F1等级砝码测量结果的不确定度评定 测量方法 依据JJG99- 2006《砝码》检定规程,采用单次替代称量法。校准前,先将标准砝码在砝码检定室存放24h 以上,被校砝码存放12h 以上。 校准时,先把电子天平置,把标准砝码mg (Ez 等砝码)放在电子天平盘中心,再把天平置,加上标准小砝码mr(1mg 的EZ 级砝码),读取数值m Br1,然后把标准砝码取下,放上被校砝码ma 于盘中心,读取数值mAr1,取出被校砝码,放置片刻后,再将被校砝码置于盘中心,读取数值MAx2,又取下被校砝码,放上标准砝码,读取数值mBr2,按照以上方法读取10 组数据,根据公式算出被校砝码的折算质量。2 数学模型 F1等级砝码由检定规程得:m,= mA标+ Ka 根据实例简化可得:ma= mp+ S.+ 心+ &+ &式中:ma被校砝码的折算质量; mA标被校砝码的标称质量;Ka被校砝码折算质量修正值;mB标准砝码的折算质量;。自zui近次检定以来标准值的漂移; 在电子天平上所得到的放被校砝码时的读数值与放标准砝码时的读数值之差,即校准时得到的被校砝码与标准砝码之间的质量差。 其中,m;= (mxriF mBri) ;&= (Va- VB)(A- P.2)mAri-电子天平的灵敏阈的影响量;mBri空气浮力修正值;Va 被校砝码的体积; VB标准砝码的体积;R校准时实验室的实际空气密度;A.z= 1.2mg/ cm3。方差 3.12af2 根据u2= 2(xi)uidxi得:u2(ma)=~(mB)u?(mB)+ &(&,)u*(&,)+ &(sm) u2(m) + c2(&)u2(&)+ &(&)u2(&) 3.2 传播系数由公式可知,c(mB)、c(8m).c(@m)、c(&)c()均为1。计算分量标准不确定度 4 环境条件:温度(22土4) C,相对湿度不于:75%校准使用的Fe 等级的2g 标准砝码,其zui允许误差土 0.04mgji 校准使用CP2P 的电子天平,测量上限为2,1g,dt91ishing= 0.005mg; 被校F1等级砝码的校点为2g,zui允许误差士0.12mg。 41 F1等级砝码估算引入的不确定度分量 根据JJG99- 2006《砝码》检定规程及砝码的检定证阿得知该砝码的zui允许误差采用B 类方法行评定。 砝码规程和证书给出的相应质量砝码的扩展不确定度不于0.04mg,属于正态分布,取含因k= 3。在2 0g 校准点处,标准不确定度为: u(mB)= a/ k= 0.0134ng。 估计其相对不可靠性为10% ;依公式 su(x;) :可得,v(mp )= 50。u (xi) 42 F1等级砝码的标准值漂移引入的不确定度u(m。) 依据前3 年的砝码检定结果分析,该质量砝码标准值漂移zui为0.005mg,以矩形分布估计,k= 3,该质量砝码漂移引入的不确定度为:u Cn。= a /k= 0.0029mg。 估计其相对不可靠性为10% ;依公式: Qu (x:) v=言 u (x;) 可得自由度v(&m.)= 50。 43 两砝码的质量差om引入的标准不确定度 表1 单位m爬 g 00.006 0.002 0.003 0.004 0.001 0.003 0005 0.004 0003 0007 F1等级砝码的测量重复性,可以通过连续重复测量得到测量值,采用A 类行评定。在标准砝码和被校砝码测量过程中,天平的盘上同时都放有同的标准小砝码(1mg),故标准小砝码对测量结果不产生影响。用CP2P 电子天平对质量砝码2g 校准点采用相同测量程序行重复测量,校准时得到的被校砝码与标准砝码之间的质量差见表 4.4 电子天平的灵敏阈引入的标准不确定度u (0) 校准用电子天平的分度值为0.005mg,服从均匀分布,则取k= 原。其不确定度为: u(@)= a/k= 0.0015mg。 估计其相对不可靠性为10%。依公式 @u (x ;)vi= 言 u (xi ) 可得自由度v(0)= 50。 4.5 空浮力引入的标准不确定度u (& ) EZ 等砝码检定中,相应的空气密度修正量相对于zui允许不确定度而言般非常小,因此通过空气浮力引入的极限误差来评定该不确定度分量。其极限误差估计为0.12mg/cm;E2.F1等级砝码的材料为奥氏体不锈钢,材料密度在(7850土50)mg/ m3 之间。且E2 等级砝码2g 的质量允差为士0.04mg; FI 等级砝码2g 的质量允差为土0.12mg。因此,空气浮力的标准不确定度采用B类评定方法行评定,视为矩形分布,k= ,则:u (s )=0.0003mg。 估计其相对不可靠性为10%; 依公式 @1(x;)v;= u(xi可得自由度 v(B)= 505 标准不确定度览表( 见表2)6 合成标准不确定度UC 各输入量彼此独立不相关,所以合成标准不确定度可按下式计算,得:ua=瓦c呵= 0. 0 14mg
有效自由度,根据韦尔奇- 萨特思韦特公式'10VefFZ(u4/ 绍8扩展不确定度 当置信概率p 取值为0.95,VefEF 10 时,查1分布表得占= 2.23。 则扩展不确定度Ug= ue* k= 0.031mg。 表2 标准不确定度览表u(x;)u(x;)/mgIci u(xi)不确定度来源 自由度vCiu(mg) E 等级标准砝码 0, C 1340.0134 u(G) 标准砝码的缥移 0,0029500,00290.0007u(8m)0,0007 砝码质量差 u(匹) 电子天平的灵敏阈 300.0015 0. 001 5 u(Gg) 30 空气浮力引起 0, 0003 0.,0003 报告 查E2 标准砝码检定证书,得知2g 的E2 等级标准砝 码的折算质量修正值为:ks=- 0.039mg。 F1等级2g 砝码的校准结果如下: 被校的F 1等砝码的折算质量修正值为0 035mg, 折算质量值ma= 1999.965mg。扩展不确定度为: Ugg= 0.031mg,kp= 2.23。 |