天平砝码检定结果符合性判定方法

摘 要:F1 级标准砝码检定 ○ Ⅰ 级电子天平，符合规程对标准器的选择要求。但示值误差检定值的扩展不确定度不能满足相应要求，示值误差检定结果符合性判定时，无法忽略不确定度影响。应选择比 F1 等级更高的标准砝码检定。

1 概述

1. 1 检定依据:JJG 1036 －2008《电子天平检定规程》。

1. 2 被检对象:为了方便问题的叙述，选取台 200g/0. 1mg 电子天平作为检定对象。该天平为 ○Ⅰ 级天平，d = 0. 1mg，e = 10d = 1mg。根据 JJG 1036 －2008《电子天平检定规程》规定，测量范围(0≤m≤50)g 允许误差 0. 5e = 0. 5mg，(50 ＜ m≤200) g 允许误差 1. 0e =1mg。试验测量点数括空载、小秤量、允许误差转换点所对应的载荷、秤量等，不得少于 10 个点，其中 50g、200g 为允许误差转换点。

1. 3 标准砝码: F1 等级，范围 1mg ～200g。规程要求其扩展不确定度(k = 2)不得于被检天平在该载荷下允许误差值的 1/3。200g/F1 级砝码的 MPE 值1mg，其扩展不确定度 0. 3mg(k = 2); 50g/F1 级砝码的MPE 值 0. 3mg，其扩展不确定度 0. 1mg(k = 2)，因此 F1级砝码满足规程要求。

1. 4 环境条件:温度般为室内温度。在检定期间所记录的温差，不过 1℃ 的 1/5，相对湿度不于80%。
1.5 其他影响量及供电电源均符合JJG 1036 －2008 要求。

1. 6 测量方法:用标准砝码直接加载、卸载的方式。分段测量天平示值与标准砝码之差，即为示值误差。

2 不确定度的计算

 2. 1 测量模型
Δ = I － L式中:Δ—电子天平示值误差;I—电子天平示值;L—标准砝码质量值。
2. 2 电子天平示值 I 的标准不确定度 u(I)评定电子天平示值 I 的标准不确定度来源主要有:天平示值重复性误差、偏载、分辨力 3 个分项。这里略去测量重复性、偏载试验过程及数据。其测试结果见表 1。50g示值 I 的标准不确定度见表2，200g 示值 I 的标准不确定度见表 3。表 1 偏载、重复性测试果测试载荷偏载测试d 1 /d 2值和小值之差 D重复性测试 10 次示值误差的标准差 s50g 1/2 0. 2mg 0. 0738mg200g 1/2 0. 4mg 0. 116mgd 1 :秤盘中心到砝码中心距离，d 2 :秤盘中心到个的距离表 2 电子天平示值 I 的标准不确定度汇总表(50g 砝码)标准不确定度分量 u(I)不确定度来源 评定方法标准不确度(mg)灵敏度系数 C i|C i |·u(x i )(mg)
u(I 1 )测量重复性 测量列的标准差 s 0. 0738 1 0. 0738u(I 2 )天平偏载d 1d 2×D槡
2 × 30. 0289 1 0. 0289u(I 3 )天平分辨力 0. 29d 0. 029 1 0. 029u(I) = u 2 (I 1 ) +u 2 (I 2 ) +u 2 (I 3槡)=0. 084mg

2. 3 标准砝码 L 的标准不确定度 u(L)评定
其来源为标准砝码质量误差、标准砝码质量不稳定 带来的分量。(1)F1/50g、F1/200g 砝码的允许误差 MPE 分

别为:0. 3mg、1mg，扩展不确定度分别为 U = 0. 1mg、
0. 3mg，k =2，故有F1/50g 砝码质量的的标准不确定度分量:u(L 1 ) = U/k =0. 1mg/2 =0. 05mgF1/200g 砝码质量的标准不确定度分量:u(L 1 ) = U/k =0. 3mg/2 =0. 15mg
2. 5 50g、200g 测量点的示值误差扩展不确定度 U(k =2)
50g:U = ku c (Δ) =2 ×0. 113 =0. 226(mg)
200g:U = ku c (Δ) =2 ×0. 278 =0. 556(mg)
3 示值误差检定值的评定
3. 1 评定方法:将被检电子天平与相应的的检定规程要求比较，在检定的量值点上得到的被检电子天平的示值误差，再将示值误差与被天平的允许误差相比较确定被检天平是否。

