建立砝碼質(zhì)量計量標準如何選擇主標準器及配套設(shè)備 建立 砝碼 質(zhì)量 計量標 準要依 據(jù)JJG99—2006 《砝碼》檢定規(guī) 程 的要 求 ，結(jié) 合實 際工作選擇 主標準 器與配套設(shè)備 、 分析說明 1．主標 準 器 的 選擇
主標準器 (標準砝碼 )使用 時 ，應(yīng)考 慮其 質(zhì)量修正值 ．其擴展不確定度應(yīng)不于被檢砝碼 允許誤差 的1／9 ，這時標準砝 碼可選擇 高等級標 準砝碼 。采用逐級傳遞 ；如果 主標準器 (標 準砝碼 )使用 時不考慮其質(zhì)量修正值 ．只按砝碼上標 注的質(zhì)量值考慮 ．這時標 準砝碼 的擴展 不確定度 按砝碼 的最允 許誤差計算 ．要想其擴展不確定度應(yīng)不 于被檢砝碼允許 誤差 的l／9．就 只能隔級傳遞 而不能逐級傳遞 2．配套設(shè)備的選擇
質(zhì)量測量不確定度來 源為 ：上等級標準砝碼 、對被檢砝碼 的空氣 浮力修 正及衡量儀器 對空氣 浮力修正及衡量儀器 的要求是 ：空氣 浮力修正和衡量儀器 兩項不 確定度 分量之 和不能 過被檢 砝碼最 允許誤1 1 6 中[ ] itN 2033 7口王春榮 孟景華差 的2／9 如果在測量 過程 中被檢砝 碼行 了空氣浮力修正 ．這樣衡量儀器帶來的不確定度 影響就可 以占被檢砝碼 質(zhì)量允差 的1／6 ．如果 被檢砝碼質(zhì) 量修正值中沒有括空氣浮力修正部分 ．這 時衡量儀器帶來 的不 確定度 影 響就只 能 占被檢 砝碼 質(zhì)量 允差 的 1／9．在JJG 99—2006中，衡量儀器的不確定度括重復性 、靈敏度 、分辨力 、偏載等 。 二 、實例探討
1．實例 1
N F 等級lkg標準砝碼 檢定M 。等級1kg砝碼 ，當F等N lkg$~ 帶有修 正值行質(zhì)量傳遞 時 ．要求其 擴展不確定度不能 于被檢砝碼 允差 的1／3 等N lkg標準砝碼 的質(zhì)量允差是 16m g．其擴展不確定度最極限值l~ J5m g，被檢M 等級1kg砝碼的質(zhì)量 允差 為50m g，滿足標準砝碼 擴展不確 定度不 于被 檢砝 碼允 許誤差的1／9要求 。當F 等級 lkg標準砝 碼不考 慮其修正值 ，按標稱值 1kg砝碼行量傳 時 ，其 擴 展 不 確定 度 按 最 允 許 誤 差考 慮 ．其 值 等 于16m g，不滿 足M 等級 1kg砝碼質(zhì) 量允差 的1，9的要求這 時F：等級 1kg標 準砝碼 只能 檢定M 以下 等級 1kg砝碼 。被檢 砝碼 與標準砝 碼行 比較 的衡 量儀 器統(tǒng) 稱質(zhì)量 比較儀 考 慮到 比較儀 在質(zhì)量計 量工 作 中的特點 ．比較儀檢測括 以下幾個方 面 ：重復性測量 、偏 載測量 以及 為避免 比較儀 自身示 值誤差 帶來 的影響 而行的局部示值誤差 的測量 這些 因素都對被檢砝碼測量結(jié)果帶來不確定度影響 檢測質(zhì)量 比較儀重 復性采用 10次A BBA 或A BA 的測量 方式 ．測量結(jié)果 的標 準偏差 采用貝賽爾公式計算 。重復性 、偏載 、局部示值誤差 的測量方法 可參考JJF1326—2011《質(zhì)量 比較 儀校準規(guī)范》，下 面筆 者對衡 量儀器的選擇行探討 。 2．實例2
某企業(yè)建立套E，等級 克組砝 碼標準裝置 ．需要檢定F】等g3~@ 200g砝碼 。當?shù)睾０胃叨刃∮?00m ，此時F 等級砝 碼 的空氣浮力 修正要 小于該 砝碼最 允許誤差 的1／9 ，按照JJG99—2006的要求 ，此被 檢砝碼 的質(zhì)量修正值不需考慮 空氣 浮力修 正 ．因此 比較儀 的合成標準 不確定 度必須小 于被 檢砝碼 最允 許誤差 的1／9。F。等 級200g砝碼 的最 允許 誤差 為 1．Om g，那 么只能選 擇合成 標準 不確 定度小 于0．1lm g的質(zhì)量 比較儀 。下面選擇 最小讀 數(shù)能力為0．1m g或0．01m g的質(zhì) 量比較儀行分析 1．若選擇0．Olm g~ 比較儀 ．在 比較儀 為200g 載荷 點下行測量
(1)比較 儀的重復性測量
使用 個標 準砝碼 ．采用A BBA 的測 量方式重復測量lO次 ，10次測量差值(單位：m g)分別為0．O1、0．O0、0．oo 、0．o2、O．o0 、0．o0、0．o0、0．02 、O．02、0．00。單次測量
結(jié)果 的標準 偏差 ：= 0．0 12m g
