砝码检定过程中仪器的选择

JJG99-2006《砝码》检定规程中规定在测量砝码质量选择衡量仪器时，衡量仪器的计量特性在行测量之前要已知。如果被检砝码行空气浮力修正，则其合成标准不确定度应不得过被检砝码质量zui允许误差值的六分之;如果被检砝码不行空气浮力修正，则合成标准不确定度不得过被检砝码质量zui允许误差值的九分之。依据上述原则选用机械天平是合理的，但在对电子天平的选用时却会有不合理的地方出现，主要原因就在于电子天平的合成标准不确定度主要是由重复性、线性误差引入的不确定度组成。

 

砝码通常情况下，在证书没有给出电子天平扩展不确定度的情况下，我们常以电子天平的zui允许误差的根号下三分之，作为电子天平的标准不确定度。这其中就括了重复性引入的标准不确定度、线性误差引入的标准不确定度两个不确定度分量。如果以此作为选择天平的依据，我们就会发现，在选择电子天平对砝码行检定时，需要选择分辨力远远小于砝码zui允许误差的电子天平。例如：以台梅特勒-托利多电子天平AL204型为例，zui小分度值为0.1mg，电子天平等级为Ⅰ级，用于检定100g的砝码，其中e=10d（ d—电子天平的zui小分度值、e—天平实际分度值），100g点的zui允许误差为1.0mg，则可以得到这台电子天平的合成标准不确定度为0.58mg。根据被检砝码行空气浮力修正，称量仪器合成标准不确定度应不得过被检砝码质量zui允许误差值的六分之的原则，被检砝码的zui允许误差值于3.48mg。这台电子天平只能用于检定M1等级及以下的标称值量为100g的砝码。当不行空气浮力修正时，称量仪器合成标准不确定度应不得过被检砝码质量zui允许误差值的九分之的原则，被检砝码的zui允许误差值于5.22mg。此时这台电子天平只可用于检定M2等级及以下的标称值量为100g的砝码。很明显这样行电子天平的选择是不合理的。
 

因为在使用天平对砝码的质量行测量时使用的是被检砝码和个标准砝码比对的方法。特别是在使用电子天平采用ABA循环行测量时（A—标准砝码;B—被检砝码），不难发现使用天平对砝码的质量行测量时，实际测得的是被检砝码与标准砝码的质量之差。其中被检砝码和标准砝码的标称值相同。电子天平的显示并没有发生较的线性变化。所以在测量过程中电子天平线性误差引入的标准不确定度并不起主要影响，主要是电子天平的重复性引入的标准不确定度在循环测量中会对砝码质量的测量带来影响。所以在选择电子天平时应主要考虑重复性引入的标准不确定度。例如：同样以台梅特勒-托利多电子天平AL204型为例，zui小分度值为0.1mg，电子天平等级为Ⅰ级用于检定100g的砝码。依据产品说明书可以得知此台电子天平的重复性为0.1mg，根据通过校准证书或产品说明书得到的不确定度可信程度较高的原则，可以确定这台电子天平重复性引入的标准不确定度为0.1mg。根据被检砝码行空气浮力修正，称量仪器合成标准不确定度应不得过被检砝码质量zui允许误差值的六分之的原则，被检砝码的zui允许误差值于0.6mg。这台电子天平可用于检定F2等级及以下的标称值量为100g的砝码。当不行空气浮力修正时，称量仪器合成标准不确定度应不得过被检砝码质量zui允许误差值的九分之的原则，被检砝码的zui允许误差值于0.9mg。此时这台电子天平同样可用于检定F2等级及以下的标称值量为100g的砝码。

综上所述，在检定砝码质量过程中，在对电子天平的选择上，应该重点分析电子天平重复性所引入的标准不确定度，而不是简单的通过zui允许误差计算电子天平的标准不确定度。

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