F2等级10克砝码折算质量测量结果的不确定度评定 摘要:砝码质量测量是通过与高-等级同质量的标准化砝码,在比较仪_上比对,实现对砝码的准确测量,而在测量中测量方法、标准砝码的不确定度,测量仪器、空气浮力、是影响测量不确定度的关键问题,通过10g砝码的实测分析,具有较合理的评定,砝码测量时不确定度问题。 关键词:测量方法;标准砝码;测量仪器;空气浮力;不确定度 1.概述 测量依据: jjg99 2006>。 环境条件:温度每四小时变化不于3. 5°C,相对湿度不于70%。. 测量标准: docin f1等级标准砝码.质量为10g, u=0. 06mg,含因子k=2。电子天平(型号ae240;特种准确度等级; d=0. 1mg) 被测对象: f2 等级砝码。质量为10g, u=0. 20mg,含因子k =2。 测量过程 ①开启天平,将标准砝码放在天平的称盘内,读取数据a。a取两次读数的算术平均值. ②取下标准砝码,并在此称盘内放上同名义质量的被检砝码,读取数据b。b取两次读数的算术平均值. ③测量循环采用aba法,测得- -组读数。 ④根据以_上数据,计算出被检砝码实际质量。 评定结果的使用 在符合_上述条件下的测量结果,般可直接使用本不确定度的评定结果。 2,数学模型 (1)式中:mb 被测砝码的折算质量,单位: g或mg; ma- 标准砝码的折算质量,单位: g或mg;成豆丁 vb- 被测砝码的体积,单位: cm3; 7a -标准砝码的体积,单位: cm3; pk -测量时,实验室的实际空气密度,单位:eom p1, 2 约定的标准空气密度,单位: g/ cm3; 被 测砝码与标准砝码的平衡位置的差值,单位: g 或mg; 假设,空气浮力引起的质量修正值为mp 则式(1)简化为: (2) 3.折算质量测量的不确定度评定由于不确定度与砝码的质量有关,我们以10g砝码为例来讨论。 测量过程由测量重复性导致的标准不确定度的评定。 测量过程由测量重复性导致的标准不确定度可以通过连续测量得到测量列,采用a类方法行评定。 3.1用电子天平对10g砝码在重复性条件下连续测量10次,得 到测量列(g) ① ② ③ ④ ⑤ 10.0001 10.0001 10. 0002 10.0001 10.0001 ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ① 10.0002 10.0001 10.0002 10.0002 10.0002 单次实验标准差为 =s/ =0. 02mg 3.2标准砝码引起的不确定度u (mcr)的评定。 石标准砝码引起的不确定度u (mcr), 采用b类方法行评定。 3.2. 1标准砝码的扩展不确定度引起的不确定度分量:根据规程,f1等级标准砝码10g的扩展不确定度不于0.06 mg含因子k =2。u/k = 0. 06mg/2=0. 03mg 3.2. 2标准砝码质量的不稳定性弓|起的不确定度根据规程规定,砝码相邻两个周期检定结果之差不得过该砝码允许误差的三分之,以均匀分布来估计这个分量。f1等级标准砝码10g的允许误差对值0.20 mg。uinst (mcr)=0. 20/ (3X )=0. 038mg 3.2. 3标准砝码引起的不确定度u (mcru (mcr)==0.048mg 3.3由于检定过程直接使用电子天平的实际分度值d,由电子天平分辨率引起的不确定度采用b类方法行评定。== 0.41d=0. 41X0.1=0. 04mg 3.4空气浮力引入的标准不确定度u(mp)的评定空气浮力引起质量误差的修正: mp= (vb-va) (pk-p0),根据规程规定,当空气浮力引入误差不过被测砝码允许误差的1/9时,可不行空气浮力修正,即实际计算时认为mp=0。由规程得到f2等级砝码材料密度(6. 4~10.7) g/cm3 (; 10克砝码材料密度不做要求, 假设为g/cm3; f1等级砝码材料密度(7.39~8.73) g/cm3 . g/cm3 (1g) ; f2等级砝码允差为 10g士0.6mg; f1 等级砝码允差为10g士0. 20mg ;空气密度估计为(1.20士0.024) mg/cm3。空气浮力引入极限误差的估算如下:< 0. 6mg/9=0. 066mgatoh.”um即u()可忽略3.5被检砝码与标准砝码差值引入的不确定u( )的评定被检砝码与标准砝码的差值=0. 04mg很小, 故u( )可忽略。3.6天平偏载不确定度u e的评定ue= (2)其中:d为天平按照相应检定规程行偏载测量时值和小值之间的差,为估计的称盘中心到砝码中心的距离, 为称盘中心到-个角的距离,在部分情况下,不确定度分量u e通常被检定过程中的不确定度uw所覆盖,可以忽略。 4、合成标准不确定度评定 传播系数 数学模型传播系数c(i): c (ma)= =1c(mp) = =1c( )==14.2标准不确定度汇总表 不确定度来源标准不确 定度分量u (xi)mg豆丁mg测量重复性 0.02 10.02"W. . 标准砝码u (mcr) 0.048 1 0. 048天平分辨力ud 0. 04 10.04 合成标准不确定度的计算输入量彼此独立不相关,合成标准不确定度按下式得到: 5.扩展不确定度的评定= k =2X0.066mg =0. 14mg(k=2) 6.测量不确定度的报告与表示f2等级10g砝码折算质量测量结果的扩展不确定度为=0.14mgk=2 
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