重復性測量 的標準不確定度
中 ： 廣 溫 度影 響 的不確 定度 分量 變化 量 ；
P-～ 標準 載荷砝 碼 ；u廣 比較 儀在 被測 載荷 點 下的顯示分辨力引起 的不確定度分量比較 儀 的溫 度影 響平 均 特性 TK =0．003x10-6K ～．T E C H N O L O G Y檢定、使用與調(diào)測量過程 中的溫度變化量A T- -0．1oC ．則(△ )2- ×(0．1×3×10 )比較儀實際分度 值
(2)比較儀 的偏載誤差測量
比較儀偏載誤差采用 A BBA 的測量方式 ．利用砝碼放在 衡量盤 中間位置 的示值 與放在衡 量盤前 后左右 4 個位置的示值之差獲得偏載誤差測量 的不確定度
(3)比較 儀的局 部示值 誤差測 量
按 照 JJF1326—2011《質(zhì) 量 比較儀校 準規(guī) 范》的要求 ，測量局 部示 值誤差 時 ，需加 載質(zhì)量 范圍為 (1000～5000)d 的標準小 砝碼行 測量 ，重復測 量 3 次 ，測量結(jié)果 為標 準小砝碼 的實 際質(zhì)量值 與 比較 儀 3 次測 量結(jié)果 的平均值 之差
局部示值誤差測量 的不確定度
V S + + ，n其 中?。?0．005m g， ：( )式 中 ： ——測局部 示值誤差 的標準小砝 碼質(zhì)量值 ； —— 測局部示值誤差 的標 準小砝碼 質(zhì)量值 的擴展不確定度U)R E 等級 ．1Om g 標準砝碼的擴展不確定度的極 限值為 0．O026m g
因此 ：測量砝碼 質(zhì)量值 時 ，衡 量儀器 的合 成標準不確定度括質(zhì)量 比較儀重 復性測 量標準不確定度 、偏載誤差測量的標準不確定度 、局 部示值誤差測量 的
標準不確定度
V o． 00292+0．012 +0．013= 0．O 18m g通 過上述分 析計算 表 明 ．選 擇最 小讀 數(shù)能力 為0．Olm g 的 比較儀 能 滿足 F。等級 200g 砝 碼對 其合 成標準不確定度小 于 0．1lm g 的檢定要求 。 2．若選擇 0．1m g 的比較儀 ．在比較 儀為 200g 的栽荷點下行測量 (1)比較儀 的重 復性測量
使 用個 標準砝 碼 ．采用 A BBA 的測量方式重復測量 l0 次 ，l0 次測量差值 (單位 ：m g)分別為 0．1、0．0 、0． 0 、0．2、O．1、0．0 、0．1、0．2 、0．2、0．0。單次測量結(jié)果的標準偏差 ：= 0．13r a g
重復性測量的標準不確定度“ 、／a7P式 中 ：0c廣 溫度 影響 的不 確定度 分 量變 化量 ；— —標準 載荷 砝碼 ；tt廠 比較 儀 在被測 載 荷點 下的顯示分辨力 引起 的不確定度分量 。Lt 較儀 的溫度 影響平 均 特性 =0．003x 10-6K～．測 量過程 中的溫度變化量 A T=0．1?！?．則
(2)比較儀 的偏載誤差測量比較儀偏 載誤差 采用 A BBA 的測量方 式 ．利用砝碼 放在衡 量盤 中間位置 的示值與 放在衡量 盤前后 左右 4 個位置 的示值之差獲得偏 載誤差測量 的不確定度
(3)比較儀的局部示值誤差測量
按照 JJF1326—201l 的要求 ．測量局部 示值誤 差時 ，需加載標準小砝碼 行測量 ，重復測量 3 次 ，需 加載標 準小砝 碼行 測量 ．重 復測量 3 次 ，測 量結(jié)果 為標準 小砝碼 的實 際質(zhì)量值 與 比較儀 3 次測量 結(jié)果 的平均值之差 。 局部示值誤差校 準結(jié)果帶來 的不確定度t~s- - - -V $ 2l+Ⅱ其 中／' Rs- - - -10．O05m g,or,= ( )Z ,17 ts取 E 等級 lOm g 標準砝 碼 的擴展不 確定 度 的極 限值 為 0．0026m g地=、／s2+ “ u= 0．14r a g因此測量砝碼質(zhì)量值時 ，考慮質(zhì)量 比較儀重復性 、偏載誤差 、局部示值誤差的影響帶來 的不確定度 ，則衡量儀器的合成標準不確定度分別由單次測量結(jié)果標準偏差及其標準不確定度 、偏載誤 差測量值及其標準不確定度、局部示值誤差測量值及其標準不確定度組成-0 ．19m g通 過上述 分析計 算表 明 ．選擇 最小讀 數(shù)能 力為0．1m g 的比較儀不能滿足 F 等級 200g砝碼的檢定要求 。 
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