F1等级500mg砝码折算质量值的测量不确定度评定

徐志强

（新疆维吾尔自治区计量测试研究院，新疆乌鲁木齐，830011）

1 概述

此次测量不确定度的评定依据国家计量检定规程JJG99-2006《砝码检定规程》和OIML R111砝码国际建议，温度波动不大于2.0℃/4h，湿度范围在30%～70%RH之内，且波动不大于15%/4h。

使用测量标准器和被测对象的计量特性如下：

测量标准：E2等级标准砝码。

被测对象：F1等级500mg砝码。

测量方法：采用ABA循环比较方法,衡量仪器使用电子比XP56(52g/0.001mg)。

2 测量模型

2.1 根据测量方法建立测量模型如下

式中：mct-被测砝码的折算质量；

mcr-标准砝码的折算质量；

∆ m -测量过程中观测到的被测砝码与标准砝码直接的质量差；

δb -空气福利对测量结果的影响量；

δS-衡量仪器对测量结果的影响量。

2.2 传播律公式：

3 全部输入量的标准不确定度分量的评定

3.1 衡量过程的标准不确定度分量()um∆

衡量过程中的不确定度来源主要是天平的重复性,可以通过多次重复测量得到测量列,采用统计分析方法即A类评定方法计算标准不确定度。

对500mg砝码的质量差,在重复性条件下连续测量10次,计算算术平均值得到：

用相同砝码在不同时间再测量5组，每组各在重复性条件下连续测量10次，共得到6组测量列，则合并样本标准差Sp为：

在实际测量中结果为两人测量的平均值，那么由衡量过程引入不确定度分量为：

3.2 标准砝码的不确定度分量u(mcr)

式中：uinst(mcr)——标准砝码质量的稳定性引起的不确定度

如果证书中没有给出标准砝码的扩展不确定度U和覆盖因子k，根据砝码规程JJG99-2006，任何一个质量标称值为m0的单个砝码，其折算质量的扩展不确定度，U(k=2)，应不大于相应准确度等级的最大允许误差绝对值的三分之一。

对于500mg砝码，该E2等级500mg标准砝码近几次检定周期年最大变动为0.001mg，从而得出：

3.3 空气浮力影响引入的标准不确定度分量()ubδ

对空气浮力影响不作修正，估计其极限值为标称值的±1×1 0−6，以矩形分布估计，于是对于500mg砝码：

3.4 衡量仪器的不确定度分量()uSδ

3.4.1 灵敏度引起的不确定度

XP56比较器的实际分度值为0.001mg，灵敏度引起的不确定度可以忽略不计。

3.4.2 由分辨力引入的不确定度

对于500mg砝码，分度值为d的数字式衡量仪器，由于分辨力引起的不确定度是：

3.4.3 由于偏载引起的不确定度为：

D为天平按照相应检定规程进行偏载测量时最大值和最小值之间的差，1d为估计的称盘中心到砝码中心的距离，2d为称盘中心到一个角的距离。

对于500mg天平由于偏载引起的不确定度为：

3.4.4 磁性引起的不确定度 uma

砝码满足规程要求，磁性引起的不确定度 uma可假设为零。

由于重复性与分辨力引入的标准不确定度分量重复计算，在这里取其大者， u(mcr)> ud、u‘(∆m)>u'd所以分辨力引入的标准不确定度舍去，那么与天平有关的合成标准不确定度u(δS)、u‘(δS)。

对于500mg砝码：u (δ S) =uE=0.0014mg

4 合成标准不确定度

考虑到各分量不相关，那么合成标准不确定度为：

5 扩展不确定度的评定

取包含因子k=2，扩展不确定度为：

500mg砝码：U =2× uc(mct) =2×0.0067≈0.013mg