建立砝码质量计量标准要依据 JJG99-2006砝码检定规程的要求

  建立砝码质量计量标准要依据 JJG99-2006《砝码》检定规程的要求，结合实际工作选择主标准器与配套设备。
、分析说明
1. 主标准器的选择
主标准器（标准砝码）使用时，应考虑其质量修正值，其扩展不确定度应不于被检砝码允许误差的 1/9 ，这时标准砝码可选择高等级标准砝码。采用逐级传递；如果主标准器（标准砝码）使用时不考虑其质量修正值， 只按砝码上标注的质量值考虑，这时标准砝码的扩展不确定度按砝码的允许误差计算，要想其扩展不确定度应不于被检砝码允许误差的 1/9 ， 就只能隔级传递而不能逐级传递。

2. 配套设备的选择
质量测量不确定度来源为： 上等级标准砝码、对被检砝码的空气浮力修正及衡量仪器。对空气浮力修
正及衡量仪器的要求是：空气浮力修正和衡量仪器两项不确定度分量之和不能过被检砝码允许误差的 2/9 。 如果在测量过程中被检砝码行了空气浮力修正，这样衡量仪器带来的不确定度影响就可以占被检砝码质量允差的 1/6 ， 如果被检砝码质量修正值中没有括空气浮力修正部分，这时衡量仪器带来的不确定度影响就只能占被检砝码质量允差的 1/9，在JJG99-2006 中，衡量仪器的不确定度括重复性、灵敏度、分辨力、偏载等。

二、实例探讨
1. 实例 1
用 F 2 等级 1kg 标准砝码检定 M 1 等级 1kg 砝码，当 F 2等级 1kg 标准砝码带有修正值行质量传递时， 要求其扩展不确定度不能于被检砝码允差的 1/3 。 F 2 等级 1kg 标准砝码的质量允差是 16mg ， 其扩展不确定度极限值取为 5mg ， 被检 M 1 等级 1kg 砝码的质量允差为 50mg ， 满足标准砝码扩展不确定度不于被检砝码质量允许误差的 1/9 要求。 当 F 2 等级 1kg 标准
砝码不考虑其修正值，按标称值 1kg 砝码行量传时，其扩展不确定度按允许误差考虑， 其值等于16mg ，不满足 M 1 等级 1kg 砝码质量允差的 1/9 的要求这时 F 2 等级 1kg 标准砝码只能检定 M 2 以下等级 1kg 砝码。被检砝码与标准砝码行比较的衡量仪器统称质量比较仪。 考虑到比较仪在质量计量工作中的特点，比较仪检测括以下几个方面：重复性测量、偏载测量以及为避免比较仪自身示值误差带来的影响而行的局部示值误差的测量。这些因素都对被检砝码测量结果带来不确定度影响。检测质量比较仪重复性采用 10 次 ABBA 或 ABA 的测量方式， 测量结果的标准偏差采用贝赛尔公式计算。重复性、偏载、局部示值误差的测量方法可参考 JJF1326-2011 《质量比较仪校准规范》，下面笔者对衡量仪器的选择行探讨。

2. 实例 2
某企业建立套 E 2 等级克组砝码标准装置，需要检定 F 1 等级的 200g 砝码。 当地海拔高度小于 800m，此时 F 1 等级砝码的空气浮力修正要小于该砝码允许误差的 1/9 ，按照 JJG99-2006 的要求，此被检砝码的质量修正值不需考虑空气浮力修正，因此比较仪的合成标准不确定度必须小于被检砝码允许误差的1/9 。 F 1 等级 200g 砝码的允许误差为 1.0mg ，那么
只能选择合成标准不确定度小于 0.11mg 的质量比较仪。 下面选择小读数能力为 0.1mg 或 0.01mg 的质量比较仪行分析。
1. 若选择 0.01mg 的比较仪，在比较仪为 200g 的载
荷点下行测量（ 1 ）比较仪的重复性测量
使用个标准砝码， 采用 ABBA 的测量方式重复测量 10次，
10 次测量差值（单位： mg ）分别为 0.01 、 0.00 、
0.00 、 0.02 、 0.00 、 0.00 、 0.00 、 -0.02 、 0.02 、 0.00 。 单次测量
结果的标准偏差：
s=
10i=1∑ （ ΔI i -ΔI ）
2n-1%=0.012mg
重复性测量的标准不确定度
u R = α T P
2 t +u 2 d%式中： α T —— — 温度影响的不确定度分量变化量；
P t —— — 标准载荷砝码； u d —— — 比较仪在被测载荷点下
的显示分辨力引起的不确定度分量。
比较仪的温度影响平均特性 TK=0.003×10 -6 K - 测量过程中的温度变化量 ΔT=0.1℃，则α T =112（ ΔT×TK ） 2 =

112 × （ 0.1×3×10-9 ） 2比较仪实际分度值
d=0.01mg ， u d =
12 3%姨×d （ I ） =2 %
姨×0.01mgu R = α T P2 t +u 2 d=112 × （ 0.1×3×10
-9 ） 2 × （ 2×10 5 ） 2 + （
12 3%×0.01 ） 2 %=0.0029mg
（ 2 ）比较仪的偏载误差测量
比较仪偏载误差采用 ABBA 的测量方式，利用砝码放在衡量盘中间位置的示值与放在衡量盘前后左右 4 个位置的示值之差获得。偏载误差测量的不确定度
u E = s 2 +α T P
2 t +u 2 d= 0.012 2 +
112 × （ 0.1×3×10
-9 ） 2 × （ 2×10 5 ） 2 + （
12 3%×0.01 ） 2 %%=0.012mg
（ 3 ）比较仪的局部示值误差测量
按照 JJF1326-2011 《质量比较仪校准规范》的要求，测量局部示值误差时，需加载质量范围为（ 1000～5000 ） d 的标准小砝码行测量，重复测量 3 次，测量结果为标准小砝码的实际质量值与比较仪 3 次测量结果的平均值之差。局部示值误差测量的不确定度
u s = s 2 +α T P
2 t +u 2 d +α s m 2 s%
其中 m s =10.005mg ， α s = （U s2m s）
式中： m s —— — 测局部示值误差的标准小砝码质量
值；U s —— — 测局部示值误差的标准小砝码质量值的扩展不确定度。
U s 取 E 2 等级 10mg 标准砝码的扩展不确定度的极限值为 0.0026mg
u s = s 2 +α T P
2 t +u 2 d +α s m 2 s%
= 0.012 2 +
112 ×（ 0.1×3×10 -9 ） 2 × （ 2×10 5 ） 2 + （
16
%×0.01 ） 2 +(
0.0026
2×10.005
） 2 ×10.005 2
%=0.013mg

 通过上述分析计算表明， 选择小读数能力为0.1mg 的比较仪不能满足 F 1 等级 200g 砝码的检定要求