- 測量方法(依據(jù)JJG99-2006)
采用直接比較法或組合比較法,通過相應(yīng)精度的標準天平替代接收標準砝碼與被檢砝碼的質(zhì)量信息,輸出標準砝碼與被檢砝碼的質(zhì)量量值,然后行比較,環(huán)境條件:相對濕度不于70%,溫度波動每4小時不于1?。 - 數(shù)字模型
根據(jù)規(guī)程提供的計算公式,被檢砝碼的折算質(zhì)量值為 mA=mB*+(VA-VB)(ρk-ρ1..2) (1) 設(shè)mρ=(VA-VB)(ρk-ρ1..2), mr= ︱LBr-LB︱=L1, LA-LB=L2, 則mr=(mr/Ll)/L2 得Ma=mB+mρ±mr±mw (2) 3、方差與靈敏系數(shù) 根據(jù)(2)式,可由 uc2=【∂f/∂xi】2 u2(xi) (3) 以200g為例: 得 u2(mA)=C2(mB)u2(mB)+C2(mρ)u2+(mρ)+ C2(mr)u2 (mr)+C2(mw)u2(mw) (4) u2(mA)=u2(mB)+u2(mρ)+(L2/L1)2u2(mr)+(-mr·L1)2u2(L1) +(mr/L1)2u2(mr)+u2(mw) 靈敏系數(shù) (5) C(mB)=∂f/∂(mB)=1, C(mρ)=∂f/∂(mρ)=1 C(mr)=∂f/∂(mr)=±L2/L1, C(L1)=∂f/∂ L1=±【-(mr·L1)/L12】 C(L2)=∂f/∂ L2=±(mr·L1) C(mw)=∂f/∂(mw)=±1 被測量(輸出量):二等200g砝碼,規(guī)程給出該砝碼質(zhì)量允差±1.5mg,質(zhì)量擴展不確定度為0.6 mg。 標準量(輸入量):等200g砝碼,該砝碼質(zhì)量允差±0.5mg ,質(zhì)量擴展不確定度為0.2mg,為了方便,假設(shè)其折算質(zhì)量修正值為。 衡量儀器:采用三級天平,zui秤量200g,名義分度值0.1mg,測分度值的標準小砝碼為二等2mg,修正值為0.01mg,質(zhì)量擴展不確定度0.02mg。 檢定數(shù)據(jù): 檢定員1: L2=LA-LB=3.2(分度),L1=LBr-LB=4.0(分度),mr =2.01mg 檢定員2: L2=LA-LB=3.0(分度),L1=LBr-LB=4.2(分度),mr=2.01mg 以檢定員1的數(shù)據(jù)行分析。 4、標準不確定度覽表 標準不確定度分量 u(xi) | 不確定度來源 | 標準不確定值 u(xi) | 靈敏系數(shù) | 不確定度貢獻 | u(mB) | 標準砝碼引入 | 0.067 | 1 | 0.067 | u(m) | 空氣浮力引入 | 0.02 | 1 | 0.02 | u(mr) | 砝碼替代秤量引入 | 0.27 | ±1 | 0.27 | u(mw) | 標準量與被檢量比較時添加標準小砝碼引入 | 0.0067 | ±1 | 0.0067 |
5、標準不確定度分量。 5.1標準砝碼引入的標準不確定度分量u(mB) 等200g砝碼質(zhì)量擴展不確定度為0.2mg,正態(tài)分布,置信概率99.73%,含因子K=3, u(mB)=0.2×1/3=0.067mg 5.2空氣浮力引入的標準不確定度分量u(mρ) mρ=(VA-VB)(ρK-ρ1..2) u2(mP=C2(VA)u2(VA)+ C2(VB)u2 VB+ C2(ρK)u2(ρK) 估算本實驗室由空氣浮力引入的zui誤差。 查的制造二等克組砝碼材料為奧氏體不銹鋼,材料密度為7.85g/cm3,各等砝碼及3、4級砝碼也可用銅合金,材料密度為8.4g/cm3,取偏離量7.85—8.4 g/cm3來分析。砝碼質(zhì)量mA與mΒ分別取zui值與zui小值 mA=200.002g,mΒ=199.998g 本所恒溫室年內(nèi)平均空氣密在( 1.2 )g/cm3范圍內(nèi),由空氣浮力引入的zui誤差為 ?mρ=(200.002/7.85-199.998/8.4)0.02=0.033mg 由空氣浮力引入的不確定度通過空氣浮力引入的zui誤差評定均勻分布,標準不確定度分量為 u(mρ)=?mρ//㎎ 5.3標準量與被檢量比較過程中天平示值變動性,測定分度值的讀數(shù)誤差以及測分度值時采用的標準小砝碼引入的標準不確定度分量u(my) 由 my=(mr/L1)×L2 得u2(my)=(L2/ L1)2 u2(mr)+(-mr L2/ L12)2 u2( L1)+(mr/ L1)2 u2(L2) (8) 式中:mr—測分度值的標準小砝碼的折算質(zhì)量值, mr=2.01 mg u(mr)—測分度值的標準小砝碼的標準不確定度,查得,二等2 mg砝碼質(zhì)量擴展不確 定度為0.02mg正態(tài)分布,置信概率99.73%,含因子 k=3, u(mr)=0.02㎎∕3=0.0067㎎; L1—測天平分度值時,加2mg砝碼天平平衡位置改變量,L1=4分度。 L2—被檢砝碼與標準砝碼相差的分度數(shù),L2=3.2分度; u(L1)—測天平分度值時引入的不確定度分量; u(L2)—標準量與被檢量相比較時引入的不確定量分量; u(L1).(L 2)—均由天平示值變動性引入的,天平規(guī)程規(guī)定天平示值變動性允許誤差為1分度,均勻分布,2人各檢次則 u(L1)=u (L 2)=1分度/() =0.41分度。 u2(my)=(3.2/4)20.0672+(-2.01×3.2/42)2(0.41)2+(2.01/4)2(0.41)2 =0.004288+0.1616×0.168+0.253×0.168 =0.004288+0.027+0.043=0.074 u2(my)=0.27mg 5.4標準量與被檢量比較時添加標準小砝碼引入的標準不確定度分量u(mw) mw為二等2 mg砝碼,其質(zhì)量擴展不確定度為0.02mg,正態(tài)分布, 置信概率為99.73%,含因子K=3. u(mw)=0.02mg/3=0.0067 mg 6合成標準不確定度 經(jīng)前面分析,不確定度分量彼此獨立,且都已折算成標準不確定度,其合成標準不確定度為 uC2(mA)= u2(mB)+u2(mρ)+ u2(my)+ u2(mw) =0.0672+0.022+0.272+0.00672 =0.08 mg uC(mA)=0.28 mg 7擴展不確定度 U=K×u C(y) 取K=3 U( mA )=3×0.28=0.84 mg 8報告 二等200g砝碼檢定如下: 檢定員1:測得被檢砝碼修正值為+1.6 mg 檢定員2:測得被檢砝碼修正值為+1.4 mg 被檢砝碼的zui終結(jié)果取兩人檢定結(jié)果的算術(shù)平均值1.5 mg mA=200.00015g U=0.84 mg K=3 結(jié)論:該砝碼測量結(jié)果擴展不確定度符合JJG99—2006《砝碼檢定規(guī)程》對二等砝碼的要求。 |