度的報告

F₂等級砝碼質量測量結果的擴展不確定度為：

200g  砝碼：U=0.7mg     k=2

50g 砝碼：  U=0.2mg     k=2

10g  砝碼： U=0.12mg    k=2