3. 2 示值误差符合性评定的基本要求
(1)按照 JJF 1094《测量仪器特性评定》的规定，对测量仪器特性行评定时，若评定的示值误差的不确定度满足以下要求:评定示值误差的测量不确定度与被评定测量仪器的允许误差的值(MPEV)之比小于或等于 1/3，即 U 95 ≤13MPEV 时，示值误差评定的测量不确定度对符合性评定的影响可忽略不计。此时判
定依据为:
①|Δ|≤MPEV 判为。
②|Δ| ＞ MPEV 判为不。
(2)考虑示值误差评定的测量不确定度后的符合性
评定
当评定示值误差的测量不确定度与被评定测量仪器
的允许误差的值(MPEV)之比不满足小于或等于
1/3 要求时，即 U 95 ＞13MPEV 时，必须要考虑示值误差的测量不确定度对符合性评定的影响。此时判定依据为:
①|Δ|≤MPEV － U 95 判为。
②|Δ| ＞ MPEV + U 95 判为不。
③MPEV － U 95 ＜ |Δ| ＜ MPEV + U 95判为待定区。当测量仪器示值误差的评定处于待定区时，可以通过采用准确度更高的计量标准，改善环境条件、增加测量次数和改善测量方法等，以降低示值误差的测量不确定度后再行评定。
4 本次检定的判定依据
本次检定相应检定量值点(50g、200g)的测定不确定度都不满足 U 95 ≤13MPEV，不能忽略不确定度的影响，应当按本文 3. 2(2)的方法行判定。
5 存在问题
本次检定是根据被检天平的示值允许误差MPEV，按检定规程 JJG 1036 中 7. 1. 1. 1 条“应配备组砝码，其扩展不确定度(k =2)不得于被检天平在该载荷下允许误差值的 1/3 ”之规定，选取了 F1 等级标准砝，实验室环境条件以及其他影响量，也*符合JJG 1036 －2008 检定规程要求，但是示值误差的测量不确定度未能满足 U 95 ≤13MPEV，致使检定结果无法行简单的比较( |Δ|与 MPEV 比较)直接判定。在实际检定工作中，如果每台电子天平检定完毕都要对其行不确定度的评定，然后按本文“3. 2. 2 考虑示值误差评定的测

 3 故障与解决
3. 1 变送器的线性不好故障现象:检定台压力变送器时点和终点都是负误差，但中间某点正误差严重差，靠增减量程和升降点都无法调整使误差在允许范围内。因分析:线性不的仪表可以靠增减量程和升降点的调使其，因为中间点误差差，所以靠调整点和量程时不能把起仪表调整的。智能变送器的准确度高低，取决于两个因素:个是敏感元件，个是电子转换电路的准确度。解决方法:智能仪器仪表的稳定性不好，多半是敏感元件出故障，般很难调整修正，可以调 A/D 转换电路行补正，不过补正的量不是很。
3. 2 仪表引压管堵塞
故障现象:在生产过程中某压力变送器输出变化缓
慢，甚至无变化。原因分析:生产过程中常会遇到被测介质中含有固体悬浮颗粒粉末、时间长了有的会固化以及管道内锈蚀，均可以引起引压管的堵塞，使测量无法正常行。解决方法:拆除引压管行疏通清洗处理即可。
3. 3 差压变送器高低压导管接反故障现象:量测量系统，次元件为孔板，差压变送器为测量仪表。当设备投入运行后，差压变送器的输出不但不上升，反而示值往位以下移动。原因分析:用节流孔板和差压变送器配套的流量测量系统运行时，仪表示值输出为以下，可能有以下几种原因:
(1)差压变送器高压导管堵塞或泄漏(2)差变送器高低压导管接反。
(3)管道内介质流动方向与设计相反。
(4)差压变送器出故障。经检查，差压变送器是正常的，输出量随差压信号的变化而变化，连接导管无堵塞无泄漏，而是高低压导压管接反引起。解决方法:将孔板的安装防线反接。但对于智能压力变送器来说，如果高低压导管接错，只要将检测部件和传送部件的相对位置转动 180°即可。

3. 4 差压变送器开机后无指示
故障现象:台高压蒸汽流量变送器开机后无指示，经过段时间后流量指示才缓慢上升。分析原因:开表未按操作程序操作，将隔离液冷凝水全部冲走，高压蒸汽入变送器膜盒内，影响变送器的正常工作。通常在高压蒸汽或有腐蚀性介质的测量系统，为防止变送器膜盒部件损坏，般均充隔离液，对于蒸汽系统而言，隔离液就是冷凝水，当差压变送器的三阀组上平衡阀被打开后，若同时打开三阀组上高压侧和低压侧的截止阀，引压管内原已存在的冷凝水会因差压作用而被冲入蒸汽管道，使高温蒸汽入变送器膜盒，而变送器的温度太高将导致测量数据失真，甚至损坏设备。解决方法:拆开差压变送器检查，在该变送器膜盒没有被高温蒸汽损坏的情况下，等待几小时后引导管内产
生冷凝水后仪表自然就有指示恢复 量不确定度后的符合性评定”的判定标准，对受检的电子天平行符合性判定，是非常繁琐和效率低下的，在实际工作中难以实施。

6 措施:选择更高等级的标准砝码行检定
从对上述不确定度分量的的数据分析可知，F1 等级标准砝码带来的不确定度 u(L)在示值误差测量不确定度 u c (Δ)中的占的比重，致使 U9＞13MPEV。如果选用 E2 等级的标准砝码行检定，用同样的方法行评定计算，E2/200g 砝码的 u(L) = 0. 053mg，E2/50g 砝码的 u(L) = 0. 024mg。此时示值误差测量值扩展不确定分别为 U 95 =0. 28mg，U 95 =0. 17mg，基本能满足 U 95 ≤ 13MPEV 要求。
7 对 JJG 1036 －2008 检定规程的点看法笔者认为，检定规程对检定标准砝码的要求(7.1.1.1条)，不尽合理。按此要求选择标准砝码来检定电子天平，标准器自身的带来的不确定度已达到 MPEV 值的 1/

3，终电子天平示值误差测量值的不确定度是无法达到U 95 ≤13MPEV 要求的，会造成检定结果无法直观判定。建议规程对此条行适当修改，提高对标准砝码的准确度要求。