F2等级砝码测量结果的不确定度评定

F2 等级砝码测量结果的不确定度评定

薛仲林

天津市产品质量监督检测技术研究院 检测技术研究 中心 天津市 河北区 300222

摘要：砝码是质量量值传递的基础，是保证国计民生和社会发展的重要的基础。近年来，计量技术机构和行业计量站的质量计量，专业方法、数据处理、空气浮力修正对砝码不确定度影响做了分析和研究。文章介绍了砝码测量结果不确定度分析方法,并以不同量级的砝码为例说明分析过程,最后对分析的结果进行评价。

关键词：F2等级砝码、不确定度评定

1 引言

2019年5月20日，国际计量大会普朗克常数(符号是h)作为新标准来重新定义千克，来替代国际千克原器，标志着质量的量值传递向前迈了新台阶。保证砝码的测量结果准确度，是保证国计民生和社会发展的重要的基础。

1.1测量依据： JJG99-2006《砝码检定规程》。

1.2测量对象：被测量对象为F₂级及以下砝码。

1.3环境条件：温度 18.0℃，相对湿度 45 %。用无水酒精清洗砝码，静置24小时。

1.4测量标准：F₁等级克组砝码标准装置

1.5 测量过程：采用直接比较法，用ABBA测量方法，并记录数据，共测量3次。

2 数学模型：

式中:　

—被测量砝码示值；

—标准砝码示值；

—被测量砝码的标称值；

VA、VB—分别砝码的体积；

ρa—实验室空气密度；

ρ1.2—约定标准空气密度。

3 不确定度来源分析

砝码不确定度主要来源于两个方面，即为A类不确定度和为B类不确定度。

3.1对砝码的重复性测量引入的不确定度 ；

3.2标准砝码引入的不确定度 ；

3.3空气浮力修正引入的不确定度 ；

3.4衡量仪器引入的不确定度 。

4 不确定度来源及分析

4.1对砝码的重复性测量引入的不确定度

对100g砝码进行连续测量10次，分别测得的数据如表1:

4.2标准砝码引入的不确定度分量 ：

根据规程可知 100g砝码的最大允许误差为0.16 mg，100g砝码不确定度为0.053mg，一般 取 3故标准砝码不确定度ucr为：

＝0.041mg

4.3空气浮力修正引入的不确定度分量

由砝码的计量检定证书可知100g的F₁等砝码密度为7950kg/m³、体积V为12.578cm³。同时空气浮力修正引入的不确定度分量均匀分布，包含因子k= ，所以ub：

＝2.3×10^－3mg；

4.4衡量仪器引入的不确定度分量

4.4.1天平的分辨力引入的不确定度，

本次实验所采用电子天平的分辨力为 0.1mg，为矩形分布一般取 3，所以有

＝0.0115mg

4.4.2人员读数引入的不确定度分量_，

测量人员读数属于均匀分布_，以100g的F₂级砝码为例，取k=

＝0.0115mg

根据不确定度的合成方法，因为仪器的分辨率和人员的读数彼此独立，即u_ba：

＝0.0162mg

5 标准不确定度汇总

标准不确定度汇总于表2

6 计算合成标准不确定度

7 计算扩展不确定度

8 测量不确定度的报告与表示

（ ）

以此为依据类推到从20g到1kg的测量不确定度。如下表所示：

参考文献

1 JJG99-2006《砝码检定规程》中国计量出版社 2006

2 JJF1059-2017测量不确定度评定与表示 中国计量出版社 2006

3 JJG1036-2008《电子天平检定规程》中国计量出版社 2006